CN1044179C - 多绕组发电机 - Google Patents

Abstract

一种发电机，具有电网电压的电压等级，定子采用三个大槽及均布的多个小槽，大槽内设集中的主绕组，另设有和主绕组几何中心线相同的在大槽内的集中补偿绕组和分布在小槽内的分布补偿绕组，二者感应电势相同，互相短接得使相位相反，集中补偿绕组的磁势和绕组的磁势相等。发电机波形良好，并有好的耐冲击性能。

发电机直接接在电网上，省去升压变压器，节省铜、钢、硅钢片50%左右，及和升压变压器相关的设备、场地投资和运行费用，免除了升压变压器的电能损耗，经济效益可观。

Description

多绕组发电机

本发明涉及发电机，特别是一种双或三绕组的发电机。

众所周知，目前的大型发电机定子上采用三相分布绕组，其目的是削除高次谐波电枢反应磁势，定子绕组嵌放在分布的定子槽中，对大型双极汽轮发电机，槽数一般在30到60之间，由于定子内径受材料强度的限制基本上是个不易扩大的数值，因此槽的宽度很窄，线圈的绝缘层尺寸受到限制，使得发电机的电压不可能设计得很高，一般在20KV以下，这个电压等级远非现代大型电站的送电电压，因此升压变压器是解决将电力送到远方受电端的必需设备。但是升压变压器是一个重复容量的变电设备，只是为了升高电压，可是设置此设备后有不仅增加了设备投资、布置设备的场地和相应检测设备，还增加了电力损耗、运行维护费用、和发生事故的机率等一系列问题。

几十年来人们一直在探索实现高压发电机的各种途径，研究及采用新型耐高压绝缘材料，改变发电机定子绕组绝缘结构，减少定子每极每相槽数，但直到现在还没有得到满意的可行的结果。

本发明的目的是要提供一种新型式的高压发电机，其电压等级达到送电电压水平，以便省去升压变压器，带来明显的经济效益、安全可靠的运行，和简便维护的好处。

本发明的另一目的是提供一种极低电压大电流发电机，电压达到比惯常结构发电机更低。

本发明再一个目的是在本发明基本原理和结构基础上提供一种带气隙补偿绕组的发电机结构变型。

为了达到这些目的，本发明方案和现有技术的途径完全不同，提出在电磁理论、电机结构绕组绝缘结构等方面一系列新的方案。

本发明的高压发电机转子是和现有的转子一样，在定子上按全圆周等分设置三个大槽，其中敷设属于三个相的分离的、各互相相距120°的三个集中绕组，称为主绕组，此三个集中绕组的共六个圈边两两地置于上述三个大槽中，每个绕组的两线圈边分别跨嵌入相邻的两个大槽中，由于铁芯上只开三个大槽，粉制成的磁性槽楔的插入相当于槽宽b_k的减少。理论研究已表明，为满足(6)式，上述大槽的h_k和b_k值和小槽尺寸非常接近，将它们造成相同的尺寸，可以基本上满足(6)式关系，而实践中利用磁性槽楔可进一步进行调节，以求更精确满足(6)式的要求。

上述主绕线的匝数最低可以为1，这将使本发明发电机从应用到高压场合进一步扩展到极低电压大电流的场合。

上述第二补偿绕组可以变形为气隙分布绕组，即连续均匀布置于和气隙交界的定子铁芯表面，从而取消所述定子表面上的小槽。本发明的技术方案归结为：多绕组发电机，其特征是其定子上等距离设三个大槽，相邻两大槽之间的齿面上均布多个小槽；主绕组的三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边两两地嵌放在相邻的大槽内；定子上设有第一补偿绕组，其三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边相应地嵌放在相邻的两大槽内；定子上设有第二补偿绕组，是个分布绕组，均匀嵌放在包括大槽在内的相邻两大槽中心线对称两侧所述小槽内，使所述第二补偿绕组的每一相其几何中心线和属于同一相的主绕组的及第一补偿绕组的几何中心线一致；所述各相第一、第二补偿绕组各自的感应电势值相等，互相对接使相位相反；所述第一补偿绕组的磁势(I₂N)等于所述主绕组的磁势值(I₁W₁)。

