作者：郝思鹏
出版社：东南大学出版社
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1000MW超超临界火电机组电气设备及运行试读：
前言
由于能源紧缺，火电机组节能降损工作受到各国的普遍重视，为提高火电机组的热效率，许多国家把提高蒸汽参数，发展超超临界机组作为重要手段之一。我国对发展超超临界机组也极为重视，特别是近两年，大容量及高参数、高效率火电机组在火电装机总容量中占比持续增加，加快了百万千瓦级超超临界火电机组的建设步伐，超超临界机组越来越多的成为火力发电的主力机型，这对于电力设备的制造和运行水平提出了更高的要求，而发电厂运行人员及相关专业技术人员迫切需要系统了解和掌握超超临界机组中发电机、变压器、继电保护及自动装置等系列设备和装置的新性能、新特点及其运行维护新要求。
本书在编写过程中，深入广东平海、国电泰州、华电句容等发电厂，以大量的技术资料为基础，紧密结合现场实际运行状况，全面介绍了超超临界机组中同步发电机结构与运行维护、励磁系统、电力变压器、主要电气设备、发电厂电气主接线和厂用电系统、继电保护和自动装置、电气设备在线监测等内容。本书实用性强，多处给出了典型电厂的实例分析，易于学习和掌握，适合生产、科研、管理和其他工程技术人员参考使用。
本书由南京工程学院郝思鹏主编，黄贤明和刘海涛担任副主编，万诗新参与编写。全书共分为九章，其中第3章、第4章、第8章由郝思鹏编写，第1章、第5章、第6章第1节由刘海涛编写，第2章、第6章第2节由黄贤明编写，第7章、第9章由万诗新编写，全书由张仰飞教授担任主审。
本书在编写过程中得到了研究生楚成彪、张铭路、张济韬、刘少凡的大力协助，并参阅了大量正式出版文献以及多家电厂的技术资料，在此一并表示感谢。
由于编者水平所限，疏漏和错误之处在所难免，敬请读者批评指正。1绪论1.1电力系统概述1.1.1 电力系统与电力网
电力系统是指由发电厂的电气部分、变电站、输配电线路和用户在电气上连接成的整体。在发电厂一次能源被转换为电能，在向用户供电的过程中，为提高供电的安全性、可靠性和经济性，通过各级变电站和输配电线路向用户供电。如果将汽轮机、水轮机、锅炉、水库、核反应堆等这些发电厂的动力部分包括在内，总体称为动力系统，电力系统是动力系统的一部分。
电力网是由电力系统中除发电机和用电设备以外的部分，即由升、降压变电站和不同电压等级的输电线路以及相关输配电设备连接在一起构成的，是电力系统的骨架部分。1.1.2 电能生产的特点1）电能不能大量储存
电能的生产、传输、分配和使用是在同一时间完成的。发电厂任何时刻所产生的电能等于该时刻用户所消耗的电能。即电力系统中的功率在每时每刻都保持平衡。由于电能是一种能量形态的转换，因而生产和消费同时完成。目前虽然对于电能的存储在进行着一系列的研究，但是仍未解决大量存储的问题。因此，电能难以大量存储，是电力系统的最大特点。2）电力系统电磁变化过程的瞬时性
电能的传播速度接近光速，电能从一处送到另一处所需的时间仅为千分之几秒甚至百万分之几秒。而短路暂态过程、发电机稳定性的丧失，则在十分之几秒或几秒内发生。发电机、变压器、电力线路、电动机等元件的投入和退出都在一瞬间完成。也就是说电力系统从一种方式过渡到另一种运行方式的过程非常短暂。这就要求调整及切换速度非常迅速和灵敏，以防止短暂的过渡过程对电气设备产生危害，因此必须采用各种自动装置。3）与国民经济各部门之间的密切联系性
由于电能的转换非常方便，且易于大量生产、集中管理、远距离传送和自动控制，因此在国民经济各领域应用广泛。电能供应的中断或不足，将直接影响各部门的生产、运行和人民生活，这就要求电力系统的运行必须保证安全和具有足够的备用容量。1.1.3 电力系统运行的基本要求1）保证供电的可靠性
中断用户的供电，会使生产停顿、生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，给国民经济造成极大损失。因此，要保证供电的可靠性。保证系统各元件的工作可靠性，重视设备的正常运行维护和定期检修试验，提高运行水平，防止误操作，防止事故扩大化。2）保证良好的电能质量
电能质量有三个指标：电压、频率和谐波。一般电压偏移不超过用电设备额定电压的±5%；频率偏移不超过±0.2Hz；波形指标不超过规定的畸变率。3）保证系统运行的经济性
在电能生产、传输、分配过程中，应尽量降低损耗，节约能源。电力系统运行中可以通过合理分配负荷，使得整个系统的电能成本降低；同时尽量采用单台容量较大的大型发电机组，降低单位功率的设备投资和运行损耗。电能成本降低不仅能节省能源，还可以使各用电部门降低成本，因而给整个国民经济带来很大的好处。4）保证充足的电力供应
随着国民经济日益发展和人民生活水平的不断提高，各行业、各部门对电能的需求也在不断增加。因此，电力系统应充分做好规划设计和电力建设，以确保电能的生产能满足需求，同时也应该加强对现有设备的维护保养，充分发挥潜力，确保充足的电力供应。1.1.4 电力系统联网运行的优越性
随着电力工业的不断发展，电力系统的容量不断增加，电压等级不断提高，所跨区域不断扩大，形成了强大的联合电力系统。其优越性主要表现在：（1）可以提高电网运行的可靠性；（2）可以保证供电的电能质量；（3）可以提高电气设备的利用率，减少系统的备用容量；（4）可以采用技术经济性能好的大机组；（5）可以充分利用各种自然资源，发挥各类发电厂的特点，提高电力系统整体经济性。1.1.5 电力系统的接线方式1）电力系统的接线图
电力系统的接线图主要有电气接线图和地理接线图。电力系统的电气接线图如图1.1所示，在电气接线图上较详细地表示出电力系统各主要元件之间的电气联系，但不能反映各个发电厂、变电站的相对地理位置。
电力系统的地理接线示意图如图1.2所示。在地理接线图上，各发电厂、变电站的相对地理位置，乃至各条线路的路径都按一定比例有所反映，但各元件之间的电气联系却往往难以表示。因此，这两种接线图常结合使用。2）各种接线方式的特点
电力系统的接线方式可分为无备用和有备用两类。无备用接线包括单回路放射式、干线式和链式网络，如图1.3所示。图1.1 电力系统示意图图1.2 电力系统地理接线图图1.3 无备用接线方案
有备用接线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络，如图1.4所示。图1.4 有备用接线方案
