核心提示： QFSN-300-2-20B型350MW汽轮发电机是我公司总结第一代、第二代300MW汽发产品的经验，成功运用成熟技术，优化设计，并引进消化吸收西屋、日立等公司先进技术，新研制开发的350MW汽轮
QFSN-300-2-20B型350MW汽轮发电机是我公司总结第一代、第二代300MW汽发产品的经验，成功运用成熟技术，优化设计，并引进消化吸收西屋、日立等公司先进技术，新研制开发的350MW汽轮发电机。该型号第一台产品是为贵州安顺电厂生产的，为了考核验证该电机的设计性能和制造质量是否满足设计、合同的要求，该型号发电机在厂内进行了全面的型式试验。第一台发电机于2002年1月圆满完成了厂内型式试验。试验时，有用户代表参加见证，还邀请了国内有关电厂、设计院、电力局及大专院校的专家参观指导，试验结果表明，各项性能完全达到国家标准和合同要求。本文主要介绍型式试验装备、试验项目和试验结果分析等情况。
2试验装备大型汽发产品的型式试验是一项系统工程，它不仅是对产品性能的检验，同时也是对试验装备的考验，试验装备必须安全可靠。型式试验时需要的试验装备主要有主电源系统和拖动系统、供油系统、二次循环水系统、氢油水系统及测试系统等。
2.1主电源系统和拖动系统350MW汽发型式试验主电源系统采用大型试验站1号机、2号机组成的变频系统，为8500kVA同步拖动电机提供电力电源。供电原理见。
供电原理图这套变频机组的供电原理是：用电抗器先将大型试验站4机启动起来。用4机将2机开起来后，2机并网。用2开1机形成一套4000kW的变频电源，通过一系列的转换，至汽发试验站向8500kVA拖动电机供电，拖动电机与齿轮箱联接带动发电机。汽发试验站Um2励磁柜提供8500kVA拖动机励磁；大型试验站3Z2直流机通过两个试验站之间的连接母线向350MW汽发励磁。
为保证这套变频电源安全可靠，采取了以下安全措施：使1直流机作为电动机，保证了试验安全可靠。
检查大型试验站与超速间和汽发站之间的高压、低压线路（包括控制、测量线路）。
检超速间高压回路的联络油开关（它是连接新老试验站高压回路的重要开关），包括同步性，插人深度等。
2.2供油系统由于试验时发电机轴承润滑和密封油系统、拖动机及齿轮箱等都需要油源，厂内试验时供油系统由汽发试验站上油箱、油冷却器、油过滤器、下油箱、齿轮油泵三台（其中一台作为事故和备用油泵）组成。试验时通过各控制阀门的开、闭，保证发电机整个试验过程中用油。
2.3二次循环水系统试验所用的二次冷却水，由三台水泵作为二次冷却水循环水泵，采用由厂区供水系统部分循环使用的方式，通过适量排水及由厂区补充冷却水，保持试验时发电机氢气冷却器，油冷却器和蒸馈水冷却器用水。
2.4氢油水系统由于被试发电机用“水氢氢”冷却方式，它的控制设备即为氢油水控制系统，此次工厂试验氢气控制系统、定子线圈冷却水系统采用的是集装式。密封油系统采用汽发试验站的密封油站。这套氢油水控制系统保证了该发电机工厂试验的顺利进行。
2.5测试系统工厂试验时在整个试验过程中除了对各系统的运行进行监控外，还根据试验项目需要对拖动机和发电机进行电气量、非电气量、热工量的测量。试验中所用的仪器仪表均经过国家计量检定部门的校验，符合试验要求的精度等级。
拖动电机和发电机电气量测量在试验的各种工况下，需要对拖动机和发电机的电气量进行测量，拖动机的电压、电流和输人功率的测量，是通过在拖动机的电源侧接人两个电压和电流互感器，将电信号送人中控室，采用高精度的PA4400多功能数字电量仪自动测量和打印。发电机定子电压、电流是通过接在发电机的出线端的两个电压和电流互感器，将电信号引人中控室测量。发电机励磁电流是通过接人转子回路的分流器，采用直流毫伏表测量，发电机励磁电压是通过碳刷架上的一对特殊碳刷进行测量。
发电机的轴振动和轴承座振动测量采用了德国申克公司生产的VB41型测振仪，同时还采用了德国申克公司生产的VB5500型测振仪对拖动电机和发电机振动进行监控。
温度数据采集系统试验时发电机所有温度量（包括定子绕组层间54个RTD、定子绕组出水54个RTD、定子铁心17个RTD、冷热风温10个RTD）由美国惠普公司HP3054数据采集系统测试。
发电机定子电压、电流稳态和瞬态波形，用日置公司生产的8804型存储记录仪测量。
3试验项目350MW汽轮发电机在厂内进行型式试验时，按国家标准GB/T70641996《透平型同步电机技术要求》规定和合同所要求的项目进行了试验，方法按GB/T1029-93《同步电机试验方法》进行。其中温升试验方法参照IEEE115-1995《同步电机试验方法》进行。