多绕组发电机，其特征是其定子上等距离设三个主槽；主绕组的三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边两两地嵌放在相邻的主槽内；定子上设有第一补偿绕组，其三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边相应地嵌放在相邻的两主槽内；定子上还设有第二补偿绕组，是设在和气隙交界的定子铁心表面上的连续均匀分布的气隙绕组，其每一相的几何中心线和属于同一相的主绕组的、以及第一补偿绕组的几何中心线一致；所述各相第一、第二补偿绕组各自的感应电势值相等，互相对接使相位相反；所述第一补偿绕组的磁势(I₂N)等于所述主绕组的磁势(I₁W₁)。

由于本发明发电机的电压等级可以做到远距离送电电压的程度的高压发电机，因此升压变压器不再需要，高压发电机具备了与此联系的优点和效果。下列表1是按照本发明的一台100兆瓦的110KV高压发电机和同容量普通发电机连同升压变压器(“发电机-变压器”方案)作比较的各项指标。表1

方案指标项目	一、发电机-变压器组	二、110千伏高压电机
			铜    铝    硅    云    损    损    投钢材    材    片    母    耗    耗    资	铜      铝     硅     损     损    投材      材     钢     耗     耗    资
	公    千    万    万吨    吨    吨    斤    瓦    度    元	千     万    万吨      吨     吨     瓦     度    元
			一、发电机本体二、主变压器三、厂用变压器四、大电流母线五、高压电缆总计	5.15        46.2  1000  1594  797    44015.83       54.2  600   300   1691.28.6       121   60.5  222.25         63.6  31.8  10020.98 3.45  109  1000  2378.6 1189.3 731	10.4          55.4   1780    890  5280.5                  1.08         5110.9          55.4   1781.1  890  579

表二是各项可量化的节指标。此表数据以发电机-变压器方案为基数计算的。归纳地说本发明的效果是：表2

项目	铜材		铝材		硅钢片		云母		电力		电能
													名称	吨	％	吨	％	吨	％	公斤	％	千瓦	％	万度	％
110KV电机节约值	10.08	481	3.45	100	53.6	49.2	1000	100	595	25.2	299.1	25.2

(1)节约大量有色金属、硅钢片和钢材，分别可以是48％，49％和50％；(2)定子可以不使用资源短缺的云母；(3)电机效率可提高0.5--1.0％；(4)维护简便，可靠性高；(5)相应地，降低投资，减少运行费用，至少节约一台变压器的电能损耗。

电机容量越大，其经济效益越显著。

本发明的经济效益还表现在辅助设备方面的节约，如母线，吊车容量、厂用设备、厂房占有面积以及它们的运输安装工作量等。

本发明发电机的主绕组是集中嵌放在一个槽中，相比于惯常结构，其有效匝数可最低达1匝，因此本发明发电机可扩展到槽可以开得较宽，绕组集中以后，每相对地(铁芯)和相间绝缘所占空间相对于分布绕组减少许多，这使得升高发电机电压而又使用目前可行的绝缘材料成为可能。

主绕组的匝数由下式决定： $W_1=\frac{U_{\mathrm{\φ}}}{192.25{\mathrm{\φ}}_1}---\left(1\right)$

式中U_Φ--相目电压；

Φ₁--基波磁通。

由式(1)式可知提高匝数就可提高电压。但是众所周知，像以上这种集中绕组产生的磁势中含有很强的高次谐波，在发电机运行时是不许可的，必需加以削除，因此在本发明的发电机中和集中的主绕组配合，各相还设置了谐波补偿绕组。所述补偿绕组分成两部分，第一补偿绕组是补偿绕组的集中部分(或简称“集中部分”)，第二补偿绕组是补偿绕组的分布部分(或简称“分布部分”)，“分布部分”补偿绕组相似于普通电机中的分布绕组，分嵌在相邻两大槽中心线对称两侧定子齿面上均布开设的小槽内，此两部分绕组的几何中心线与对应相的主绕组几何中心线重合，“集中部分”与同相的主绕组同在一个大槽内。