无备用接线的主要优点在于简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差。因此该方式的采用必须考虑所供负荷的可靠性要求以及能否采用自动重合闸等。有备用接线中，双回路放射式、干线式、链式网络的优点在于供电可靠性和电能质量高，但所用设备多，接线复杂，投资大。环网接线同样有较高的可靠性，但经济性有所提高，缺点是运行调度较复杂，故障影响范围大。两端供电网络的前提是必须具备两个或两个以上的独立电源，而且它们与各负荷点的相对位置又决定了采用这种接线的合理性。
电力系统接线方式的确定必须建立在技术、经济性能科学比较的基础上，所选方式除了保证供电的可靠性、经济性和良好的电能质量外，还应保证运行操作的安全性和灵活性。1.1.6 电力系统的额定电压1）额定电压等级
当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等电气设备的投资越小。但电压越高，对电气设备绝缘的要求也越高，投资又有所加大。因此，为了便于实现电气设备选择、制造和使用的标准化、系列化，我国规定了标准电压（即额定电压）等级系列。在设计时，应选择最合理的额定电压等级，而不是任意选择。所谓额定电压，是指电气设备长期、连续正常工作的最高电压，在此电压下长期工作，能获得最佳的经济、技术性能。
我国规定的额定电压等级可分为三类，分别如表1.1～表1.3所示。
第一类是100V及以下的电压等级，主要用于安全动力、照明、蓄电池及其他特殊设备。表1.1 第一类额定电压（V）
第二类是100～1000V之间的电压等级，它的应用最广、数量最多，如电动机、工业、民用、照明、普通电器、动力及控制设备等都采用此类电压。表1.2 第二类额定电压（V）
第三类是1000V及以上的电压等级。电力系统的发、输、变、配、用电都采用，由表1.3可见。同一电压等级下，各用电设备的额定电压不尽相同，故可分为用电设备、电力网、发电机和变压器四种额定电压。表1.3 第三类额定电压（kV）2）电力网和用电设备的额定电压
设发电机在额定电压下运行，给电力网AB部分供电。由于线路有电压损失，所以负荷1～5点所受的电压各不相同。线路首端电压ABU大于末端电压U。若负荷沿线路分布均匀，则电压沿线路分布情况大致如图1.5中斜线AB所示。各处用电设备所受的电压不同，也不可能按上述分布电压制造，而且电力网各点的电压也是经常变化的，所以用电设备的额定电压只能力求接近于实际工作电压。通常用线路首、末端电压的算术平均值作为用电设备的额定电压，这个电压也即是该电力网的额定电压，用电设备额定电压就等于其所在电力网的额定电压。图1.5 额定电压分析图
目前，我国电力网的额定电压等级有0.4、3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000kV等。3）发电机的额定电压
发电机往往接在线路的始端，而一般电力网的线路电压损失为10%，考虑到一般用电设备的允许电压偏移为±5%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，从而保证末端不低于额定值的95%，因此发电机的额定电压比其所在电力网的额定电压高出5%。
目前，我国发电机的额定电压范围为：6.3～10.5kV（100 MW及以下小容量机组）、13.8kV（135MW级的汽轮发电机及72.5 MW的水轮发电机）、15.75kV（200 MW的机组）、18kV及以上（300MW及以上大型发电机组）,1000MW发电机额定电压一般为27kV。4）变压器的额定电压
变压器一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，又相当于发电机。因此变压器一次侧额定电压应等于用电设备的额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电压），二次侧电压应较线路的额定电压高出5%。但又因变压器二次侧电压规定为空载时的电压，而额定负荷下的变压器内部压降为5%。为使正常运行时变压器二次侧电压较线路额定电压高5%，变压器二次额定电压应较线路额定电压高出10%。只有漏抗较小的、二次侧直接与用电设备相连的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才较线路的额定电压高出5%。1.2电力系统中性点运行方式1.2.1 中性点的定义
电力系统的中性点是指三相系统作Y形连接的发电机和变压器的中性点。中性点采用不同的接地方式，对电力系统的供电可靠性、设备绝缘水平、对通信系统的干扰、继电保护的动作特性等都有着直接的影响，因此选择电力系统中性点的运行方式是一个综合性的问题。
目前，我国电力系统常见的中性点运行方式可分为两种类型：中性点非有效接地方式（或称小接地电流系统）和中性点有效接地方式（或称大接地电流系统）。其中非有效接地又包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高阻抗接地；而有效接地又包括中性点直接接地和经低阻抗接地。其中应用最广泛的是中性点不接地、经消弧线圈接地和直接接地。1.2.2 中性点不接地的三相系统
电力系统运行时，三相导体之间和各相导体对地之间沿导体全长均匀分布着电容。这些电容在电压的作用下将引起附加的电容电流。图1.6（a）为中性点不接地系统时的电路图，图中断路器QF运行时处于合闸状态，各相导体间的电容及引起的电容电流较小，其影响在此忽略不计。同时，为了简化讨论，假设三相系统完全对称，各相对地电容完全相等。n
在正常工作状态下，电力系统的中性点N对地电压U=0，各相对地电压是完全对称的，即分别等于各自的相电压。在此对地电压作用下，各相对地电容电流大小相等，相位互差120°，各相对地电容电流之和为零，所以大地中没有电容电流流过。各相电源电流应为各相负荷电流与对地电容电流的相量和。图1.6 中性点不接地三相系统
如果发生单相接地故障，上述情况将会发生明显的变化。当C相发生完全接地时，故障相对地电压为零。中性点对地的电压不再为零，而上升到相电压，而且与接地相的电源电压相位相反。各相对地电压的相量图如图1.6（b）所示，夹角为60°。从图中可以得知，当C相完全接地时，故障相电压为零，非故障相对地电压升高到倍相电压，三相的线电压仍然保持对称且大小不变。因此，对电力用户接于线电压的用电设备的工作没有影响，不必立即中断对用户供电。
