Generator berpendingin hidrogen air 600 MW

Generator berpendingin hidrogen air 600 MW

 

1. Pendahuluan

1.1. Tujuan

Generator turbin hidrogen air tipe QFSN berkapasitas 600–700 MW merupakan salah satu dari tiga unit utama di pembangkit listrik termal skala besar. Unit ini ditempatkan di gedung turbin utama. Generator tersebut memiliki konfigurasi horizontal, terhubung langsung dan digerakkan oleh turbin, serta mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang kemudian disalurkan ke jaringan listrik sebagai sumber daya untuk keperluan industri, pertanian, dan kebutuhan sehari-hari masyarakat. Generator ini dapat dipadukan dengan turbin uap subkritis, superkritis, ultra superkritis, maupun turbin uap tenaga nuklir berkapasitas 600–700 MW, dengan berbagai model, kapasitas, dan spesifikasi.

1.1.1. Kondisi kerja normal untuk operasi berkelanjutan jangka panjang generator adalah sebagai berikut:

1.. 1.1.1. Lokasi pemasangan pada umumnya berada di dalam ruangan dengan ketinggian 1000 m atau lebih rendah. Generator juga dapat beroperasi pada kapasitas terukur meskipun ketinggian melebihi 1000 m. Syaratnya adalah bahwa hidrogen sebagai media pendingin utama dalam sistem pendinginan internal harus mampu mempertahankan tekanan absolut hidrogen pada nilai terukur, tanpa dipengaruhi oleh ketinggian; namun demikian, segel, rumah mesin, dan peralatan bantu harus telah disepakati terlebih dahulu dengan pihak produsen selama proses negosiasi kontrak.

1.1.1.2. Suhu masuk air maksimum pada pendingin hidrogen, pendingin air stator, dan pendingin udara eksitator tidak boleh melebihi 35 ℃ (diperbolehkan hingga 38 ℃ apabila digunakan sistem air pendingin sirkulasi sekunder).

1.1.2. Karakteristik produk. Generator ini merupakan produk berdesain optimal yang didasarkan pada pengenalan teknologi Westinghouse pada tahun 1988. Gulungan stator pada turbo generator air-hidrogen QFSN 600–700 MW menerapkan pendinginan internal dengan air, sementara inti stator dan gulungan rotor menggunakan hidrogen sebagai media pendingin. Karakteristik dari pendinginan dengan hidrogen dan pendinginan internal dengan air adalah sebagai berikut:

1.1.2.1. Gulungan stator pada turbin generator didinginkan secara internal oleh air, dan panas yang dihasilkan akibat rugi-rugi internal pada gulungan stator langsung diserap oleh air, yang memiliki efek konduksi panas yang baik, suhu operasi yang rendah, serta umur isolasi yang panjang, sehingga meningkatkan keandalan operasi generator.

1.1.2.2. Pendinginan stator core dengan hidrogen dan pendinginan internal rotor dengan hidrogen, yaitu pendinginan internal kumparan rotor dengan hidrogen serta pendinginan permukaan stator core dengan hidrogen. Berdasarkan karakteristik medium pendinginnya, hidrogen memiliki densitas yang kecil, konduktivitas termal yang tinggi, dan kemampuan penyerapan panas yang baik. Menurut perhitungan, pada kecepatan aliran udara yang sama, koefisien pelepasan panas hidrogen industri (dengan kandungan hidrogen 96%) sekitar 1,3 kali lipat dibandingkan udara, dan koefisien pelepasan panas hidrogen sebanding dengan pangkat 0,8 dari tekanan udaranya. Oleh karena itu, dengan meningkatkan tekanan hidrogen, koefisien pelepasan panas dapat ditingkatkan, sehingga suhu kumparan rotor dan stator core dapat diturunkan.

1.1.2.3. Dalam keadaan hidrogen, tegangan inisiasi korona pada belitan stator meningkat, dan tidak terbentuk ozon maupun senyawa nitrogen akibat korona, sehingga tidak akan menimbulkan kerusakan kimia maupun korosi pada isolasi. Oleh karena itu, pendinginan dengan hidrogen juga bermanfaat untuk memperpanjang umur pakai isolasi.

1.1.2.4. Pendinginan dengan hidrogen pada ujung inti stator dan permukaan rotor dapat meningkatkan kinerja operasi generator, seperti pengurangan arus urutan negatif pada bantalan dan operasi fase maju.

1.1.2.5. Dengan laju alir gas pendingin yang sama, kerapatan hidrogen industri adalah 1/10 dari kerapatan udara. Meskipun kerapatan hidrogen meningkat seiring dengan peningkatan tekanan hidrogen, kehilangan ventilasi dan kehilangan gesekan pada generator berkurang secara signifikan. Sistem pendinginan dengan hidrogen merupakan sistem siklus tertutup, yang dapat beroperasi secara bersih dan bebas debu dalam jangka waktu yang lama serta mengurangi beban kerja pemeliharaan.

1.1.2.6. Meskipun hidrogen tidak bersifat mudah terbakar secara spontan maupun mendukung pembakaran, gas ini sangat mudah meledak ketika bercampur dengan udara. Hubungan antara intensitas ledakan dan rasio pencampuran kedua gas tersebut mendekati bentuk kurva sinus. Ketika kandungan hidrogen masing-masing sebesar 5% dan 70%, intensitas ledakan cenderung mendekati nol, dan mencapai tingkat terkuat ketika rasio kedua gas berada pada nilai tengah. Dalam desain generator yang didinginkan dengan hidrogen, persyaratan khusus mengenai struktur tahan ledakan, penyegelan, dan pemantauan keselamatan wajib dipertimbangkan. Pada saat yang sama, sistem pelumas penyegelan dan sistem hidrogen yang sesuai serta peralatan pendukung lainnya juga harus disediakan.

1.2. Komposisi model dan signifikansi representatif

Q F S N-600-2

Q -------- turbin uap

F----------generator

S -------- pendinginan air langsung pada gulungan stator

N----------pendinginan langsung dengan hidrogen pada gulungan stator dan inti stator

600 ------- 600 MW kapasitas

2------------pole

Sebagai contoh, QFSN-600-2 merujuk pada generator turbo hidrogen air 2 kutub berkapasitas 600 MW, sedangkan QFSN-660-2 merujuk pada generator turbo hidrogen air 2 kutub berkapasitas 660 MW.

1.3. Fitur struktural

Fitur struktural utama dari jenis turbin generator hidrogen air ini adalah sebagai berikut: ① Diterapkan struktur rangka las. Penutup ujung yang dilas menopang bantalan yang terisolasi dari tanah. Gasket bertingkat dipasang antara kaki dasar dan pelat bawah (platen), sehingga beban dari kaki dasar terkonsentrasi pada kedua ujung fondasi dan terdistribusi secara simetris di kedua sisi. Distribusi tegangan pada kaki dasar generator diuji di lapangan, lalu diperiksa dan disesuaikan untuk memastikan distribusi beban pada kedua ujung dasar stator, guna meningkatkan kekakuan penopang bantalan penutup ujung yang terhubung dengan dasar stator dan mengurangi getaran unit. ② Perangkat isolasi getaran berupa pelat pegas vertikal berkekuatan tinggi digunakan antara rangka stator dan inti besi untuk mengurangi pengaruh getaran frekuensi ganda dari inti besi terhadap fondasi. ③ Inti stator didinginkan melalui aliran multi-jalur menuju permukaan hidrogen, dan cincin tekanan ujung stator, jari tekanan, serta komponen struktural lainnya juga didinginkan melalui permukaan hidrogen. ④ Karena efek pendinginan internal air lebih baik daripada pendinginan internal hidrogen, maka pada gulungan stator, kabel penghubung, konduktor utama, dan bushing porselen keluaran dari jenis generator ini diterapkan pendinginan internal air, yang dapat menurunkan kenaikan suhu pada komponen-komponen tersebut serta mengurangi ukuran dan bobot transportasi stator. ⑤ Poros putar dibuat dari baja paduan yang ditempa secara integral. ⑥ Bagian lurus dari gulungan rotor menerapkan ventilasi aliran diagonal dengan celah udara, sedangkan bagian ujungnya menerapkan mode pendinginan internal hidrogen dengan ventilasi dua arah secara aksial. Stator dan rotor memiliki zona ventilasi paralel multi-saluran, dan zona udara dingin serta zona udara panas pada stator dan rotor saling berkorespondensi. Cincin pengikat yang dapat disesuaikan pada sisi dalam ujung gulungan dilengkapi dengan cincin penahan angin, sementara cincin pemisah zona udara dingin dan zona udara panas dipasang pada celah udara, sehingga terbentuk sirkuit pendinginan untuk zona udara dingin dan zona udara panas pada stator dan rotor, yang kemudian meningkatkan efek pendinginan. ⑦ Ventilasi aliran diagonal dengan celah udara merupakan ventilasi mandiri, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-1. Hidrogen dalam generator dihasilkan oleh kipas aliran aksial bertekanan rendah satu tahap yang dipasang secara simetris pada kedua ujung rotor, sehingga terbentuk loop tertutup aliran hidrogen di dalam generator. ⑧ Hidrogen panas didinginkan oleh pendingin hidrogen pada kedua ujungnya. Kecuali kotak keluaran pada ujung eksitasi, kedua loop aliran hidrogen tersebut hampir simetris. Agar rangka dan rotor tidak menjadi terlalu panjang, pendingin hidrogen dipasang pada bagian atas ujung uap dan ujung eksitasi stator, serta dirakit secara horizontal dalam rumah pendingin, yang sekaligus menurunkan bobot dan ukuran transportasi stator dan rotor.