图1是本发明高压发电机定子结构示意图。图中A-Z是主绕组，a-x是补偿绕组，包括了集中和分布的两部分。

转子基波磁场对第二补偿绕组(“分布部分”)的感应电势E₁₁为： $E_{11}=\frac{s_{n1}{q}_1{\mathrm{ek}}_{w1}}{a_1}----\left(2\right)$ 其中：q₁--每极每相槽数；

  e--整距匝电势；

  a₁--并联回路数，取1；

  k_w1--基波绕组系数；

  s_n1--每槽有效导体数，

对于已知电机这些是已确定的数据。

对于第一补偿绕组(“集中部分”)的感应电势E_1g为： $E_{1g}=\frac{\sqrt{3}}{2}\mathrm{eN}---\left(3\right)$ 其中：N--串联匝数，是个待定数；

e--同前。

设置补偿绕组的目的在于削除磁势高次谐波，但又不参与发生发电机电压，因此应有：

电势平衡式：E_1r=E_1g

(4)式的意义是此二电势在幅值上相等，在相位上应相反，即空载时，补偿绕组中没有感应电势，这可以将设计成感应电势幅值相等的第一、第二补偿绕组反串联达到。

由(2)、(3)、(4)式有： $N=\frac{K_{w1}}{\sqrt{3}/2}\×\frac{s_{n1}{q}_1}{a_1}---\left(5\right)$

为了削除主绕组谐波磁势，还应有磁势平衡式，即主绕组通电流以后，补偿绕线中才有电流，且补偿绕组的磁势正好抵消高压绕组的谐波磁势。

主绕组与补偿绕组在磁路上相当于电流互感器原副边关系，互感磁通主要通过大槽槽口和转子(如果能通过的话)两条磁路耦合，包括：高压绕组磁势W₁I₁；“集中部分”磁势NI₂和“分布部分”S_n1Q₁I₂。这三部分的磁势的三相之和在气隙中的分布见图3，图中实线梯形波则为“分布部分”的磁势。如果有

W₁I₁=NI₂            (6)

气隙中只剩下“分布部分”的磁势S_n1q₁I₂，这是一个接近余弦分布的函数，转子上所发生的一切物理过程因此也将和普通电机一样。(6)式称之为磁势平衡式。

要做到(6)式，措施在于调整大小槽口的尺寸，因为主绕组通电流后，通过大槽口磁链给补偿绕组励磁，根据此磁链和补偿绕组的漏磁链总和为零的原则(磁链不变原则)，可知大槽槽口的尺寸比h_k/b_k是包括小槽尺寸等许多参数有关的变量，以上h_k,b_k分别为大槽槽口高度及宽度。研究表明，上述h_k/b_k的比值在1-1.5为宜。实际上、大槽槽口宽b_k的等效值可以通过在大槽口中插入磁性槽楔来加以调节，例如，环氧布板加铁极低电压大电流范围，这是惯常结构所做不到的。

图1是按照本发明的定子结构示意图。

图2是大槽磁势。

图3是气隙磁势分布。

图4是一相主绕组、补偿绕组分布部分和集中部分的连接图。

图5是补偿绕组实际连接图。

图6(a)为主绕组槽部油纸密实包扎型绝缘结构图；

(b)为图6(a)的局部放大图；

(c)为绕组内部连接图；

(d)为图6(c)的电气接线图；

图7是主绕组槽部小油隙型绝缘结构图。

图8是110KV以上等级主绕组槽部小油隙型绝缘结构图。

图9为主绕组槽部圆型绝缘结构图。

图10为主绕组端部层间插入静电匝方案示意图。

图11为主绕组端部增加电容的无共振绕组示意图。

以下将描述各实施例。

第一实施例是一台50KW的小样机，目的是验证本发明的电磁理论之正确性。电机定子设三个大槽，第二补偿绕组(分布部分)嵌放在总数为60(包括三个大槽在内)的小槽内，每极每相槽数q₁=10，跨距1-26，高压绕组的跨距按小槽数计算为1-21。第一补偿绕组(集中部分)其匝数由(5)式根据电机参数决定。本实施例参数有：