由于A、B两相的对地电压由正常时的相电压变为故障后的线电压，非故障相的对地电流的有效值也增大到正常时相电压的倍。而故障相对地电容被短接，C相对地电容电流为零。此时，三相对地电容电流之和不再为零，大地中有电流流过，并通过接地点形成回路，如图1.6（a）所示。如选择电流的参考方向为从电源到负荷的方向及线路到大地方向，可见单相接地时故障相流过大地的电流为电容电流，等于正常时一相对地电容电流的3倍。其数值与电网的电压、频率和一相对地电容有关，而对地电容又与线路的结构（电缆线路或架空线路）、布置方式和长度以及其他因素有关。Cngn
发电机的一相接地电容电流可用I=0.544UC来进行估算，U为g发电机额定电压，C为发电机一相对地电容，其值由制造厂提供或通过试验取得。
以上分析是完全接地的情况。当发生不完全接地时，即通过一定的电阻接地，接地相对地电压大于零而小于相电压，未接地相对地电压大于相电压而小于线电压，中性点对地电压大于零而小于相电压，线电压保持不变，接地电流要小一些。
单相接地故障时，由于线电压不变，电力用户虽能继续工作，此时的接地电流，可能会在接地处形成稳定或间歇性的电弧。当接地电流不大时，接地电流过零值时电弧将自行熄灭，接地故障将随之消失。若接地电流大于30A时，将产生稳定电弧，此电弧的大小与接地电流成正比，从而形成持续的电弧接地。高温的电弧可能损坏设备，甚至导致相间短路，尤其是在设备内部出现电弧时最危险。在接地电流小于30A而大于5～10A时，由于网络中的电感和电容可能形成振荡回路，会产生一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，导致网络出现过电压，其幅值可达2.53倍的相电压，危及绝缘。
综上所述，可得出以下结论：（1）在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，由于线电压不变，用户可继续工作，提高了供电的可靠性。但为了防止由于接地点的电弧及其产生的过电压，使系统由单相接地故障发展成为多相接地故障，引起事故扩大，持续运行时间不得超过2h，并且加强监视，在系统中必须装设交流绝缘监察装置。当系统发生单相接地故障时，监察装置立即发出信号，通知值班人员及时进行处理。（2）由于非故障相对地电压可升高到线电压，所以在中性点不接地系统中，电气设备和输电线路的对地绝缘必须按线电压考虑，从而增加了投资。
当线路不长、电压不高时，接地点的电流数值较小，电弧一般能自行熄灭。特别是35kV及以下系统中，绝缘方面的投资增加不多，而供电可靠性较高的优点又比较突出，采用中性点不接地的运行方式比较适合。
目前我国中性点不接地系统的适用范围如下：（1）额定电压在500V以下的三相三线制系统。C（2）额定电压3～10 k V系统，接地电流I＜30 A。C（3）额定电压20～60 k V系统，接地电流I＜10 A。（4）与发电机有直接电气联系的3～20kV系统，如果要求发电机C需带内部单相接地故障运行，那么接地电流I＜5A。1.2.3 中性点经消弧线圈接地的三相系统
中性点不接地系统，在发生单相接地时可继续向用户供电，供电可靠性较高，但接地电流较大时易产生弧光接地而造成危害。为限制接地点电流，使接地点电弧能自行熄灭，在电源中性点与大地之间接入消弧线圈的系统，称为中性点经消弧线圈接地系统。
消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，如图1.7所示。线圈的电阻很小，电抗很大，电抗值可用改变线圈的匝数来调节。消弧线圈的铁芯柱有很多间隙，可以避免铁芯饱和，从而可以获得比较稳定的电抗值，使补偿电流与电压呈线性关系。为了绝缘和散热，铁芯和线圈通常浸放在油箱内，线圈通常有5～9个分接头，用以改变线圈匝数，调节补偿度。
消弧线圈装在系统中的发电机或变压器的中性点与大地之间，工作情况如图1.8所示。消弧线圈的阻抗很大，复导纳近似等于零，由弥尔曼定理可知正常运行时中性点对地电压等于零，消弧线圈中无电流。图1.7 消弧线圈结构示意图1.8 中性点经消弧线圈接地的三相系统nA
当发生单相接地时（如A相），中性点对地电压U=U，非故障相对地电压升高为原来的倍，消弧线圈处于A相电压的作用下，在线圈中有感性电流通过，此电流经接地点形成回路，接地点的电流为接地电流与电感电流的相量和，两者反相，这称为电感电流对接地的电容电流的补偿。适当选择消弧线圈的电感量，使接地点的电流足够小，保证接地电弧自动熄灭，从而消除接地处电弧所产生的危害。1）消弧线圈补偿方式
根据发生单相接地故障时，消弧线圈的电感电流对接地电流的补偿程度的不同，中性点经消弧线圈接地系统有三种不同的运行方式。（1）完全补偿
完全补偿是使消弧线圈产生的电感电流与接地电流大小相等，接地处电流为零。从消除电弧的角度来看，这种补偿方式很理想，但在实际运行中一定要避免完全补偿方式。因为正常运行时，由于某种原因，例如线路三相对地电容不完全相等，或断路器三相触头合闸时同期性差等，在中性点与地之间会出现一定的电压。此电压作用在消弧线圈通过大地与三相对地电容构成的串联回路中，满足谐振条件，形成串联谐振，产生谐振过电压，危及系统的绝缘。所以一般不采用完全补偿方式。（2）欠补偿
欠补偿是使消弧线圈产生的电感电流小于接地电流，当发生单相接地故障时，接地点有容性欠补偿电流。在这种运行方式下，若部分线路因故障切除或系统频率降低时都会使接地电流减少，可能出现完全补偿的情况，满足谐振条件。因此，装在电网的变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈，一般不采用欠补偿方式。但对于单元接线的发电机中性点的消弧线圈，当变压器高压侧发生单相接地故障时，高压侧的过电压可能经过电容耦合传递至发电机侧，在发电机电压网络中出现危险过电压，使发电机中性点发生电压位移。另外，频率变化也会使发电机中性点发生电压位移。为了限制电容耦合传递过电压以及频率变化对发电机中性点位移电压的影响，宜采用欠补偿方式。（3）过补偿