Selain kotak outlet pada ujung eksitasi, kedua sirkuit aliran hidrogen hampir bersifat simetris. Agar rangka dan rotor tidak terlalu panjang, pendingin hidrogen ditempatkan pada bagian atas ujung uap dan ujung eksitasi stator, serta dirakit secara horizontal di dalam rumah pendingin, yang juga menurunkan berat dan ukuran transportasi stator dan rotor.

Lihat Gambar 7-2 untuk struktur keseluruhan dan jalur aliran angin. Generator dilengkapi dengan sistem eksitasi eksitator tanpa sikat atau sistem eksitasi statis self-shunt (termasuk regulator tegangan otomatis), serta sistem bantu seperti pasokan oksigen, pasokan minyak segel, dan pasokan air pendingin stator.

Struktur rinci adalah sebagai berikut:

1.3.1. Stator.

1.3.1.1. Rangka stator dan struktur isolasi getaran. Rangka tersebut dibuat dari pelat baja menengah dan berat berkualitas tinggi melalui pengelasan dingin, dan sambungan las kedap udara telah lulus uji ketahanan kedap udara pada sambungan las. Setiap rangka diperiksa secara ketat melalui uji hidrolik, perlakuan pelepasan tegangan, dan uji kedap udara dengan tekanan 0,5 MPa, sehingga operasi generator yang didinginkan dengan hidrogen sangat aman. ① Perangkat isolasi getaran yang terdiri atas pelat baja pegas berkekuatan tinggi dalam arah vertikal digunakan antara rakitan inti stator dan dasar generator untuk mengurangi getaran berfrekuensi ganda yang ditransmisikan oleh inti besi ke dasar dan fondasi. ② Pada bagian atas dasar mesin, disediakan permukaan sambungan flensa persegi panjang yang memanjang di sekeliling untuk pemasangan penutup pendingin pada kedua ujung turbin uap dan eksitator, serta dibuat alur penyegelan berbentuk persegi panjang pada permukaan sambungan tersebut, yang kemudian diisi dengan bahan penyegel untuk mencegah kebocoran hidrogen; selain itu, pada bagian bawah ujung eksitator juga disediakan satu lagi permukaan sambungan flensa memanjang di sekeliling untuk menyambungkan kotak keluaran. ③ Bagian atas dasar juga dilengkapi dengan lubang manhole dan lubang inspeksi yang ditutup dengan pelat penutup; sedangkan bagian bawah dilengkapi dengan flensa lubang pembersihan, flensa sambungan pipa untuk penggantian gas, sambungan pipa untuk pengukuran kemurnian gas, pengambilan sampel analisis gas, pengontrol level cairan tipe pelampung (detektor kebocoran), serta pengering hidrogen, serta flensa pembuangan air limbah sistem air stator pada kedua ujungnya. Flensa pipa masuk dan keluar utama sistem air stator ditempatkan pada sisi atas rangka. ④ Rangka stator memiliki dua jenis desain struktural: tipe integral dan tipe rakitan tiga segmen, yang dapat dipilih oleh pengguna saat melakukan pemesanan. Rangka integral lebih mudah dipasang. Berat bersih keseluruhan untuk pengangkutan adalah 345 ton. Pengangkutan dapat dilakukan dengan kereta klem khusus di jalur kereta api, serta dengan kapal laut dengan kapasitas angkut 325 ton. Keunggulan rangka tiga tahap terletak pada bobot angkut yang lebih ringan, yakni sekitar 245 ton, dan dapat dimuat menggunakan gerbong datar konkaf D25, D26, atau yang lebih besar, sehingga lebih sesuai untuk angkutan kereta api di wilayah pedalaman.

1.3.1.2. Inti stator. Inti besi terbuat dari lembaran baja silikon canai dingin berbentuk kipas dengan ketebalan 0,5 mm, yang memiliki permeabilitas tinggi dan kehilangan rendah. Kedua sisi lembaran baja silikon berbentuk kipas dilapisi dengan cat isolasi epoksi kelas F. Arah aksial inti stator dibentuk oleh batang penopang berulir dan baja non-magnetik berkekuatan tinggi yang diisolasi secara tanah melalui sekrup inti; komponen-komponen tersebut disatukan menjadi satu kesatuan melalui pemasangan dengan baut pada kedua ujungnya, serta penggunaan cincin penekan dan pelat penekan blok yang dilengkapi mur. Setelah beberapa kali proses penekanan dalam kondisi dingin dan panas, serta pengencangan mur, terbentuklah sebuah inti yang kokoh. Pada gigi bagian atas lembaran baja silikon di kedua ujung inti besi dilengkapi alur pemisah kecil, sedangkan lembaran-lembaran baja silikon pada sisi ujung direkatkan satu sama lain menggunakan perekat. Lingkar bagian dalam merupakan perisai magnetik berbentuk tangga yang dibentuk dengan cara laminasi dan penyambungan lembaran baja silikon antara kedua ujung cincin penekan dan pelat penekan blok non-magnetik. Langkah-langkah ini secara efektif mengurangi kehilangan tambahan akibat kebocoran medan magnet di ujung, sehingga kenaikan suhu di ujung menjadi rendah, sehingga generator memiliki kemampuan yang baik untuk beroperasi dalam kondisi fase maju. Terdapat saluran ventilasi radial pada inti besi, yang terdiri atas lebih dari 10 zona udara dengan pendinginan permukaan menggunakan hidrogen, ventilasi paralel multi-saluran, serta inlet dan outlet udara rotor yang sesuai dan terpisah satu sama lain. Untuk mengurangi ventilasi silang dan meningkatkan efisiensi ventilasi serta pembuangan panas, cincin pemisah udara dipasang antara area inlet dan outlet udara pada lingkar bagian dalam inti besi serta di sepanjang keliling 5/6 bagian atas celah udara.

1.3.1.3. Perakitan batang stator dan gulungan stator. Batang stator pada sistem pendinginan internal air terdiri dari konduktor padat dan konduktor berongga. Perbandingan jumlah kawat tembaga berongga dan padat adalah 1:2, dan seluruhnya dilapisi oleh lapisan isolasi serat kaca. Luas penampang konduktif pada batang bagian atas lebih besar daripada pada batang bagian bawah; batang bagian atas terdiri dari 4 baris yang masing-masing terdiri dari 5 kelompok kawat berongga dan padat, sedangkan batang bagian bawah terdiri dari 4 baris yang masing-masing terdiri dari 4 kelompok, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-3. Desain ini dapat b Seimbangkan total kehilangan dan kenaikan suhu pada bar bagian atas dan bawah. Transposisi Robel 540° antara konduktor dalam alur juga dapat mengurangi kehilangan tambahan pada gulungan. Ujung bar stator berbentuk involuta, dan diterapkan struktur jarak yang tidak sama pada ujung hidung untuk mengurangi jarak in-phase serta memperluas jarak pelepasan pada ujung hidung out-of-phase. Pitch ujung bar bagian atas dan bawah berbeda; terdapat 7 jenis spesifikasi. Konduktor berongga dan padat pada bar tersebut disolder dalam kotak air sambungan tembaga di kedua ujungnya melalui pemanasan frekuensi menengah, dan penutup kotak air tersebut dilas dengan sambungan air dari baja tahan karat non-magnetik, yang berfungsi sebagai antarmuka aliran masuk dan keluar air pendingin pada cabang air di dalam bar. Pipa air isolasi yang telah dibentuk digunakan untuk sambungan air.