分布部分：每槽有效导体数S_n1=6，每槽元件边数2，每元件串联匝数3，共60匝。

集中部分：匝数64。集中部分和主绕组同嵌在一个大槽中。因此，电机一共有三个绕组，三者的几何中心线重合，集中部分和分布部分反串联短路，使得可以满足(4)式，这样，第一和第二补偿绕组成为一个补偿绕组。

图4是补偿绕组的两个部分的连线图。为清晰起见，只画出一相，图中的A′-Z′为集中部分，a-x为分布部分(以点划线表示的A-Z为高压部分)。在大槽中的第二补偿绕组(分布部分)的匝数由于和集中部分同处于大槽中，又是反串联，因此实际连线时可将在大槽中分布部分的匝数取消，同时减少相同数目的集中部分匝数。如此，在本例中，一个相在大槽中的第一补偿绕组总匝数为61，而大槽中不再设第二偿绕组的线匝。实际的连线还可进一步将图4两个补偿绕组端部打开，在不改变感应电势大小的前提下将大槽中元件和附近小槽元件直接相连(而不是集中部分及分布部分各自连接后再互相反串联)，如图5所示。对本例，大槽中属第一补偿绕组的61匝中和小槽内的分布部分57匝就近相连，余下4匝可作为调节匝数。这样不仅大大简化了端部，节省了材料，降低了补偿绕组对地电压，并为定子分成三瓣创造了有利条件。众所周知，对大容量电机来说，定子分瓣是方便运输所常采用的措施。

本实施例样机的试验结果表明，主绕组与补偿绕组电流的测量值基本上符合(6)式关系，误差仅0.4％，相位差为179°15′，接近反相。由于N的数值按理论计算常不是整数，而实际制造绕组，导体数必需就近取整数，此外还有工艺方面的原因，会带来误差。以上的结果已是令人满意。对第一实施例样机的主绕组上电压波形的检测，通过补偿绕组开路(无补偿)及闭路时的对比，采用补偿绕组后电压波形已达到满意的结果。

第二实施例是一台220KV的样机，定子铁心结构、补偿绕组的接线、及绕组参数选定方法等均和第一实施例一样，以下将描述本实施例的特别部分。所述的特别部分是一种主绕组为高压绕组的绝缘结构，它更有利于电机性能的提高。

图6是主绕组为高压绕组时槽部绝缘结构图。其中6(a)是其总体布置图。6(b)是线圈段绝缘结构放大图。6(c)是各线圈段的内部连接图。6(d)为各线圈段电气结线图。槽部主绝缘采用油一纸绝缘，这是一种用油浸电缆纸的密实包扎绝缘。图6(a)、(b)示出本例一相高压绕组串联各匝导体12，带有匝间绝缘11，被叠成第一到第五共五个线圈段，依次标为1-5，每线圈段均包含若个导体，本例中按导体顺序编号第一段有导体1-19，第二段有20-41，第三段有42-63，第四段有64-90，第五段有91-117，每线圈段导体数不等是因为处在高电位的线圈段，例如第一段，应有较厚的对地绝缘层。为加强冷却作用，每匝导体上和/或下位置可设通油孔14。第一线圈段外包第一绝缘层161，第一绝缘层外围有一层第一均压罩151，第一均压罩外包第二绝缘层162，所述第一、第二绝缘层中在线圈段四角处嵌有至少一层金属均压箔131、132，所述第二、第三线圈段导体叠层外围有其第一绝缘层163，该第一绝缘层163中四角处嵌有至少一层金属均压箔133，带有自身第一绝缘层、均压箔的第二、第三线圈段2、3分置于第一线圈段的第二绝缘层162外按槽深方向的两侧，在第一、第二、第三线圈段整体的外周包有第二均压罩152，罩152外包第三绝缘层164；同样，所述第四、第五线圈段导体叠层外包第一绝缘165，其中四角处嵌至少一层均压箔，分别置于上述第一、第二、第三线圈段整体的绝缘层164外按槽深方向的两侧，第一到第五线圈段整体外围以第三均压罩153，再包以在四角处嵌有至少一层的均压箔的第四绝缘层166；最后在最外表面包以第四均压罩154；此最外层第四均压罩154接零电位，第一到第三均压罩依次接到从高到低的不同电位上，在本例中分别是140KV,90.7KV,32.2KV。各线圈段内部连结方式见图6(c)，从中央的第一线圈段引出主引出线，依次连接次序为第二、第三、第四、第五线圈段，第五线圈段末端为中点引出线。