过补偿是使消弧线圈产生的电感电流大于接地电流，当发生单相接地故障时，接地点有容性欠补偿电流。这种补偿方式不会有上述缺点。因为当接地电流减小时，电感电流增大，不会变为完全补偿。即使将来电网发展、电容电流增大，消弧线圈留有一定裕度，可以继续使用。但由于过补偿方式在接地处有一定的过补偿电流，这一电流不得超过10A，否则接地处的电弧不会自行熄灭。2）中性点经消弧线圈接地系统的使用范围
中性点经消弧线圈接地系统与中性点不接地系统一样。在发生单相接地故障时，线电压不变，可继续供电2h，提高供电的可靠性。系统中的电气设备和输电线路的对地绝缘按能承受线电压的标准进行设计。由于消弧线圈能够有效地减少接地点的电流，使接地点电弧迅速熄灭，防止产生间歇电弧，所以这种接地方式广泛地应用在额定电压为3～60kV的系统中。综合我国实际情况，采用中性点经消弧线圈接地方式运行的系统有：（1）额定电压为3～10kV，接地电流大于30A的系统。（2）额定电压为3～10kV，直接接有发电机、高压电动机，接地电流大于5A的系统。（3）额定电压为35～60kV，接地电流大于10A的系统。（4）额定电压为110kV系统，如处在雷电活动较强的山岳丘陵地区，其接地电阻不易降低，为减少因雷击等单相接地事故造成频繁跳闸的次数，提高供电可靠性，也可采用中性点经消弧线圈接地方式运行。1.2.4 中性点直接接地的三相系统
随着电力系统输电电压的增高和输电距离的不断增大，单相接地电流亦随之增大，中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式已不能满足电力系统安全和经济运行的要求。克服中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统缺点的另一种方法是将中性点直接接地。1）中性点直接接地系统的工作原理
正常运行时三相系统对称，中性点没有电流流过。发生单相接地故障时，由于接地相直接经过地对电源构成单相短接回路，这种故障称为单相接地短路。由于故障电流很大，继电保护装置应立即动作，使断路器断开，迅速切除故障部分，防止短路电流造成更大危害。中性点直接接地时，接地电阻近似为零，中性点与地等电位。单相接地时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压基本保持不变，仍为相电压。2）中性点直接接地系统的特点及适用范围
目前我国中性点直接接地的运行方式广泛应用于110kV及以上系统。该运行方式的主要优点是：发生单相接地短路时，中性点的电位近似等于零，非故障相的对地电压接近于相电压，系统中电气设备和输电线路的对地绝缘按承受相电压设计，绝缘上的投资不会增加。实践证明，中性点直接接地系统的绝缘投资比中性点不接地时低20%左右。电压等级越高，节约投资的效益越显著。
中性点直接接地系统的缺点是：（1）发生单相短路时立即断开故障线路，中断对用户的供电，降低了供电的可靠性。为了克服这一缺点，目前在中性点直接接地的系统中，广泛装设自动重合闸装置。当单相接地短路时，继电保护装置将断路器迅速断开，之后在自动重合闸装置作用下断路器自动合闸。如果单相接地故障是瞬时性的，则线路接通后恢复对用户供电；如果单相接地故障是永久性的，继电保护装置将再次将断路器断开。（2）单相接地短路时的短路电流很大，甚至可能超过三相短路电流的数值，必须选用较大容量的开关设备。由于单相接地电流很大，导致电网电压剧烈下降，可能破坏系统的稳定性。为了限制单相短路电流，通常只将系统中一部分变压器的中性点直接接地或经阻抗接地。（3）由于较大的单相短路电流只在一相回路内通过，在三相导线周围形成较强的单相磁场，对附近的通信线路产生电磁干扰。因此，电力线路必须远离信号源及通信线路，在一定距离内避免电力线路与通信线路平行架设。1.2.5 典型电厂中性点接地方式实例分析1）典型电厂发电机中性点接地方式
随着发电机单机容量的不断增大，对发电机安全运行的要求也越来越高。发电机中性点接地方式的选择是涉及安全运行的重要方面。发电机中性点的接地方式，按照其发展的历程大体可划分如下：（1）直接接地；（2）经低阻抗接地；（3）不接地或经电压互感器接地；（4）经高阻接地；（5）经消弧线圈接地（又称谐振接地）。
对于上述的（1）、（2）两种接地方式，若发电机定子绕组发生单相接地故障，相当于定子绕组匝间故障，故障电流往往很大，即使继电保护能够快速动作，也不能避免发电机的内部损伤。对于第（3）种接地方式，当发电机定子绕组发生单相接地故障时，间歇性的接地电弧可能引起定子绕组对地之间积累性的电压升高，威胁非故障相的定子绕组绝缘。
基于上述原因，现今世界各国的大型机组中性点接地方式多采用上述的（4）、（5）两种接地方式。其中经高阻接地方式包括：①直接经高电阻接地；②经单相或三相配电变压器（其低压侧接电阻）接地。而消弧线圈接地方式包括：①可调电感接地；②固定电感（经配电变压器加电抗器）接地。
发电机中性点接地装置的第一个作用是通过补偿电容电流（如采用消弧线圈接地），限制发电机单相接地故障电流，避免伤及定子铁芯。随着单机容量的增加，定子绕组对地电容也随之增大，相应的单相接地电容电流也增大，如果不采取有效措施，故障电流将危及定子铁芯，严重时会烧损铁芯，甚至进一步扩大为相间或匝间短路等严重故障，潜在危险严重。
发电机中性点接地装置第二个作用是可以抑制间歇性接地电弧，限制可能引起的暂态过电压。间歇性的接地故障，其故障电流反复变化，必然会引起电容电流与流过中性点接地装置的电流发生波动与冲击，可能引起电容上出现很大的暂态过电压。中性点接地装置实际上给电容上的电荷提供了一个泄放回路，如果接地装置是一个阻值较小的电阻，就可以有效地抑制暂态过电压。
中性点接地装置第三个作用是可以增强保护装置对单相接地故障的检测能力，完成有效的定子单相接地保护。
综上所述，大型发电机中性点接地方式的选择须重视以下原则：（1）接地故障电流原则。定子绕组单相接地故障电流不能超过安全电流，确保定子铁芯安全。（2）过电压原则。定子绕组接地故障重燃弧暂态过电压数值要小，避免扩大事故威胁发电机安全。（3）定子单相接地保护原则。保护动作区覆盖整个定子绕组，实现无死区的100%保护，且应具有足够高的灵敏性。
考虑上述问题，典型电厂发电机中性点采用经配电变压器二次侧电阻接地的接地方式，以减小接地故障电流对铁芯的损害和抑制暂态电压不超过额定相电压的2.6倍。根据计算，接地变压器容量为50kVA，二次侧电阻为0.13Ω，一次侧电压为27kV，二次侧电压为240V，带有100V抽头。2）典型电厂变压器中性点接地方式