Pita mika epoksi kelas F digunakan untuk isolasi lilitan stator terhadap tanah, sedangkan isolasi kelas B digunakan untuk menjamin umur pakai. Selain itu, lilitan stator diperlakukan secara efektif untuk mencegah terjadinya korona. Lilitan stator dipasang dengan kuat menggunakan baji alur cetak berkekuatan tinggi yang dimasukkan ke dalam alur, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-4 dan Gambar 7-5. Kedua ujung inti besi dikunci pada tempatnya dengan menggunakan baji alur penutup pintu yang memiliki gigi terbalik serta memberikan efek yang nyata, sehingga dapat mencegah perpindahan aksial akibat getaran selama operasi. Di bawah baji tersebut ditempatkan sebuah pelat bergelombang berisolasi elastis berkekuatan tinggi untuk menekan batang kawat secara radial. Sebagian baji alur dilengkapi dengan lubang-lubang kecil, sehingga kelenturan pelat bergelombang dapat diukur selama pemeliharaan guna mengontrol kekencangan baji alur. Antara dasar alur dan batang atas serta batang bawah ditempatkan bahan konformal termoset untuk memastikan kontak yang baik antara keduanya. Proses penekanan panas pada tabung ekspansi digunakan untuk menempatkan batang dengan kokoh dan andal di dalam alur. Untuk memastikan permukaan batang terhubung dengan baik ke tanah dan mencegah korosi listrik di dalam alur, digunakan pelat semikonduktor yang menutup rapat sisi batang.

 

Ujung belitan stator menggunakan struktur pengikatan kaku–fleksibel yang matang dan andal, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-6. Struktur ini terdiri atas selang penopang berlapisan antar yang diisi karet, cincin pengikat yang dapat disesuaikan, cincin penopang radial, baji isolasi, sekrup isolasi, serta komponen struktural lainnya, serta pita pengikat, material konformal, dan sebagainya, untuk menahan ujung belitan yang menjorok keluar dari celah inti besi dalam cincin kerucut besar isolasi sehingga membentuk satu kesatuan yang kokoh. Badan cincin dari cincin kerucut besar isolasi dipasang tetap pada penopang isolasi, sedangkan bagian bawah penopang tersebut dipasang pada pelat penekan blok di ujung inti besi melalui pelat pegas, sehingga terbentuk suatu struktur elastis sepanjang arah aksial. Dengan demikian, belitan memiliki integritas dan kekakuan yang baik dalam arah radial maupun tangensial, serta memiliki kemampuan ekspansi tertentu sepanjang arah aksial, yang secara efektif mengurangi perbedaan ekspansi antara tembaga dan besi akibat perubahan suhu selama operasi. Tegangan mekanis yang timbul pada isolasi dapat sepenuhnya menyesuaikan diri dengan mode regulasi beban puncak dan kondisi operasi abnormal unit. Kabel sambungan belitan stator berpendingin air dipasang tetap pada cincin kerucut besar dan braket isolasi. Untuk memastikan operasi yang aman, semua komponen pengikat pada ujung belitan dibuat dari bahan isolasi berkekuatan tinggi.

1.3.1.4. Saluran keluar utama stator dan kotak saluran keluar. Batang konduktor isolasi stator generator dirakit dalam selubung porselen isolasi untuk membentuk bushing keluar, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-7. Saluran keluar utama stator dihubungkan dengan selubung saluran keluar yang dipasang pada kotak saluran keluar, sedangkan terminal keluaran lilitan stator ditarik keluar dari dasar mesin, sehingga terjamin tidak terjadi kebocoran hidrogen maupun air. Terdapat enam buah bushing porselen keluar: tiga terminal keluar utama ditarik keluar melalui konektor besar, sementara tiga lainnya merupakan terminal keluar netral miring, yang dihubungkan melalui papan induk titik netral dan batang tembaga beranyam untuk membentuk titik netral. Baik bushing keluar maupun papan induk titik netral keduanya didinginkan dengan air. Kotak saluran keluar berbentuk seperti bejana tekan silindris panjang. Kotak ini dibuat dari pelat baja tahan karat bermagnet lemah melalui proses pengelasan. Kotak ini tahan ledakan dan memiliki kekakuan yang cukup. Kotak ini dapat menopang secara aman bushing keluar stator serta transformator arus yang diselubungi di luar bushing tersebut. Setiap kotak saluran keluar juga harus lulus uji tekanan air dan uji kedap udara yang ketat, dengan tingkat yang sama seperti dasar mesin, serta memiliki kekuatan, kekakuan, dan kedap udara yang baik. Karena pelat baja tahan karat bersifat bermagnet lemah, hal ini sangat mengurangi rugi arus eddy yang disebabkan oleh arus besar pada kutub konduktor keluar utama di atas pelat baja di sekitarnya. Pada bidang besar kotak saluran keluar dan dasar mesin dibuka alur penyegelan berbentuk T untuk menyuntikkan sealant cair bertekanan, guna mencegah kemungkinan kebocoran hidrogen melalui celah pada permukaan sambungan.

 

1.3.1.5. Saluran air stator. ① Pipa manifold masuk dan keluar utama masing-masing dipasang pada bagian dasar ujung eksitasi dan ujung uap, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7–8. Pipa masuk dan keluar air utama tersebut terisolasi dari tanah dan harus dihubungkan ke tanah selama operasi. Saluran masuk, saluran keluar, dan saluran buang airnya masing-masing ditempatkan di atas manifold, yang merupakan langkah untuk mencegah kumparan kehilangan air apabila terjadi pemutusan aliran air. Namun, flensnya dipasang pada sisi atas dasar, sehingga memudahkan penyambungan dengan pipa masuk dan keluar air utama di luar dasar. Outlet pipa pembuangan masing-masing ditempatkan di bawah kedua ujung dasar, dengan struktur yang dirancang khusus: pipa tersebut disegel ke dasar, tetapi dapat menyesuaikan diri dengan deformasi akibat perubahan suhu, serta memiliki isolasi yang andal terhadap tanah untuk dasar dan pipa eksternal yang terhubung. Elemen pengukur suhu dipasang pada pipa masuk dan keluar air utama di bagian luar. Ketika resistansi isolasi kumparan stator diukur dengan meter resistansi isolasi khusus berpendingin air, diperlukan agar manifold masuk dan keluar utama memiliki resistansi isolasi tertentu terhadap tanah; begitu pula saat dilakukan uji tahan tegangan kumparan, manifold tersebut juga wajib dihubungkan ke tanah. Untuk memudahkan pengujian, terminal pembumian dipasang pada papan terminal, yang secara khusus digunakan untuk mengubah kondisi isolasi atau pembumian manifold masuk dan keluar utama serta manifold keluar kecil di dalam kotak keluaran. ② Sirkuit air kumparan stator. Air pendingin mengalir ke batang stator dari manifold masuk utama di ujung eksitasi atau ujung cincin kolektor melalui pipa pengalihan air berinsulasi berbentuk khusus, kemudian mengalir ke manifold keluar utama melalui pipa pengalihan air berinsulasi dari sambungan keluar batang. Setiap batang bagian atas maupun bawah membentuk cabang air yang independen, dan terdapat total 84 cabang air paralel. Selain itu, manifold masuk air utama di ujung eksitator atau ujung cincin kolektor dilengkapi dengan 6 jalur air pendingin yang masuk ke pipa pengalihan air berinsulasi, mengalir melalui saluran penghubung di ujung kumparan, konduktor utama, dan bushing keluar, atau mengalir melalui manifold kecil di kotak keluaran, lalu mengalir ke manifold keluar air utama di ujung uap melalui pipa eksternal, kemudian disalurkan bersama ke pipa keluar air utama di luar, dan kembali mengalir ke tangki air stator.