最外层的均压罩接零电位可使线圈外壁和槽壁之间间隙不必专门进行填塞也不致因电晕烧坏绝缘层。这种绝缘结构使电场强度矢量方向垂直于电缆纸层，充分利用纸的绝缘强度。

本例中线圈段为五个，但不一定限制为五个，而可以是n个，其余线圈段的绝缘层、均压箔、均压罩的设置原则是一样的。此外，本例的绝缘结构和各线圈的内部连接方法不是唯一的，即对本发明发电机而言并不限制于本实施例。

第三实施例是一个35KV，3000千瓦发电机。由于电机其它部分和前述例子相似或相同，这里只描述有区别部分的主绕组。其主绕组槽部绝缘结构见图7。这是一种小油隙绝缘类型。图中21-金属箔；22-密封壳；23-油间隙；24-层间油道；25-导体；26-纸筒隔板；27-电容坏。在这种绝缘结构中油间隙藉助于分段的“绑箍”(图中未示出)形成，箍的厚度即油间隙宽度。主绕组串联各匝带匝间绝缘的导体25叠成导体叠层，叠层包括至少一个导线饼，导体叠层之外由至少一个纸筒隔板26构成至少一个油间隙23，充以绝缘油为主绝缘层，最外层为绝缘材料制成的密封壳22，壳外包以金属箔21，接零电位。导体叠层的线饼之间可设油道24，兼起层间绝缘及冷却作用。(7)式可用来计算油间隙最小击穿电压U_min； $U_{\min }=E_{\min }(\mathrm{\Σdo}+\frac{\mathrm{\Σo}}{\mathrm{\Σp}}\mathrm{\Σdp})---\left(7\right)$ 其中：∑do--油间隙总距离mm

∑dp--纸层总厚度mm

∑o--油的介电系数2.2

∑p--油纸的介电系数3.6-4

E_min--油间隙最小击穿电场强度

研究表明，按三个油间隙，每个宽5mm，纸筒厚2mm的状况，35KV工频耐压，其裕度为2.7倍。对110KV级可用4个油间隙，220KV级可用6-7的油间隙。

对于110KV以上等级电压的场合，层间绝缘可采用密实结构，即用绝缘板28代替油道24作层间绝缘，一种实例见图8所示。在本例中各匝导体由分裂的双根导棒251构成，各匝相应的分裂导棒分别组成线饼，油道29设在所述线饼之间，由于油道29上不承受电压，它仅起冷却作用。层间绝缘28用绝缘板构成。在线饼按槽宽方向两侧可设静电匝30。在图7、8的实例中导体叠层按槽深方向两侧可设电容环27，关于电容环和静电匝的作用将在下面叙述。

第四实施例是一个使用圆型主绕组绝缘结构的本发明发电机，这个例子定子槽形相应地为圆形，其他相似于前述各例。图9是为这种绝缘结构的示意图，在带中心孔39的绝缘支撑38上按圆周方向排列有至少一层带匝间绝缘的导线31构成的导体层，同一层首尾匝之间设绝缘35，导体层间设绝缘环36，最外层导体层外依次包有主绝缘层34、金属的屏蔽环33、及保护层32。绝缘环36上可设通油孔37供绝缘油流通，兼作绝缘和冷却介质。这种绝缘结构类似电缆，因此耐压性能良好。

本发明的主绕组特点是导体长度短，总匝数较少，匝间电压高，但这正好充分利用匝间绝缘裕度。由于每匝长度大，层间面积较大，纵向电容就大，因而冲击波作用后电磁振荡较弱，有很好的耐冲击性。研究表明，本发明发电机冲击起始电压在各层间分布较均匀，但电压陡度的最大值却降低不多。考虑到本发明发电机是直接接向电网，线路上受冲击电压时，它将承受此过电压，尽管本发明发电机固有的性质使其有较好的耐冲击性，但在主绕组上加设均压措施有助于增强防冲击能力，特别是对35KV以上等级的发电机。