主变压器500kV侧中性点直接接地，启/备用变压器500kV侧中性点直接接地，高压厂变及启/备用变6kV侧中性点经电阻接地。3）厂用电系统接地方式
6kV厂用电采用中性点经中电阻接地的接地方式，0.4kV系统采用中性点直接接地方式。1.3超超临界机组简介1.3.1 超临界机组定义
亚临界机组的工作压力低于水的临界点压力（22.129MPa），一个很明显的特征就是蒸汽循环中存在一个定温汽化的过程，并在锅炉的汽包中完成对汽水的分离。而当机组的工作压力大于水的临界点压力时，我们就称之为超临界机组。对于超临界机组来说，当工质被加热到某一温度后就立即全部汽化，不存在上述汽化分离的过程。因此超临界锅炉均为直流炉，在锅炉水冷壁出口就已经完成了汽化而无需汽包这一汽水分离的装置。
超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力的机组。习惯上又将超临界机组分为2个层次：①常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24 MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540～560℃; ②高效超临界机组，通常也称为超超临界机组或高参数超临界机组，其主蒸汽压力为25～35 MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃及以上。理论和实践证明，常规超临界机组的热效率可比亚临界机组高2%左右，而对于高效超临界机组，其热效率可比常规超临界机组再提高4%左右。1.3.2 国外超超临界机组的技术指标
超超临界机组蒸汽参数愈高，热效率也随之提高。热力循环分析表明，在超超临界机组参数范围的条件下，主蒸汽压力提高1 MPa，机组的热耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.25%～0.30%；再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热耗率就可下降0.15%～0.20%。在一定的范围内，如果采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.4%～1.6%。
亚临界机组的典型参数为16.7 MPa/538℃/538℃，其发电效率约为38%。超临界机组的主蒸汽压力通常为24 MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538～560℃；超临界机组的典型参数为24.1 MPa/538℃/538℃，对应的发电效率约为41%。超超临界机组的主蒸汽压力为25～31 MPa，主蒸汽和再热蒸汽温度为580～610℃。
日本的超临界机组共有100多台，总容量为超过5760万千瓦，占火电机组容量的61%,45万千瓦及以上的机组全部采用超临界参数，而且在提高参数方面做了很多工作，最高压力为31 MPa，最高温度已达到600/600℃。丹麦史密斯公司研究开发的前2台超超临界机组，容量为400 MW，过热蒸汽出口压力为29 MPa，二次中间再热、过热蒸汽和再热汽温度为582℃/580℃/580℃，机组效率为47%，机组净效率达45%（采用海水冷却，汽轮机的背压为26kPa）；后开发了参数为30.5 MPa/582℃/600℃、容量为400 MW的超超临界机组，该机组采用一次中间再热，机组设计效率为49%。德国西门子公司20世纪末设计的超超临界机组，容量在400～1000 MW范围内，蒸汽参数为27.5 MPa/589℃/600℃，机组净效率在45%以上。欧洲正在执行“先进煤粉电厂（700℃）”的计划，即在未来的15年内开发出蒸汽温度高达700℃的超超临界机组，主要目标有两个：使煤粉电厂净效率由47%提高到55%（采用低温海水冷却）或52%（对内陆地区和冷却塔）；降低燃煤电厂的投资价格。美国和日本也将蒸汽温度为700℃的超超临界机组作为进一步的发展目标。
国际上超超临界机组的参数已经达到27～32MPa左右，蒸汽温度为566～600℃，热效率可以达到42%～45%。国外机组的可靠性数据，表明了超超临界机组可以同样实现高的可靠性。我国石洞口二厂两台60万千瓦超临界机组的可用率就高达90%以上，高于其他一些同容量亚临界机组。从环保措施看，国外的超超临界机组都加装了锅炉尾部烟气脱硫、脱硝和高效除尘装置，可以实现较低的排放，满足严格的排放标准。例如日本的超超临界机组的排放指标可以达到3332xSO70mg/m, NO30mg/m，粉尘5mg/m。可见，超超临界燃煤机组甚至可以与燃用天然气、石油等机组一样实现清洁的发电。1.3.3 我国发展超超临界机组的技术参数
我国目前主要采用一次再热，蒸汽参数25MPa/600℃/600℃（发电效率约44.63%，发电煤耗率275g/kWh）；同时，不排除蒸汽参数28MPa/600℃/600℃（发电效率约44.99%，发电煤耗率273g/kWh）的可能。提高压力后，其热效率提高约0.4个百分点，其技术经济性根据实际工程而定。1）我国发展超超临界机组的参数等级（1）推荐1000 MW容量等级机组方案和600 MW容量等级机组采用超超临界参数方案，其中600MW容量等级超超临界机组作为我国电网中的主力机组。经研究分析，为保证机组的技术经济合理性，超超临界机组的单机容量应在350 MW以上，超临界机组的单机容量应在300MW以上。（2）1000 MW级超超临界机组推荐采用单轴布置。对常规背压（4.9kPa）条件，1000 MW级汽轮机可采用43～48″（1092.2～1219.2mm）末级叶片四缸四排汽结构，其排汽损失在设计规范内；600 MW级汽轮机采用1000mm末级叶片四缸四排汽结构是合适的，同时可采用48″末级长叶片的两排汽结构。（3）大型超临界煤粉锅炉的整体布置主要采用Π型布置和塔式布置。锅炉水冷壁型式中的螺旋管圈和垂直管屏两种型式均有运行业绩，均是可行的，但在数量上以前者为多。（4）采用二次再热可使机组的热效率提高1%～2%，但也造成了调温方式、受热面布置、结构等的复杂性，成本明显提高。因此，推荐一次再热。（5）1000 MW级超超临界机组将成为我国电力工业具有代表性的机组。600 MW级超超临界机组可与1000 MW等级超超临界机组在容量上形成系列产品，将成为我国电力工业的主力机组。