1.3.1.6. Pendingin hidrogen dan ruang penutupnya. Pendingin hidrogen pada generator dipasang secara horizontal di dalam penutup luar pendingin hidrogen yang terletak di bagian atas rangka, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-9 dan Gambar 7-10. Terdapat satu unit pendingin hidrogen di masing-masing penutup luar pendingin hidrogen pada kedua ujung turbin uap dan eksitator, dan setiap unit terbagi menjadi dua cabang air yang independen. Apabila salah satu cabang air dimatikan, pendingin tersebut tetap dapat beroperasi dengan beban sebesar 80%. Sebelum pengiriman, pendingin wajib menjalani uji hidrostatik, dan tekanan kerja atau tekanan uji penerimaan di lokasi tidak boleh melebihi 0,8 MPa. Untuk mencegah kebocoran air pendingin langsung masuk ke dalam mesin, digunakan pelat pemisah labirin antara pendingin dan dasar mesin, serta pada bagian bawah penutup pendingin di kedua ujung ruang air depan dan belakang dipasang lubang sekrup Rcl/2 yang dapat dihubungkan dengan pipa pembuangan dari pengontrol level cairan tipe pelampung (alat peringatan kebocoran) untuk mendeteksi apakah terjadi kebocoran air pada pendingin tersebut.

1.3.2. Rotor. Rotor terdiri atas poros, gulungan rotor, konektor listrik untuk gulungan rotor, cincin penahan, cincin pusat, kipas, kopling, dan sistem peredam.

1.3.2.1. Poros. Poros generator terbuat dari bahan baja paduan yang ditempa, dengan sifat mekanis yang tinggi dan konduktivitas magnetik yang baik. Badan poros berputar dilengkapi dengan alur gigi besar dan kecil; pada bagian tengah gigi besar pada badan utama terdapat sejumlah alur melintang berbentuk sabit yang memanjang sepanjang arah aksial, sedangkan pada garis tengah gigi kecil pada ujung poros eksitasi terdapat dua alur penyeimbang untuk menyeimbangkan kedua alur keluaran kutub di sepanjang garis tengah kutub magnet. Semua fitur ini bertujuan untuk menyamakan kekakuan pada dua sumbu ortogonal pada poros berputar. sehingga dapat mengurangi getaran akibat penggandaan frekuensi. Pada gigi besar tersebut ditempatkan sebuah celah peredam, yang mampu menurunkan arus peredaman di tepi celah melintang serta peningkatan suhu yang tajam pada sudut tajam ketika generator beroperasi dengan beban tidak seimbang, sehingga secara efektif meningkatkan kemampuan generator untuk menahan urutan negatif. Untuk melemahkan kejenuhan lokal fluks celah udara di dekat pusat kutub dan fluks choke rotor, Dan untuk meningkatkan bentuk gelombang medan magnet, distribusi jarak yang tidak sama diterapkan pada dua alur penempatan kumparan yang berdekatan dengan gigi besar, serta alur dangkal juga diterapkan pada empat alur penempatan kumparan I. Untuk memaksimalkan luas penampang kawat tembaga, digunakan alur setengah trapesium terbuka pada alur penempatan kumparan. Model utilitas ini juga dilengkapi dengan alur pandu udara pada gigi kecil, alur berbentuk busur setengah lingkaran untuk deteksi cacat, serta lubang sekrup penyeimbang untuk menyeimbangkan beban. Selain itu, pada ujung gigi besar dari alur deteksi cacat dibuat dua alur berbentuk sabit untuk ventilasi aksial pada ujung belitan.

1.3.2.2. Gulungan rotor. Gulungan rotor terbuat dari kawat tembaga bebas oksigen berlapis perak yang ditarik dingin, yang tahan terhadap creep dan embrittlement akibat hidrogen. Setiap lilitan konduktor terdiri atas bagian lurus, sudut belok, dan busur ujung. Terdapat banyak jenis spesifikasi untuk bagian lurus tersebut. Bagian-bagian ini dibuat dengan sambungan lidah dan alur yang diproses dengan presisi dan disambungkan melalui brazing frekuensi menengah. Sebelum keluar dari pabrik, impedansi AC dari gulungan rotor pada berbagai kecepatan harus diukur untuk memeriksa apakah terdapat hubungan pendek antar lilitan pada rotor, sehingga kualitasnya dapat terjamin.

Badan rotor menggunakan mode ventilasi aliran miring pada celah udara, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-11. Bagian linear dari belitan di dalam slot dibagi menjadi lebih dari 10 segmen dengan area masuk dan keluarnya udara yang berselang-seling sepanjang arah aksial, serta terdapat dua baris lubang udara radial dengan aliran miring ke arah berlawanan pada arah lebar, yang diproses menggunakan pemotong frais. Baji slot pada belitan rotor dikerjakan sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah corong hisap udara. Terdapat dua jenis corong hisap udara: corong hisap udara pada area masuk udara dan corong buang udara pada area keluar udara. Hidrogen dari saluran udara radial pada inti stator disedot masuk ke dalam belitan rotor melalui celah udara oleh corong hisap udara pada area masuk udara, kemudian masuk ke saluran udara diagonal yang berlawanan di sisi kiri dan kanan dari bagian bawah belitan, dan selanjutnya memasuki area keluar udara. Udara panas kemudian keluar dari dua saluran udara diagonal yang simetris di sisi kiri dan kanan, bertemu dengan corong buang udara, lalu terlempar keluar melalui baji slot dan dibuang ke dalam celah udara. Dengan demikian, terbentuklah suatu sistem ventilasi aliran diagonal dengan celah udara antara area masuk dan area keluar yang sesuai dengan stator.

Ujung gulungan tersebut menggunakan pendinginan internal hidrogen aksial, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-12. Gulungan tersebut terbuat dari dua buah yang ditarik dingin dan dibentuk secara vertikal oleh dua pasang P – kawat tembaga berbentuk. Sebuah saluran udara pendingin dibentuk di bagian tengah, dan sebuah lubang masuk udara dibuka pada sisi yang menghadap angin. Untuk menurunkan suhu maksimum pada belitan ujung, diterapkan metode memperpendek saluran udara tersebut. Setelah hidrogen dingin disedot ke dalam saluran udara dari sisi yang menghadap angin, aliran tersebut terbagi menjadi dua jalur: jalur tengah mengalir sepanjang arah aksial menuju saluran keluar miring pada celah, lalu masuk ke celah udara pada area keluar samping melalui baji celah dengan bantuan semburan udara; jalur lainnya mengalir sepanjang saluran busur melintang pada ujung menuju pusat kutub magnet, kemudian masuk ke daerah udara panas bertekanan rendah pada ujung melalui lubang keluar udara pada sisi atas bagian busur di pusat kutub, dan selanjutnya mengalir ke celah udara pada area keluar samping melalui celah ventilasi berbentuk sabit di kedua ujung gigi besar.

1.3.2.3. Isolasi lilitan rotor terhadap tanah di dalam celah dilakukan dengan menggunakan pelapis celah yang dibentuk melalui penekanan panas pada foil komposit berkekuatan tinggi, sedangkan isolasi antarbelitan menggunakan pelat kain kaca berpita khusus yang ditempelkan pada bagian bawah setiap belitan konduktor. Isolasi di bawah cincin penahan dibuat dari silinder kain kaca isolasi yang digulung dan direndam dalam vernis isolasi. Lapisan geser PTFE ditekan dan direkatkan antara kawat tembaga rotor dengan isolasi celah, isolasi cincin penahan, dan strip alas baji, sehingga kawat tembaga dapat memuai dan menyusut secara bebas di bawah pengaruh gaya sentrifugal dan tekanan tinggi, sekaligus mencegah terjadinya deformasi sisa permanen, guna memenuhi kebutuhan operasi pada beban puncak.

1.3.2.4. Sambungan listrik pada belitan rotor. Kawat penghubung antar kutub pada belitan rotor terdiri atas dua kawat cekung berbentuk setengah lingkaran yang dilipat, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7-13. Sambungan fleksibel antara kedua kutub tersebut dibuat dari strip tembaga tipis yang mengandung perak berkekuatan tinggi. Struktur ini mendukung keseimbangan massa antara kedua kutub rotor dan memiliki kemampuan deformasi yang baik, sehingga dapat mengurangi tegangan.

Kabel kutub rotor terdiri atas dua konduktor berbentuk setengah huruf J yang dilengkapi alur, serta kawat penghubung fleksibel berbentuk Ω. Salah satu ujung kabel kutub tersebut dihubungkan dengan lilitan paling bawah dari lilitan No.1 pada ujung eksitasi rotor melalui sebuah sambungan fleksibel tipe Ω yang terbuat dari lembaran tembaga perak, sedangkan ujung lainnya dihubungkan dengan sekrup penghantar listrik radial. Kabel ini ditempatkan dalam slot kabel di bagian bawah lilitan dan dikunci dengan pasak slot serta pelat penekan. Sambungan fleksibel pada kabel penghantar ini memberikan kemampuan deformasi termal yang baik serta ketahanan terhadap lenturan.