措施之一是在槽部线饼之外加设静电匝，参见图8中标号30所示，它不与带电体相连，目的是把层间电压均匀化而降下来，还有使纸板层内电场强度尽可能垂直纸面。

措施之二是加设电容环，即包有绝缘层的铜带，参见图7和图8。

措施之三是在端部上采取，具体办法有设电容链、内屏蔽线匝和做成无共振绕组等。

加内屏蔽线的方案见图10，在端部相邻线饼42之间加入线匝41(包有绝缘的导电箔)，互相连起来，但不与各绕组的线匝有电连接，这实质上是增加饼间电容量，降低冲击起始电压分布特性系数，增加电压分布均匀性。

无共振绕组的方案示意见图11，绕组端部各线饼以靠近定子机座的为下部，由上部第一线饼开始由大到小恰当地减少饼间电容，每层所减少的电容值等于从该层开始向下的对地电容之总和，假定线饼由上到下有n个，则第x和(x+1)层之间减少的电容是(n-x)个单位值，这样可以保证电压沿纵向成直线分布。

由于主绕组为高压绕组时外壳包以金属箔或涂以半导体漆作为接地层，在雷电过电压时，它的磁场被屏蔽住，对于补偿绕组没有感应，其绝缘不会受威胁。

以上描述都放在定子方面，这是因为转子方面现有技术都适合于本发明的发电机。

关于冷却方式，在描述本发明的实施例的绝缘结构时已经涉及，即其中留有油通道，就冷却原则来说并非必需限定油冷却方式，在主绕组中特别使用油作为绝缘介质时兼作冷却介质是有利的，这种场合，在定转子之间加密封绝缘筒将定子封闭起来通入油，或者高压线圈本身密封油浸绝缘都是可以的，可和电机容量、电压及转子冷却方式统一考虑采用。

此外，补偿绕组是低压的，并且大容量汽轮发电机的气隙足够大，因此在上述发明构思下的另一方案里将补偿绕组设置在气隙中而不另行开小槽的方案也是可行的，这是一种设在和气隙交界的铁心表面上连续均匀分布的气隙绕组，这种气隙补偿绕组方案的形成原则和敷设在小槽中的方案是完全一致的，故不再细述。

以上的描述都是本发明发电机是一种达到电网电压的高压发电机，实际上其用途可以扩展到低电压大电流的大容量发电机方面。普通分布绕组的低压大电流发电机由于结构所限匝数不能降到极小值，使电压不能降至极低数值，而本发明的结构由于定子主绕组集中而不受此限，最低匝数可为1。这种用途的本发明发电机将具有用于高压发电机时的除了适应于高电压的绝缘结构和耐冲击过电压措施之外的基本结构，即定子大小槽、主绕组和补偿绕组配置、气隙补偿绕组及第一和第二补偿绕组连接法等。

Claims (20)

1、多绕组发电机，其特征是其定子上等距离设三个大槽，相邻两大槽之间的齿面上均布多个小槽；主绕组的三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈两两地嵌放在相邻的大槽内；定子上设有第一补偿绕组，其三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边相应地嵌放在相邻的两大槽内；定子上设有第二补偿绕组，是个分布绕组，均匀嵌放在包括大槽在内的相邻两大槽中心线对称两侧所述小槽内，使所述第二补偿绕组的每一相其几何中心线和属于同一相的主绕组的及第一补偿绕组的几何中心线一致；所述各相第一、第二补偿绕组各自的感应电势值相等，互相对接使相位相反；所述第一补偿绕组的磁势(I₂N)等于所述主绕组的磁势值(I₁W₁)。

2、根据权利要求1的发电机，其特征是所述大槽的槽口高度h_k宽度b_k之比的值为1-1.5之间，所述小槽的深度和宽度等于上述h_k和b_k。

3、根据权利要求1的发电机，其特征是所述大槽槽口内使用磁性槽楔，用以调节所述第一补偿绕组磁势(I₂N)等于主绕组磁势(I₁W₁)的条件。

4、多绕组发电机，其特征是其定子上等距离设三个主槽；主绕组的三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边两两地嵌放在相邻的主槽内；定子上设有第一补偿绕组，其三个线圈对应于三个相，其中每一个线圈之两个线圈边相应地嵌放在相邻的两主槽内；定子上还设有第二补偿绕组，是设在和气隙交界的定子铁心表面上的连续均匀分布的气隙绕组，其每一相的几何中心线和属于同一相的主绕组的以及第一补偿绕组的几何中心线一致；所述各相第一、第二补偿绕组各自的感应电势值相等，互相对接使相位相反；所述第一补偿绕组的磁势(I₂N)等于所述主绕组的磁势(I₁W₁)。