从近年来国际上超超临界发电机组参数发展看，主流是走大幅度提高蒸汽温度（取值相对较高，600℃左右）、小幅度提高蒸汽压力（取值多为25MPa左右）的技术发展之路。此技术路线问题单一，技术继承性好，在材料成熟的前提下可靠性较高、投资增加少、热效率增加明显，即综合优点突出，此技术路线以日本为代表。另一种技术发展是蒸汽压力和温度都取值较高（28～30 MPa,600℃左右），从而获得更高的效率，主要以丹麦的技术发展为代表。近年德国也将蒸汽压力从28 MPa降至25 MPa左右。综合上述，我国发展超超临界起步参数选为25 MPa/600℃/600℃是较为合理的；这种技术选型方案具有创新性和世界先进水平。我国超超临界机组的推荐参数25 MPa/600℃/600℃是日本目前所采用的方案，压力比欧洲低，温度比欧洲高；目前世界上还没有该参数的1000MW单轴超超临界机组。这个方案适合我国经济和电力发展需要。
超超临界今后发展重点仍偏重在材料研发与温度提高上。将目前已经达到的600～610℃平台，依次跃升到650～660℃、700～710℃及750～760℃三个台阶。与此同时，在技术已经成熟及不断降低制造成本、提高自动化水平前提下，也会继续尝试升压之路，把初压最终提高到35MPa以上并采用两次再热，使汽轮机效率达到最高境界。
28 MPa/600℃/600℃参数超超临界机组方案的技术水平略高于25MPa/600℃/600℃参数方案，但仍属同一等级的。这个方案采用的压力比目前日本高、温度比目前欧洲高，该参数与1000MW级容量的组合方案具有世界先进水平。2）我国超超临界1000MW机组发电机的技术性能和特点（1）我国超超临界1000MW机组发电机的技术性能
① 电压：27kV；
② 功率因数：0.9；
③ 冷却方式：水、氢、氢，定子绕组水内冷、定子铁芯、转子绕组氢冷；
④ 励磁系统：静态励磁；
⑤ 定子绕组、转子绕组、定子铁芯绝缘等级：F级（注：按B级绝缘温升考核）；
⑥ 效率：＞99%。（2）我国超超临界1000MW机组发电机的技术特点
① 由于额定电压较高，防晕体系将采用一次成型防晕或者涂刷型防晕，关键绝缘材料均采用进口；
② 改善冷却性能，以增加功率密度；
③ 氢压范围为0～520kPa；
④ 高效的转子线圈设计，以减少线圈温升；
⑤ 铁芯端部设有并联磁通，以降低定子铁芯端部温升；
⑥ 优化长度L与直径D之比，以降低轴振；
⑦ 采用高强度的主轴材料和护环材料；
⑧ 采用紧凑型外壳，使机座的自然频率低于磁力激振频率区；
⑨ 定子、转子绕组绝缘为F级；
⑩ 定子铁芯硅钢片绝缘为F级；
⑪定子铁芯与机座间设置组合式弹性定位筋隔振结构；
⑫定子铁芯采用定位筋、铁芯端部压圈的紧固结构，铁心端部设置磁屏蔽；
⑬定子线棒采用换位结构，上下层线棒采用不等截面；
⑭定子绕组槽内固定采用高强度槽楔，侧面波纹板和垫条等；
⑮定子绕组端部固定采用刚性-柔性结构适用于调峰运行工况；
⑯定子绕组端部固定部件，紧固件全部为非金属材料；
⑰转子绕组采用含银铜线制造，采用滑移结构，适于调峰运行工况；
⑱转子采用可靠的滑移结构，提高发电机的不对称运行能力；
⑲转子绕组采用气隙取气斜流通风冷却，绕组端部为2路通风，温升低，温度分布均匀；
⑳转子绕组的电气联接部件采用柔性联接结构，降低结构件的循环应力和热应力；
[21]转子结构件的机械设计按起停机10000次要求，提高发电机的可靠性和寿命；
[22]发电机采用高效率螺旋桨式风扇；
[23]发电机采用焊接结构端盖，椭圆式轴承，及单流双环式油密封，轴瓦、密封瓦对地具有良好的绝缘，可在下半端盖就位时抽插转子；
[24]发电机的冷却器装配设在机座的本体中，冷却器采用穿片式结构；
[25]发电机的临界转速远离于工作转速；
[26]发电机采用静止励磁系统；
[27]发电机设有完善的测温、测振、测轴承油密封绝缘、测风压、测水压、检漏、工况监测、放电监测等监测系统；
[28]发电机采用集装式氢、油、水系统。3）我国超超临界机组发电机的容量
影响发电机组容量选择的因素有：（1）电网（单机容量＜电网容量的10%）；（2）汽轮机背压；（3）汽轮机末级排汽面积（叶片高度）；（4）汽轮发电机组（单轴）转子长度；（5）发电机的大容量化，即单轴串联布置或双轴并列布置。
一般而言，单机容量增大，单位容量的造价降低，可提高效率。但根据国外多年分析研究得出，提高单机容量固然可以提高效率，但当容量增加到一定的限度（1000MW）后，再增加单机容量对提高热效率不明显。国外已投运的超超临界机组单机容量大部分在600～1000MW之间。就锅炉而言，单机容量继续增大，受热面的布置更为复杂，后部烟道必须是双通道，还必须增加主蒸汽管壁厚或增加主蒸汽管道的数目。单机容量的进一步增大还将受到汽轮机的限制。近30年来，汽轮机单机容量增长缓慢，世界上现役的单轴汽轮机大部分为900MW以下，最大功率单轴汽轮机仍然是前苏联制造的1200MW汽轮机，双轴最大功率汽轮机是美国西屋公司制造的（60Hz）1390MW。目前世界上900MW以上的机组，无论50Hz还是60Hz，都是以双轴布置占多数。但是随着近年来参数的不断提高，更长末级叶片的开发以及叶片和转子材料的改进，单轴布置越来越成为新的发展趋势。
由于超超临界机组与超临界机组在设计和制造方面实际上没有原则性的界限，温度600℃以下的这两种机组所用的材料种类有许多是相同的，因此，从现有国内制造业基础及技术可行性考虑，建议我国起步阶段开发的超超临界机组的容量应在700～1000 MW之间，而从效率、单位千瓦投资、占地、建设周期、我国经济和电力工业发展的需要考虑，选择1000MW大型化超超临界机组方案是合理的。2同步发电机2.1同步发电机工作原理及本体结构2.1.1 工作原理
交流旋转电机主要分为同步电机和异步电机。同步电机主要用作发电机，而异步电机主要用作电动机。所谓同步电机即指电机的转速为同步转速，而异步电机即指电机的转速不同于同步转速。
发电机主要有定子和转子两部分，定、转子之间有气隙，原理如图2.1所示。定子上有AX、BY、CZ三相绕组，它们在空间上彼此相差120°电角度，每相绕组的匝数相等。转子磁极（主极）上装有励磁绕组，由直流励磁，其磁通方向从转子N极出来，经过气隙、定子铁芯、气隙，再进入转子S极而构成回路，如图2.1中的虚线所示。图2.1 同步发电机的工作原理