Tiang pandu aksial dan sekrup pandu radial terbuat dari bahan paduan tembaga zirkonium berkekuatan tinggi, yang mampu menahan tegangan akibat gaya sentrifugal pada struktur. Permukaan luar sekrup konduktif dilapisi isolasi berupa kain kaca epoksi, sedangkan sambungan antara sekrup konduktif dengan poros menggunakan struktur mur kompresi yang dilengkapi cincin segel khusus berbentuk herringbone dari karet, yang telah menjalani uji kedap udara. Pada ujung poros eksitasi, tiang pandu poros membentuk pelat sambungan fleksibel berbentuk L, yang disolder menggunakan lembaran tembaga perak, serta membentuk sambungan listrik dengan kabel lead berbentuk L pada rotor eksitator tanpa sikat atau poros cincin kolektor. Struktur sambungan fleksibel juga diterapkan pada bagian tengah batang konduktif untuk menyerap deformasi akibat perubahan suhu dan melindungi segel. Sebuah cincin baja tahan karat dipasang pada lubang sekrup sambungan pada permukaan ujung berbentuk L guna mencegah kerusakan pada poros.

Baji slot rotor, cincin penahan, cincin pusat, cincin kipas, kopling, bilah kipas—kekuatan dan umur pakai komponen-komponen ini dirancang sesuai dengan persyaratan 10.000 kali start-up dan shut-down, sehingga komponen-komponen tersebut memiliki keandalan yang memadai serta kemampuan penyamarataan beban puncak sepanjang masa pakainya.

Baji alur rotor terbuat dari paduan aluminium. Ember udara pada baji alur tersebut digabungkan dengan jenis lubang udara khusus pada strip alas baji untuk membentuk sebuah ember dan dua saluran, yang berfungsi sebagai inlet dan outlet celah udara, serta memastikan distribusi aliran pada kedua saluran tersebut berlangsung secara merata. Baji alur pada ujung bawah cincin penahan terbuat dari paduan tembaga dengan konduktivitas yang sangat baik.

Cincin penahan untuk melindungi gulungan ujung rotor terbuat dari baja paduan non-magnetik berkekuatan tinggi 18mn18cr, yang memiliki ketahanan korosi akibat tegangan yang baik. Cincin penahan tersebut merupakan struktur gantung, yang dilapisi secara panas pada permukaan pasangan di ujung badan rotor.

Cincin pusat, cincin kipas, dan kopling merupakan hasil tempa baja paduan, sedangkan bilah kipas terbuat dari hasil tempa paduan aluminium. Kipas aksial satu tahap disusun secara simetris pada kedua ujung rotor untuk memasok udara ke bagian belakang inti stator dan ke dalam cincin penahan rotor.

1.3.2.5. Sistem redaman rotor

Peredaman pada gigi besar: tiga slot peredaman dibuka pada setiap tiang bagian gigi besar dari badan rotor generator. Baji paduan tembaga dengan konduktivitas tinggi dan kekuatan tinggi mampu membagi arus urutan negatif yang lebih besar. Jika sambungan antar baji tidak baik, arus akan mengalir dari satu baji melalui gigi ke baji lainnya, sehingga terjadi konsentrasi arus dan pemanasan lokal di gigi tempat baji-baji tersebut bersambung. Oleh karena itu, sebuah blok pelapisan paduan tembaga berlapis perak harus dipasang pada sambungan kedua baji slot peredaman, dan dua pegas harus ditempatkan dalam alur di bagian bawah blok pelapisan tersebut untuk memastikan bahwa blok menara tersebut mendukung baji-baji slot, sehingga terjaga sambungan listrik yang baik antara blok pelapisan dan kedua baji slot.

Peredaman pada celah tertanam: bahan penjepit celah pada celah depan rotor generator adalah paduan aluminium berkekuatan tinggi LY12 (kecuali bahan penjepit celah di samping gigi besar yang terbuat dari paduan tembaga tahan suhu tinggi). Pada sambungan setiap dua penjepit celah juga dipasang blok pelapis berlapis perak untuk memastikan koneksi listrik yang baik antarpenjepit celah.

1.3.3. Penutup ujung, bantalan, dan segel oli. Generator jenis ini menggunakan struktur bantalan pada penutup ujung, yaitu bantalan dan penopang segel dipasang pada penutup ujung. Struktur ini memiliki karakteristik bentang aksial yang pendek dan kekakuan penopangan yang baik, serta garis tengah bantalan berada dekat dengan permukaan ujung dasar mesin, sehingga deformasi penutup ujung menjadi minimum ketika menopang massa poros dan menahan tekanan hidrogen di dalam, sekaligus memastikan kedap udara yang andal pada unit tersebut.

Sebagai bagian dari bejana tekan, penutup ujung dirancang sebagai struktur las khusus yang terbuat dari pelat baja tebal. Dilakukan pengelasan kedap udara. Setelah pengelasan, dilakukan uji kedap udara dan perlakuan annealing pada sambungan las, serta uji hidrostatik. Uji kedap udara wajib dilakukan untuk setiap penutup ujung, berbagai pipa, dan kotak defoaming guna memastikan kedap udara keseluruhan generator. Penyegelan pada permukaan sambungan antara penutup ujung bagian atas dan bawah serta pada permukaan sambungan antara penutup ujung dan dasar menggunakan struktur alur penyegelan yang diisi dengan sealant. Untuk meningkatkan kekakuan sambungan pada permukaan sambungan penutup ujung, diterapkan struktur sekrup sambungan baris ganda pada permukaan sambungan tersebut.

Sebuah kotak penghilang busa ditempatkan di bawah rongga bantalan pada penutup ujung bagian bawah. Minyak kembali dari sisi hidrogen yang berasal dari bantalan penyegelan terkumpul di bawah bantalan tersebut dan mengalir ke dalam kotak penghilang busa. Busa hidrogen yang terlepas dari minyak yang mengalir ke dalam kotak penghilang busa akan terisolasi di dalam kotak tersebut, sementara hidrogennya dikembalikan ke mesin. Minyak sisi hidrogen kemudian mengalir kembali ke tangki bahan bakar sisi hidrogen pada perangkat suplai minyak penyegelan, lalu masuk ke jalur minyak sisi hidrogen melalui pompa minyak sisi hidrogen, filter minyak dingin, dan filter. Minyak kembali dari sisi udara poros mengalir ke dudukan bantalan dan kembali ke tangki minyak utama bersama dengan minyak kembali lainnya. Dalam perjalanan, minyak tersebut terlebih dahulu mengalir melalui tangki pengembalian minyak sisi udara, di mana jejak hidrogen yang terkandung dalam minyak tersebut dicegah oleh pipa segel minyak berbentuk U dan dibuang ke tangki minyak oleh kipas ekstraktor, sehingga minyak bantalan yang kembali ke tangki minyak utama tidak mengandung hidrogen, yang menjamin keamanan operasi tangki minyak utama. Pompa minyak sisi udara menyerap sebagian minyak kembali dari tangki minyak sisi udara dan mengembalikannya ke bantalan penyegelan melalui pendingin minyak dan filter. Sistem minyak penyegelan menggunakan minyak penyegelan sisi udara dengan tiga sumber minyak cadangan untuk memastikan pasokan minyak penyegelan dan keamanan operasi.

Kontrol luapan diterapkan untuk level minyak dalam tangki defoaming. Perlu diperhatikan agar level minyak tidak terlalu tinggi sehingga dapat tumpah kembali ke dalam mesin. Ketinggian pipa pengembalian minyak pada tangki yang menonjol dari dasar tangki memastikan terjaganya level minyak minimum dalam tangki, sementara level maksimum minyak dikendalikan oleh alarm level cairan yang akan memberikan peringatan ketika level minyak terlalu tinggi, sehingga operator dapat segera menanganinya.

Selama proses pembilasan oli, langkah-langkah pencegahan berikut harus diambil untuk menghindari kebocoran oli ke dalam basis: isi segel penampung oli sementara yang terletak antara cincin bagian dalam dari penopang bantalan segel dan poros berputar, jangan memindahkan rotor, alarm level cairan harus berfungsi dengan baik, dan sebagainya.