3.1总装配后运转前的主要试验项目在定子就位，未插转子前，测量定子保梯电抗定子绕组冷态绝缘电阻和吸收比极化指数的测量定子绕组冷态直流电阻的测量3.2充氢状态下的试验项目为了缩短充氢试验时间，采取先作发电机在空载状态下的试验项目，然后作空转试验项目，最后作短路状态下的试验项目。
线电压正弦性波形畸变率和电话谐波因数测定。（3）轴电压测定空载特性曲线和空载损耗测定短路特性和杂散损耗测定4空气状态下的试验项目主要有三相突然短路试验、电压恢复试验、两相稳态短路试验、两相对中性点稳态短路试验、任意转子位置静测法，定子交流耐压试验。
5发电机主要性能分析5.1空载特性曲线根据空载特性试验测的数据得到空载特性曲线（见），对应定子额定电压时的空载励磁电流试验值为828A，与设计值830.2A十分接近。
空载饱和特性曲线5.2短路特性曲线根据短路试验测量的数据得到短路特性曲线（见），对应定子额定电流时的短路励磁电流试验值为1477A，比设计值空载饱和特性曲线5.3短路比根据空载特性和短路特性得到的定子额定电压时的空载励磁电流和定子额定电流时的短路励磁电流可知短路比为0.561，比设5.4损耗和效率效率的计算采用损耗分析法。
测定子绕组电阻（折算至75，）和额定电流的平方相乘所得；实际计算为864……8kW，设计值为871.8kW，说明实际测量的电阻和温度都较准确。
发电机机械损耗（包括通风和风摩损耗、轴承和油密封损耗、及电刷摩擦损耗）：采用在空转温升稳定后，测量拖动电机的输人功率，然后用拖动电机的输人功率减掉拖动电机损耗和齿轮箱损耗获得。通风和风摩损耗采用降氢压试验获得，发电机机械损耗实测值为670.1kW，与设计值相差10.4%.发电机铁耗（空载附加损耗）：空载试验时采用测量发电机在不同电压下的拖动机的输人功率，扣除拖动机损耗、齿轮箱损耗和发电机机械损耗，即得发电机在不同电压下的铁耗，在额定电压对应的即为发电机铁耗，实测值为428.3kW，比设计值56087kW小23.6%，这主要是我公司采用优质的桂钢片，硅钢片的铁损单位比损耗低于设计选取的数值。这也是效率提高的原因之一。
验时，测定发电机不同定子电流时的拖动机输人功率，扣除拖动机损耗、齿轮箱损耗和发电机机械损耗、发电机定子铜耗，即得发电机在不同电流下的杂散损耗曲线，在额定电流对应的即为发电机短路杂散损耗，实测值为684.8kW，比设计值发电机励磁损耗（转子铜耗、碳刷损耗、励磁系统损耗）：合计为945.9kW，与册值940.25kW接近。
发电机效率：用上述各项损耗计算得到发电机效率为98.98%，比设计值5.5发电机的温升发电机的温升采用等效负载法，即在空转、空载、短路状态下测量发电机定子绕组、定子铁芯、转子绕组的温度。
定子绕组温度：采用在定子绕组出7jC处的测量和在定子绕组层间测量两种方法，在三种工况下的测量值，折算至额定工况定子绕组出水最高温升为19.9K.定子绕组层间最高温升为20.7K，两种方法测量的温升结果接近。标准规定值为定子绕组出水温升不大于30K、定子绕组（层间）温升不大于40K.定子铁芯温度是在预先埋在铁芯内的测温元件测量，折算至额定工况铁芯温升为24.8K.标准规定不大于74K.转子绕组温升采用压降法测量，折算至额定工况转子绕组温升为36.8K.标准规定不大于64K. 6试验结果试验结果数据及结果见下表：项目试验值设计值标准值合同值定子绕组直流电阻（75（n）转子绕组直流电阻（75*）空载励磁电流（A）短路励磁电流（A）满载励磁电流（A）机械损耗（kW）铁耗（kW）定子铜耗（kW）杂散耗（kW）励磁损耗（kW）碳刷损耗（kW）励磁系统损耗（kW）总损耗（kW）效率（％）续表项目试验值设计值标准值合同电枢绕组温升（K）矣40定子铁心温升（K）矣74励磁绕组温升（K）矣64波形畸变率（％）电话谐波因数（％飞轮力矩GD2（t-m2）短路比直轴同步电抗xd（%直轴瞬变电抗x'd（%）矣30负序电抗x2（%）零序电抗\（%）直轴超瞬变电抗X"d（%）16瞬变短路时间常数T'd（s）超瞬变短路时间常数TJs）直轴龄变开路时间T、（7结论350MW汽轮发电机型式试验结果证明，该发电机各项性能均满足设计要求，并符合GB/T7064-1996《透平型同步电机要求》，特别是定转子温升低、温升裕度大，效率篼，是新型350MW汽轮发电机的显著特点。
通过这次型式试验，证明了我公司生产的新型350MW汽轮发电机技术先进、性能优越，135MW空冷汽轮发电机气密试验