用原动机拖动发电机沿逆时针方向旋转，则磁力线将切割定子绕组的导体，由电磁感应定律可知，在定子导体中就会感应出交变的电势，即：m
式中：B为正弦波磁感应强度的最大值；l为磁力线切割导体的长度；v为磁力线切割导体的线速度；ω为角频率。
由于发电机定子三相绕组在物理空间布置上相差120°，那么转子磁场的磁力线势必将先切割A相绕组，再切割B相，最后切割C相。因此，定子三相感应电势大小相等，在相位上彼此互差120°电角度。假m设相电势最大值为E, A相电势的初相角为零，则三相电势的瞬时值为：
如果某发电机有p对极，转子每分钟转数为n，则转子每秒钟旋转n/60转，那么感应电势将每秒交变（pn/60）次，即频率为。由于汽轮发电机的极对数为1，所以n=3000r/min情况下，f=50Hz。2.1.2 发电机结构1）总体结构
典型的大型汽轮发电机为隐极式同步发电机，以THDF125/67型发电机为例。发电机主要由定子、转子、端盖及轴承、氢气冷却器、冷却器罩、出线盒油密封装置、座板、刷架、隔音罩等部件组成。发电机采用“水氢氢”冷却方式，整体为全封闭气密结构。主要冷却介质之一的氢气，由装在转子上的多级风扇强制循环，并通过设置在定子机座顶部汽、励两端的氢气冷却器进行冷却。发电机的轴承润滑油由汽轮机油系统供给。2）定子结构
发电机的定子主要由定子机座、定子铁芯和定子绕组构成。其中，定子机座可与定子铁芯和绕组分开制造。在安装绕组前采用扁簧将铁芯连接到定子机座上。汽轮发电机的机座和端盖既是机械上的主要支撑，又是风路系统的主要组成部分，其构件也是整个发电机所有部件中尺寸最大的，机座要通过端盖支承转子质量。氢冷发电机的机座既要能承受氢气爆炸时的压力，还要能满足强度和振动的要求。（1）机座及隔振结构
定子机座又分为外机座和内机座。机座是由钢板焊接而成，机壳和铁芯背部空间是发电机通风系统的一部分，它的结构和气流方向是按通风系统要求设计的。氢冷发电机的氢气冷却器直放或卧放在机座内。整个机座既要满足防爆和密封的要求，还要满足振动的要求。机座的固有振动频率随基础支承刚度的不同而变化。对机座进行设计时，要减少垂直方向的振动、定子铁芯双频振动引起的共振和突然短路时扭矩的影响。按其振动频率，机座可分为刚性机座和柔性机座两种，前者的第一阶固有频率高于运行频率，后者则相反。由于机座和端盖本身是极为复杂的焊接结构件，人为因素多，边界条件也不很明确，因而不同部位的强度和刚度有明显的差异，也就是说不同部位的固有频率有明显差别，如果处理不当会成为振动的主要来源。
① 外机座。定子机座为具有气密性且耐压的焊接结构，用于安置定子铁芯、定子绕组以及氢冷却器，氢冷却器垂直布置在汽轮机端单独的冷却联箱中。为保证壳体的刚度，外机座内部设计成圆形和轴向加强肋笼式结构。带有轴封和轴承部件的端盖通过螺栓固定在定子机座上。密封槽中注有高黏度的密封剂，以保证法兰连接部分的气密性。定子机座的铁芯部分被分成几个间隔，其中安装有用于悬挂定子铁芯的弹簧。用于冷却定子铁芯和励磁机端转子绕组的冷气体在焊接于壳体内表面上的风道中流动。定子机座上焊有底座以支撑嵌入基础中的钢梁上的定子，定子通过穿过底座的地脚螺栓牢固地锚定在钢梁上。
② 内机座。定子内机座中安装有铁芯和绕组。内机座的一部分为支持环，内机座通过分布在整个铁芯长度上的大量扁簧悬挂在外机座中。扁簧三个为一组沿圆周切向布置，即铁芯一侧有一个垂直支撑弹簧，另外一个水平弹簧布置在铁芯下面起稳定作用，也可将铁芯下面的弹簧去掉。如此布置和调整弹簧可以使磁场引起的受迫振动不会传递到机座和基础上。
③ 隔振装置。整体的发电机铁芯与机座的连接，既要固定支撑铁芯，又要将电磁力矩（包括事故状态，即突然短路及非同期合闸产生的冲击力矩）传递到机座并有效地隔离铁芯的径向磁振，使得最终传到机座或基础的铁芯振动小于某一规定值，因而也必须具有隔振装置的功能。不同制造厂采用了各种不同的隔振装置，一般把铁芯、机座及基础当成通过弹簧板和底脚连接起来的具有刚度和阻尼的隔振装置，用得最多的是立式和卧式两种。从理论上说，立式弹簧板式隔振装置的效果最为理想，其支撑点设在4/3倍中性半径处，在理论上隔振弹簧不受任何振动应力。现今公认最简单的隔振型式乃是卧式结构的，如图2.2所示。发电机组上定子扇形硅钢片通过燕尾定位筋导向叠装，轴向分段压紧，由有预应力的穿心螺杆通过无磁性压圈把铁芯锁紧形成一个整体铁芯；燕尾定位筋由螺栓固定到铝键上，铝键与机壳腹板焊接固定，由柔性的铝键吸收振动，降低了传递到机座和基础的振动、噪声。考虑到不让感应电流形成回路，铝键和壳体齐平并与压圈绝缘。这种卧式的隔振装置结构简单，运行效果好。图2.2 发电机铁芯装配方式1—穿心螺杆；2—铁芯；3—铝键；4—燕尾定位筋；5—斜楔；6—螺栓；7—机壳腹板；C—C—铁芯与铝键固定断面图（2）定子铁芯
定子铁芯既是固定定子绕组的部件又是发电机主要磁路的通道，是集机、电、磁于一体的发电机构件。其质量和损耗在发电机的总质量和总损耗中占有很大比例。一般大型发电机定子铁芯质量为电机总质量的30%，铁耗为总损耗的15%左右，所以发电机铁芯要求由导磁率高、损耗小的优质冷轧硅钢片叠压而成。单张硅钢片冲成扇形，内圆冲有嵌放线圈的槽，沿轴向方向分段叠压。为了满足通风冷却的要求，轴向分成若干档，构成通风孔，在发电机通风系统中构成通路。叠装的铁芯两端有两个整体铸造的反磁性压圈加上定位筋螺杆，与穿心螺杆压装成一整体。
整体的铁芯要满足一定强度和刚度的要求。铁芯的结构强度通过在加压条件下叠压铁芯冲片以及在所有工况下保持这一压力获得，这点在铁芯两端尤其显得重要。如果压力不足，交变轴向电磁力作用于齿部，可使松动叠片疲劳断裂，损坏的铁芯碎片又会损坏线棒绝缘或铁芯叠片绝缘；若压力太高，也会损坏铁芯冲片的绝缘层，一般轴向压力取0.14～0.20MPa。
为了降低铁芯损耗，要着重考虑减少绕组端部漏磁和铁芯轭部漏磁在构件中产生的环流。环流不仅增加损耗，有时还会由此导致局部过热进而使材质劣化。若不采取措施，1000MW发电机定位筋电流可达3500A的数量级，所以要有可靠的绝缘措施。
发电机定子铁芯由具有低损耗系数的绝缘硅钢片叠压而成，固定在绝缘燕尾导杆上的支持环中。采用与铁芯绝缘的压指、压板和非磁性直通型夹紧螺栓对定子铁芯进行轴向施压。采用冷却磁通屏蔽可有效地对定子铁芯的压板和端部区域进行屏蔽，使其免受杂散磁场的影响。（3）定子绕组