Bantalan generator dilengkapi dengan sistem jack oli bertekanan tinggi. Poros jack oli bertekanan tinggi membentuk lapisan pelumas antara permukaan bantalan bush dan jurnal, sehingga mengurangi gesekan pada bantalan selama tahap start-up dan shutdown unit turbin-generator.

Suhu bantalan bush dipantau oleh elemen pengukur suhu yang terletak pada titik tekanan lapisan minyak maksimum. Probe dari elemen pengukur suhu tersebut diperpanjang hingga mendekati lapisan Babbitt. Sebuah antarmuka sensor untuk mengukur getaran poros dipasang di dekat blok bantalan (sensor ini disediakan oleh pengguna atau produsen turbin). Cincin segel minyak pada penutup pelindung minyak bagian luar terbuat dari polietilena berberat molekul ultra-tinggi, yang mampu mencegah terbentuknya alur-alur akibat gesekan pada poros sekaligus memiliki sifat isolasi.

Bantalan penyegelan terletak di alur penopang penyegelan, dan penopang tersebut dipasang pada penutup ujung, yang terisolasi dan disegel bersama penutup ujung tersebut.

1.3.4. Struktur segel oli terbagi menjadi struktur dua aliran dengan dua cincin dan struktur satu aliran dengan satu cincin. Bantalan bush dan bush penyegel pada kedua struktur segel oli tersebut berbeda. Mengenai struktur spesifik dari segel oli, pengguna dapat merujuk pada perjanjian teknis.

1.3.4.1. Struktur segel minyak dua aliran dua cincin. Struktur segel minyak dua aliran dua cincin ini sama dengan yang digunakan pada generator 300 MW berpendingin air-hidrogen. Bantalan generator dengan struktur segel minyak tersebut merupakan bantalan pad miring gabungan. Bagian atas bantalan berupa pad silindris, sedangkan bagian bawahnya terdiri dari dua buah pad miring dengan matriks tembaga murni yang memiliki konduktivitas termal yang baik. Bantalan ini memiliki kemampuan yang kuat untuk menahan gangguan lapisan minyak dan stabilitas operasi yang baik. Sebuah dudukan bantalan bagian bawah yang bersifat isolatif dipasang di antara bushing bantalan bagian bawah dan penutup ujung, serta sebuah blok atas isolatif juga dipasang di antara bushing bantalan bagian atas dan penutup ujung, sehingga keseluruhan bantalan terisolasi dari penutup ujung. Pada kondisi dingin, terdapat celah sebesar 0,127–0,381 mm antara bushing bantalan bagian atas dan blok atas isolatif, yang berfungsi untuk mengakomodasi ekspansi termal dari bushing bantalan tersebut.

Untuk mencegah arus poros, selain isolasi antara bantalan bushing dengan penutup ujung, juga diterapkan isolasi antara penopang segel dan penutup ujung, serta antara penutup ujung dan penutup sekat minyak luar bantalan. Penutup ujung pada sisi eksitasi, bantalan, dan segel minyak generator ini dilengkapi dengan isolasi ganda, yaitu blok atas bantalan berisolasi di bagian atas setengah atas bantalan bushing dan blok bantalan berisolasi di bagian bawah setengah bantalan memiliki struktur isolasi ganda; selain itu, ditambahkan sebuah cincin tengah berisolasi yang dihubungkan ke tanah antara penopang segel dan penutup ujung, sehingga terjamin isolasi poros sisi eksitasi terhadap penutup ujung dasar, sekaligus mempermudah isolasi poros berputar dan poros selama operasi. Resistansi isolasi bantalan dan segel minyak dipantau secara berkala untuk mencegah kerusakan pada poros, bantalan, dan bantalan segel akibat arus poros.

Fungsi dari struktur segel minyak dua aliran dua cincin adalah untuk mencegah hidrogen meluap melalui aliran minyak yang terdapat di antara diameter dalam poros dan bushing segel cincin, serta di antara sisi hidrogen dan sisi udara pada bushing segel. Dua aliran berarti bahwa sisi hidrogen dan sisi udara pada bantalan segel memiliki sirkuit minyak yang independen. Dua cincin tersebut membagi arah aksial bantalan segel menjadi dua bagian, menjaga celah radial tertentu antara bantalan segel dan poros, serta memungkinkan bantalan segel untuk mengapung lebih bebas di atas poros, sehingga mengurangi gangguan terhadap diameter poros.

Untuk mencegah bantalan segel berputar bersama poros, sebuah kunci penahan putaran dipasang pada diameter luar bantalan segel dan ditempatkan pada penopang segel. Karena celah perakitan bantalan segel sangat kecil, pemasangan bantalan segel harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak menjadi sumber benturan dan gesekan yang dapat menimbulkan drift akibat getaran. Pada sistem masuk minyak sisi udara dari bantalan segel, katup tekanan diferensial memantau tekanan hidrogen di dalam, sehingga mengendalikan tekanan minyak sisi udara, memastikan bahwa tekanan minyak selalu lebih tinggi daripada tekanan hidrogen, dan secara ketat menjaga selisih tekanan minyak–hidrogen sebesar 0,084 MPa. Sebagaimana disebutkan di atas, pada sistem masuk minyak sisi hidrogen, katup keseimbangan memantau tekanan minyak sisi udara dan mengendalikan tekanan minyak sisi hidrogen, sehingga menjaga keseimbangan antara kedua sisi tersebut.

1.3.4.2. Struktur segel oli satu aliran, satu cincin. Struktur segel oli satu aliran, satu cincin dan bantalan poros generator diimpor dari teknologi Siemens, dan bantalan poros tersebut merupakan bantalan berbentuk oval dengan struktur yang sederhana serta kehilangan daya dukung yang kecil.

Terdapat alur pelumas pada permukaan bola luar dari bagian bawah bushing bantalan, dan bushing bantalan tersebut dapat dipasang pada ujung uap maupun ujung eksitasi sesuai dengan kondisi sebenarnya. Bagian bawah bushing bantalan dipasang pada dudukan bushing bantalan, dengan permukaan kontak berupa permukaan bola luar yang mampu menyesuaikan diri secara mandiri. Dudukan bushing bantalan dipasang pada penutup ujung dan diisolasi dari penutup ujung tersebut. Isolasi yang digunakan adalah isolasi berlapis ganda, yang mampu mencegah arus poros mengalir melaluinya serta memudahkan pemantauan selama operasi. Blok penentuan posisi radial dipasang pada bagian atas bushing bantalan melalui sambungan baut, yang berfungsi untuk menentukan posisi sekeliling bushing bantalan guna mencegah putaran balik pada bushing bantalan.

Aliran tunggal dalam struktur segel minyak cincin tunggal dengan aliran tunggal berarti hanya terdapat satu aliran minyak untuk proses penyegelan. Tekanan minyak pada segel yang sedikit lebih tinggi daripada tekanan hidrogen mempertahankan lapisan minyak yang kontinu antara poros berputar dan bushing segel mengambang yang tidak berputar, sehingga mencegah kebocoran hidrogen antara poros berputar dan rumah segel. Selain itu, sisi udara dari bantalan segel disuplai dengan minyak mengambang untuk memastikan gerakan aksialnya yang bebas.

Dua buah bushing segel setengah yang dicor dengan paduan Babbitt mengapung di atas poros dengan celah kecil, dan posisi aksialnya dikendalikan oleh penopang bushing segel pemisah aksial untuk mencegah deformasi dan pembengkokan pada bushing segel tersebut. Bantalan segel dapat bergerak relatif bebas dalam arah radial, namun terdapat sebuah pin penentu posisi dalam arah keliling sehingga bantalan tersebut tidak akan berputar. Penopang bantalan segel dipasang pada penutup ujung dengan baut-baut yang disusun secara melingkar, dan dipisahkan secara isolasi dari penutup ujung untuk mencegah arus poros melewati bagian tersebut. Pompa minyak segel menyediakan minyak segel melalui katup tekanan diferensial dengan tekanan 0,07–0,1 MPa lebih tinggi daripada tekanan hidrogen pada segel poros.

