汽輪發(fā)電機(jī)(steam turbine generator)是指用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。由鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功,使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,做功后的廢汽經(jīng)凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、給水加熱裝置等送回鍋爐循環(huán)使用。發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姍C(jī),通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。發(fā)電機(jī)分直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩大類,后者又可分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。
異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)與其他同步發(fā)電機(jī)并聯(lián),或并接相當(dāng)數(shù)量的電容器。直流發(fā)電機(jī)有換向器,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴,易出故障,維修困難,效率也不如交流發(fā)電機(jī)。故自20世紀(jì)50年代以后,直流發(fā)電機(jī)逐漸為交流電源經(jīng)功率半導(dǎo)體整流獲得的直流電所取代。
汽輪發(fā)電機(jī)是與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī) 。其轉(zhuǎn)速通常為3000轉(zhuǎn)/分(頻率為50赫茲)或3600轉(zhuǎn)/分(頻率為60赫茲)。高速汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)磨耗,轉(zhuǎn)子直徑一般較小,長(zhǎng)度較大(即細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)子)。這種細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)子使大型高速汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子尺寸受到限制。20世紀(jì)70年代以后,汽輪發(fā)電機(jī)的大容量達(dá)130~150萬(wàn)千瓦。
由于汽輪發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行方面的諸多原因,汽輪發(fā)電機(jī)的故障具有潛伏性,時(shí)常會(huì)造成在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)行機(jī)組的故障發(fā)生率居高不下。對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷,目的是在故障初始階段檢查出汽輪發(fā)電機(jī)存在的缺陷,有計(jì)劃地安排機(jī)組檢修,避免重大事故的發(fā)生。同時(shí),延長(zhǎng)其平均無(wú)故障時(shí)間和縮短平均修理時(shí)間,減少停機(jī),降低維修費(fèi)用,提高發(fā)電設(shè)備的設(shè)備利用率。
火力發(fā)電廠或核能發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)皆采用臥式結(jié)構(gòu),發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)、勵(lì)磁機(jī)等配套組成同軸運(yùn)轉(zhuǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪發(fā)電機(jī)基本的組成部件是定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。定子鐵芯。定子鐵芯是構(gòu)成磁路并固定定子繞組的重要部件,通常由0.5mm或3.5mm厚、導(dǎo)磁性能良好的冷軋硅鋼片疊壓而成。大型汽輪發(fā)電機(jī)的定子鐵芯尺寸很大,硅鋼片沖成扇形,再用多片拼裝成圓形。
勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組為若干個(gè)線圈組成的同心式繞組,線圈則用矩形扁銅線繞制而成。勵(lì)磁繞組放在槽內(nèi)后,繞組的直線部分用槽楔壓緊,端部徑向固定采用護(hù)環(huán),軸向固定采用云母塊和中心環(huán)。勵(lì)磁繞組的引出線經(jīng)導(dǎo)電桿連接到集電環(huán)上,再經(jīng)過(guò)電刷引出。護(hù)環(huán)和中心環(huán)。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高,勵(lì)磁繞組端部承受很大的離心力,所以要用護(hù)環(huán)和中心環(huán)來(lái)緊固。護(hù)環(huán)把勵(lì)磁繞組端部套緊,使繞組端部不發(fā)生徑向位移和變形;中心環(huán)用以支持護(hù)環(huán),并防止端部的軸向移動(dòng)。