定子线棒为水冷却，相间连接线及主出线套管为氢气冷却。为了最大限度降低杂散损耗，线棒由单独绝缘的多股导线组成，导线在槽区内进行540°换位，并在线模中进行热压固化。当线棒弯曲成型后，采用烘干固化端部线匝。线棒断面上由多股空心不锈钢冷却管和实心铜导线组成，以保证良好的散热性。在线棒端部，实心导线钎焊至铜接头上，空心不锈钢冷却管钎焊至水盒上，水盒通过聚四氟乙烯（PTFE）绝缘软管与总汇水管相连。上层线棒和下层线棒之间的电气连接通过铜接头用螺栓进行电连接。
汇水总管与定子机座绝缘，从而可在不进行气体置换的情况下即可测量绕组的绝缘电阻。在运行期间应将总汇水管接地。定子线棒的高压绝缘采用成熟的Micalastic系统。在该系统中线棒上半迭包有若干层云母带。云母带有一层很薄的高强度衬底材料，云母带通过少量的环氧树脂粘结在衬底材料上。云母带的层数及相应的绝缘厚度取决于发电机的电压。缠上云母带后，线棒进行真空干燥并采用低黏度、高渗透性的环氧树脂进行浸渍。在浸渍过程的第二阶段，用氮气对线棒加压，以完成真空压力浸渍（VPI）过程。然后环氧树脂浸渍过的线棒被放入模具成形，并在高温烘箱中进行固化。经过处理后的线棒除了能完全防水和耐油外，同时还具有优良的电气、机械和热性能，从而获得无空隙的高压绝缘。为将绝缘材料和槽壁之间的电晕放电减小到最小，在所有线棒槽部分的表面涂一层半导体漆。此外所有线棒都带有端部电晕保护，以控制线棒槽部分至端部绕组的过渡电场，防止出现电晕。
为保护定子绕组不受负荷变化引起的磁力影响，并确保在运行过程中线棒牢固地固定在槽中，线棒安装有侧面波纹板、槽底垫条以及位于槽楔下方的顶部波纹板。定子端部绕组线棒间的间隙在安装之后填充了绝缘材料并进行固化，使线棒端部形成了锥形整体端部绕组结构。另外，端部绕组被固定在一个由环氧玻璃丝绕绕制并完全由定子机座支撑的刚性锥环上，以进行径向支撑。定子线棒和锥环之间填有可固化的填充材料，以确保锥环能够牢固地支撑每根线棒。线棒由高强度绝缘材料制成的螺栓紧固在锥环上。定子端部绕组和锥环共同构成能够防短路的刚性结构，由于锥环被柔性连接在定子机座上轴向可移动，所以此刚性结构并不限制绕组由于热膨胀而产生的轴向位移。
上层和下层线棒之间的电气连接通过用接触表面的螺栓连接实现。在上层和下层线棒的端部，股线钎焊到连接套上，股线排通过垫片成扇状展开。上层和下层线棒连接套在接触表面采用非磁性夹紧螺栓相互压紧。安装中特别注意应保持表面平整及平行，为防止接触压力减小或者接触压力过大造成塑性变形，在夹紧螺栓上布置有垫圈，以保持接触压力均匀、恒定。定子绕组连接到装在励端发电机下方的非磁性钢焊接成的出线盒上的六个套管上，可将测量和继电保护用的电流互感器安装到套管上。（4）定子绕组总进、出水管
定子绕组总进、出水汇流管分别装在机座的励端和汽端，在出线罩内还装有单独的出水小汇流管。由进水汇流管经绝缘引水管构成向定子绕组、主引线、出线瓷套端子及中性点母线板供水通路，由出水汇流管汇集排出。这些水路元件构成了电机内部水系统。总进、出水管的进、出口位置设在机座的顶部侧面，保证绕组在事故状态时不失水。进、出水汇流管通过设在机座顶部的连通管连通，出线盒汇流管水接在汽端汇流管上，使排气通畅并防止虹吸现象。总进、出水管及出线盒内汇流管对地绝缘，且设有接线柱，可测量其绝缘电阻。（5）主引线及出线套管
定子绕组经主进线及高压瓷套端子引出至出线盒外部。相组联接线、主引线、中性点引线及瓷套端子均直接通水冷却。定子出线盒采用非磁性钢板焊接而成，装配在定子机座励端底部，与机座形成统一的密封整体。THDF125/67型发电机共有六个出线端子，其中在出线罩底部垂直位置的三个端子为三相主引出线，另外斜70°角的三个端子连到一起形成中性点。瓷套端子内部采用紫铜纹波管钎焊密封，由非磁性钢弹簧压紧密封垫片，可满足在瓷套和内部的导电铜棒之间热补偿的要求，从而，当发电机和输出功率或机内部件温度发生变化时，也能保证密封良好。定子绕组相组连接线、主引线均采用了可靠的固定结构，使之在事故状态巨大电动力的作用下，不产生有害变形或位移。
THDF125/67型发电机定子出线端采用套管式电流互感器，套在出线瓷套端子外周并用螺栓固定在出线盒上。固定互感器的螺栓及其结构件采用非磁性材料。发电机主引线与相分离封闭母线连接。中性点通过母线板短路，然后用中性点外罩封闭并经接地变压器同消弧线圈接地。出线套管的设计为直接气体冷却，由一根氢侧带有连接法兰的空心铜管和空侧圆柱形连接法兰组成。空侧和氢侧的连接法兰均镀银，以减小螺栓连接的接触电阻。出线套管由一个环氧树脂筒进行绝缘。绝缘和空心铜管采用O型圈相互密封。套管的安装法兰位于绝缘筒之上并粘结固定。此外，安装法兰与绝缘筒之间采用环形盘根密封。出线套管中铜管产生的热耗直接由流过导体表面的冷却气体带走。从流经汽端的冷氢气，经导气管引入出线套管。气体从下部的连接法兰进入空心铜管，反向流经空心铜管和绝缘筒之间后，再通过底部的风孔排出出线套管，最后流入风扇进风口。（6）定子绕组端部固定
随着发电机容量的增大，作用在定子绕组端部的电磁力也急剧增强。因此，定子绕组端部存在固定强度问题，在突然短路的强大电磁力和在正常运行时较小的交变电磁振动下都显得更为突出。端部的固定在径向、切向既要具有承受突然短路时电磁力的足够强度，也要防止倍频振动引起共振造成的绝缘磨损。另外，考虑到铁芯和线棒热膨胀系数不一样，所以在轴向要有伸缩的弹性固定结构。大容量发电机绕组端部热胀冷缩之差可达0.5～1.5mm，如果端头固定死，就会产生4.00～12.00 MPa的压应力。近年来，在大容量发电机端部绕组固定措施中，主要倾向是尽可能将垫料及紧固件均由高强度绝缘材料压制而成，以避免使用金属材料。早期的发电机端部采用刚性结构，现已发展到用刚柔相结合的结构。
该型发电机定子端部线圈固定采用西门子公司成熟的刚柔固定结构，该结构在径向、切向的刚度很大，而在轴向能自由伸缩。当运行温度变化，铜铁膨胀不同时，绕组端部可轴向自由伸缩，有效减缓绕组绝缘中产生的机械应力。端部固定特点如下：
① 定子线圈端部固定采用大锥环、弧形压板结构，整个端部线圈间浇垫成整体；
② 定子端部线圈渐伸线采用变节距设计，增大线圈隔相距离；
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