1.3.5. Komponen struktural untuk penyelarasan dan penempatan. Seluruh massa generator didukung pada pelat dasar pondasi dan ditempatkan di atas pelat dasar pondasi, sedangkan pelat dasar dan pondasi tersebut dipasang secara permanen dengan baut pondasi. Pada pelat kaki terdapat banyak baut jek untuk melakukan penyelarasan vertikal. Setelah proses grouting, penyelarasan vertikal akhir dapat dilakukan dengan mengubah jumlah gasket yang digunakan antara pelat kaki dan pelat dasar. Pada tahap penyelarasan resmi, gasket pada kedua ujungnya diganti dengan gasket bertingkat. Setelah menyesuaikan gasket sesuai dengan hasil pengukuran distribusi tegangan pada kaki pondasi, distribusi beban generator pada pondasi menjadi lebih rasional.

Setelah penyelarasan generator dan turbin uap, posisi aksial dan transversal ditetapkan agar tidak terpengaruh oleh ekspansi termal maupun kontraksi akibat suhu rendah. Generator bergantung pada pelat jangkar (blok penempatan) yang dimasukkan ke dalam penutup ujung namun dipasang tetap pada fondasi untuk menjaga posisi transversalnya, sedangkan posisi aksialnya ditentukan oleh blok-blok penempatan aksial pada pelat kaki bagian bawah dan pelat dasar, serta antara pelat dasar dan fondasi. Penyesuaian penyelarasan horizontal dan aksial dapat dilakukan dengan memperbaiki ukuran pasak pengunci yang menghubungkan blok penempatan dengan alur penempatan. Selain itu, agar kaki dapat mengembang secara bebas di atas pelat dasar, mur sekrup fondasi menekan pelat dasar melalui selongsong sekrup; di sisi lain, saat pembuatan selongsong tersebut dibuat sedikit lebih tinggi daripada kaki, sehingga terdapat celah antara mur dan kaki.

1.3.6. Sistem pemantauan generator. Pemantauan generator meliputi pengukuran suhu, pemantauan getaran poros, pengukuran kebocoran, pengukuran kelembapan hidrogen, pemantauan pelepasan sebagian internal berbasis RF, dan pemantauan overheating sebagian pada generator.

1.3.6.1. Pantau suhu internal generator

① Termokopel indeks tembaga-konstantan atau resistor platinum Pt100 dipasang pada puncak gigi, pusat yoke, jari tekanan, dan pelindung magnetik dari inti besi bagian sisi stator generator. Untuk jumlah dan lokasi spesifik, silakan merujuk pada dokumen pabrik “tata letak elemen pengukur suhu generator”.

② Sebanyak 84 elemen pengukur suhu resistansi platinum Pt100 tunggal ditanamkan di antara batang atas dan batang bawah alur stator dekat ujung uap, dengan masing-masing alur dilengkapi dua buah (satu untuk cadangan).

③ Sebuah termokopel tipe konstantan tembaga atau sebuah resistor platinum Pt100 tunggal dipasang pada sambungan saluran keluar bagian atas dan bawah dari manifold saluran keluar utama di ujung uap, dan total 84 elemen pengukur suhu dipasang untuk memantau suhu air kembali.

④ Sebuah termokopel t-skal konstantan tembaga atau satu buah resistor platinum Pt100 dipasang pada sambungan air dari manifold keluaran di dalam kotak keluaran. Sebanyak enam elemen pengukur suhu digunakan untuk memantau suhu air kembali dari saluran utama dan enam terminal selubung keluaran.

1.3.6.2. Pantau suhu air pada pipa masuk dan pipa keluar utama dari air pendingin gulungan stator. Pipa masuk air utama di ujung eksitasi dan pipa keluar air utama di ujung uap masing-masing dilengkapi dengan satu termokopel indeksing nikel-kromium–konstantan bercabang ganda atau dua elemen tahanan platinum Pt100 (total 2 buah), yang salah satunya terhubung ke sistem komputer.

1.3.6.3. Pantau suhu hidrogen pada pendingin hidrogen. Satu elemen pengukur suhu tahanan platinum ganda dipasang masing-masing pada sisi udara dingin dan sisi udara panas dari pendingin ujung uap dan pendingin ujung eksitasi. Salah satu elemen tersebut dilengkapi dengan indikator, sedangkan yang lainnya dapat dihubungkan ke sistem komputer. Terdapat empat elemen pengukur suhu tahanan platinum ganda berkonduktor tiga kawat pada kedua ujungnya. Pada area saluran masuk udara dingin hidrogen di bagian penutup atas kedua ujung terdapat dua pengontrol suhu, yang digunakan untuk memberikan peringatan apabila suhu hidrogen dingin melebihi batas atas. Pengontrol suhu tersebut dilengkapi dengan sekumpulan kontak yang dapat dihubungkan langsung ke sistem komputer,

1.3.6.4. Pantau suhu bantalan. Sebuah termokopel ganda atau resistor termal Pt100 ganda (graduasi komponen dipilih sesuai kebutuhan pengguna) dipasang pada bagian bawah bushing bantalan di kedua ujung eksitasi uap, dan salah satunya terhubung ke sistem komputer. Terdapat dua elemen pengukur suhu dukungan ganda untuk bantalan di kedua ujung. Satu termokopel ganda atau resistor termal dipasang pada pipa pengembalian minyak bantalan di kedua ujung turbin uap dan eksitator, serta pada pipa pengembalian minyak bantalan eksitator tanpa sikat (atau bantalan ujung cincin geser), masing-masing, untuk memantau suhu pengembalian minyak; dan salah satunya terhubung ke sistem komputer (graduasi komponen dipilih sesuai kebutuhan pengguna).

1.3.6.5. Memantau getaran poros. Sebuah detektor getaran non-kontak dipasang pada kedua ujung eksitasi uap serta pada penutup baffle oli bagian luar dari bantalan eksitator untuk mengukur getaran jurnal rotor. Tiga buah detektor tersebut terhubung ke sistem komputer. Pantau tahanan isolasi dari alas bantalan, pin penghenti bantalan, bantalan isolasi pada setengah bagian atas bushing bantalan, bantalan isolasi pada setengah bagian bawah bushing bantalan, penopang segel, cincin perantara, pipa masuk oli tekanan tinggi, dan penutup baffle oli bagian luar terhadap tanah.

Isolasi ganda diterapkan pada alas bantalan ujung eksitasi, pin penahan bantalan, bantalan isolasi bagian atas bantalan bushing, bantalan isolasi bagian bawah bantalan bushing, penopang segel, cincin perantara, pipa masuk minyak bertekanan tinggi, dan penutup deflektor minyak luar generator. Komponen-komponen ini dihubungkan dengan kabel pengukur yang keluar dari generator untuk memantau tahanan isolasi selama operasi generator. Kabel-kabel pengukur tersebut pertama-tama dihubungkan ke papan terminal pada penutup deflektor minyak luar bagian bawah di ujung eksitasi. Di lokasi, usahakan untuk melewati ruang pelindung dekoratif dan menghubungkannya ke tempat yang sesuai, sehingga tahanan isolasi dapat dipantau secara berkala.

1.3.6.6. Pemantauan kebocoran pada generator. Flensa atau lubang sekrup dipasang pada kotak keluaran generator, bagian tengah dan bawah dari alas, bagian bawah penutup pendingin di atas alas, serta penutup titik netral. Pipa digunakan untuk menghubungkan dengan pengontrol level cairan tipe pelampung (detektor kebocoran air pada generator) yang dipasang di luar unit, sehingga kebocoran dapat dideteksi dan air yang bocor dapat dibuang melalui jalur tersebut.

1.3.6.7. Pemantauan pelepasan internal. Sebuah titik pemantauan ditetapkan pada kabel pentanahan netral generator atau pada elemen pengukur suhu atau bus tertutup untuk memantau kejadian pelepasan busur parsial internal pada lilitan generator atau pada bagian-bagian bertegangan lainnya.

1.3.6.8. Pantau kandungan hidrogen dalam pesawat. Sebuah termometer hidrogen online dipasang pada generator, yang dapat secara langsung menunjukkan kandungan hidrogen dalam generator, sehingga kelembapan hidrogen dalam generator dapat dikendalikan secara efektif.

 

2. Parameter teknis utama dari generator berpendingin hidrogen air berkapasitas 2,600 MW

2.1. Parameter dasar dari generator berpendingin air-hidrogen berkapasitas 2,1600 MW (tabel 7-1)

Tabel 7-1 parameter dasar generator berpendingin hidrogen air berkapasitas 600 MW (lihat tabel Excel terpisah)

Spesifikasi dan model	QFSN-600-2	QFSN-650-2	QFSN-660-2	QFSN-660-2	QFSN-700-2
Kapasitas terukur S N (MVA)	667	722.2	733.3	776.5	823.5
Daya terukur P N (MW)	600	650	660	660	700
Faktor daya terukur cosφ N	0.9	0.9	0.9	0.85	0.85
Tegangan terukur stator U N (KV)	20	20	20	22	22
Arus terukur stator I N (A)	19245	20849	21170	20377	21612
Frekuensi terukur f N (Hz)	50	50	50	50	50
Kecepatan terukur n N （ putaran/menit)	3000	3000	3000	3000	3000
Tekanan hidrogen yang terukur （ MPa)	0.41	0.5	0.5	0.45	0.5
Tegangan eksitasi terukur U N90 derajat Celcius (V)	407	435	441	494	520
Arus eksitasi terukur I fN (A)	4145	4377	4493	4690	4939
Mode sambungan gulungan stator	YY	YY	YY	YY	YY
Reaktansi transien sumbu langsung X ′ du /X ′ d (%)	30,1/26,5	32,6/28,7	33,1/29,1	31,3/27,5	33,2/29,2
Reaktansi ultra-transien sumbu langsung X ″ du /X ″ d (%)	22,3/20,5	24,1/22,2	24,5/22,6	23,2/21,4	24,6/22,7
Rasio hubung singkat SCR	0.54	0.5	0.5	0.518	0.5
Arus urutan negatif keadaan tunak I 2 (unit standar,%)	10	10	10	10	10
Arus urutan negatif sementara I 22 t(s)	10	10	10	10	10
Efek beban penuh ŋ （ % ）	98.94	98.93	98.94	98.9	98.93
Tingkat isolasi lilitan stator	F	F	F	F	F
Tingkat isolasi lilitan rotor	F	F	F	F	F
Tingkat isolasi lilitan stator	F	F	F	F	F
Kebisingan (1 m dari pangkalan)	90	90	90	90	90
Mode eksitasi	Eksitasi tanpa sikat atau eksitasi statis	Eksitasi tanpa sikat atau eksitasi statis	Eksitasi tanpa sikat atau eksitasi statis	Eksitasi tanpa sikat atau eksitasi statis	Eksitasi tanpa sikat atau eksitasi statis

 

2.2. Parameter khusus

Tabel kualitas dan dimensi komponen utama generator (tabel 7-2)

Tabel 7-2: Tabel kualitas dan dimensi komponen utama generator (lihat tabel Excel terpisah)

Spesifikasi dan model	QFSN-600-2	QFSN-650-2	QFSN-660-2	QFSN-660-2	QFSN-700-2
Kapasitas terukur S N (MVA)	667	722.2	733.3	776.5	823.5
Daya terukur (MW)	600	650	660	660	700
Massa total stator （ t)	374	374	374	391	391
Massa transport stator （ t)	345	345	345	362	362
Dimensi transportasi stator L×W×H (mm×mm×mm)	10520×4020×4350			11070×4020×4350	11070×4020×4350
Panjang transportasi rotor L （ mm ）	12420	12420	12420	12970	12970
Massa total rotor （ t)	66	66	66	71	71
Total massa pengangkutan rotor （ t)	77	77	77	82	82

 

3. Garis besar peralatan dan dimensi struktural (lihat Gambar 7-14 dan Gambar 7-15)

 

4. Metode seleksi

4.1. Mode eksitasi

Mode eksitasi generator terdiri atas eksitasi tanpa sikat dan sistem eksitasi shunt mandiri, yang dapat dipilih oleh pengguna.

4.2. Persyaratan pemesanan

Generator turbo berkapasitas besar merupakan peralatan listrik yang penting dengan tegangan tinggi dan arus besar. Saat melakukan pemesanan, perlu disusun spesifikasi teknis pemesanan sesuai dengan kapasitas generator, daya keluaran, kondisi jaringan, serta kondisi lingkungan yang ditetapkan oleh pembangkit listrik, sehingga dapat dijadikan dasar untuk proses lelang produk.

Spesifikasi teknis mencakup hal-hal berikut:

4.2.1. Ikhtisar, deskripsi persyaratan umum untuk generator,

4.2.2. Kondisi operasi peralatan.

4.2.3. Parameter utama peralatan.

4.2.4. Persyaratan kinerja teknis.

4.2.5. Persyaratan desain struktural.

4.2.6. Sistem eksitasi.

4.2.7. Sistem air pendingin.

4.2.8. Persyaratan untuk pengukuran suhu dan instrumen pendukung.

4.2.9. Standar teknis.

4.2.10. Nilai yang dijamin.

4.2.11. Lembar data teknis,

4.2.12. Lingkup penyediaan. Meliputi: suku cadang dan alat khusus, persyaratan perangkat pemantauan khusus, persyaratan suku cadang impor, serta persyaratan khusus bagi pemasok kit.

 

5. Lingkup pasokan dan instruksi

5.1. Generator

Ruang lingkup pasokan generator tunggal ditunjukkan pada Tabel 7-3.

Tabel 7-3 Lingkup pasokan generator tunggal (lihat tabel Excel terpisah)

No.	Barang	Jumlah
1	Badan generator, termasuk:	1 unit
(1)	Rotor (poros kopling sisi generator, kunci yang diperpanjang, mur pengikat, mur penahan
(2)	Unit stator	1 unit
1)	Stator
2)	Perisai ujung
3)	Kotak outlet
4)	Penutup ujung
5)	Perakitan bantalan
6)	Perakitan segel oli
3	Cincin pengumpul dan penutup isolasi suara
4	Pelat dasar, bantalan besi, baut jangkar (termasuk mur dan ring yang sesuai)
5	Perangkat pengukur suhu: Mengukur suhu inti stator, suhu keluaran air dari kumparan stator, suhu udara, suhu kumparan stator, suhu keluaran air dari saluran keluar stator, suhu hidrogen pada inlet dan outlet pendingin hidrogen, suhu logam bantalan, suhu aliran balik minyak bantalan, serta suhu cincin penekan dan jari penekan.
6	Pendingin hidrogen	1 set
7	Lengan keluar	6 pieces
8	Transformator arus bushing	24 pieces
9	Fitting Harvard untuk menghubungkan bus tertutup keluaran dan netral	1 unit

 

5.2 Suku cadang yang disediakan bersama generator (lihat tabel 7-4)

Tabel 7-4 suku cadang yang disediakan bersama generator (lihat tabel Excel terpisah)

No.	Barang	(Setiap generator)
1	Bantalan poros generator	1 piece
2	Bagian isolasi untuk segel minyak bantalan	1 unit
3	Bantalan penyegel	1 unit （ uap, eksitasi ）
4	Pendingin hidrogen	1/2 untuk satu unit
5	Perakitan bushing outlet	2 pieces
6	Bushing keluar TA (setiap spesifikasi)	masing-masing 1 buah
7	Kursi penyegelan, gasket cincin perantara (termasuk sealant)	1 unit untuk 1 set
8	Segel lubang manhole flensa	1 unit untuk 1 set
9	Segel pendingin hidrogen	1 unit untuk 1 set
10	Pipa air berisolasi stator (termasuk klem pipa)	6 buah untuk setiap spesifikasi
11	Elemen pengukur suhu sambungan air stator	10 pieces
12	Dua bilah disediakan di kedua ujung kipas baling-baling.	4 pieces
13	Dua kotak sikat generator dan satu sikat listrik (hanya untuk eksitasi shunt mandiri)	1 unit

 

5.3. Alat khusus generator (lihat tabel 7-5)

Tabel 7-5 alat khusus generator (2 unit generator untuk masing-masing nomor seri berikut)

No.	Barang
1	Alat pemasangan rotor poros generator (termasuk alat pengangkat)
2	Alat pembongkaran bantalan
3	Alat perakitan dan pembongkaran kursi penyegelan
4	Alat perakitan dan pembongkaran cincin panduan angin
5	Alat perakitan dan pembongkaran pendingin
6	Alat pemasangan dan pelepasan untuk bushing keluar
7	Alat perakitan dan pembongkaran cincin penahan
8	Pistol injeksi lem hidrolik
9	Pemanas baut penutup ujung
10	Alat pembongkaran untuk cincin perantara
11	Alat pengukur baut untuk lubang ventilasi rotor
12	Penguji sisi isolasi stator berpendingin air
13	Detektor hidrogen portabel (detektor kebocoran halogen)
14	Alat pengukur pelat bergelombang
15	Alat pengukur celah udara stator