5、根据权利要求1-4的发电机，其特征是所述第一、第二补偿绕组对接以使感应电势相位相反时按以下方式进行：第一补偿绕组一个线圈边的各匝直接和邻近的第二补偿绕组各线圈边内各匝连接，大槽或主槽内第二补偿绕组的各匝取消，相应地减少第一补偿绕组同等数量的匝数。

6、根据权利要求5的发电机，其特征是所述主绕组的槽部绝缘结构是：槽部主绕组串联各匝的导体(12)带匝间绝缘(11)后按电位高低叠成依次为第一到第n个线圈段(1一n)，n为1或以上的整数，每个线圈段外周包以第一绝缘层(161)，第一绝缘层外围有第一均压罩(151)，其外包有第二绝缘层(162)，在所述第一、第二绝缘层内线圈段四角处嵌有至少一层金属均压箔(131、132)；所述第二、第三线圈段(2、3)的导体叠层之外周包有其第一绝缘层(163)，该绝缘层(163)内四角处嵌有至少一层金属均压箔(133)，上述带有其自身的第一绝缘层(163)、均压箔(133)的第二、第三线圈段分置于第一线圈段的第二绝缘层(162)外按槽深方向的两侧，在第一、第二、第三线圈段整体的外周包有第二均压罩(152)，罩外围有第三绝缘层(164)；其余线圈段按此次序先包以本身的四角嵌有至少一层均压箔的第一绝缘层，置于已成一体的在先的各线圈段在槽深方向的两侧，一起围以均压罩，再包以绝缘层；在n个线圈段按上述次序包扎完毕后的最外层绝缘层外包以接零电位的最后一个均压罩；从所述第一均压罩(151)起到最外层的最后一个均压罩依次接到从高到低的不同电位，最后一个均压罩为零电位。

7、根据权利要求6的发电机，其特征是各线圈段内部连接为主引出线从第一线圈段引出，依次连接次序为第二、第三、第四、第五……第n线圈段，最后的线圈段的末端为中点引出线。

8、根据权利要求7的发电机，其特征是所述每个导体处均设有通油孔(14)。

9、根据权利要求5的发电机，其特征是所述主绕组的槽部绝缘结构是：槽部主绕组的串联各匝导体(25)包以匝间绝缘后叠成导体叠层，叠层包括至少一个导线饼，导体叠层外由至少一个纸筒隔板(26)构成油间隙(23)充以绝缘油为主绝缘层，最外层为绝缘材料制成的密封壳(22)，所述密封壳外包以金属箔(21)，接零电位。

10、根据权利要求9的发电机，其特征是在所述导体叠层的导线饼之间留有至少一个油道(24)。

11、根据权要求10的发电机，其特征是所述导体叠层在按槽深方向的上、下侧设电容环(27)和/或在导线饼按槽宽方向两侧设静电匝(30)。

12、根据权利要求11的发电机，其特征是所述每匝导体由分裂的双根导棒(251)构成，各匝对应的分裂导棒分别组成导线饼，油道(29)设在所述分裂导棒各自的线饼之间；层间绝缘为绝缘板(28)。

13、根据权利要求5的发电机，其特征是所述主绕组槽部是圆形的，相应的定子槽形也是圆形，其绝缘结构是：在带中心孔(39)的绝缘支撑(38)上按圆周方向排列有至少一层带匝间绝缘的导线(31)构成的导体层，同一层首尾匝之间设绝缘(35)，导体层之间设绝缘环(36)，最外层导体层外依次包围有主绝缘(34)，金属的屏蔽环(33)，及保护层(32)。

14、根据权利要求13的发电机，其特征是所述绝缘环(36)上设有通油孔(37)供绝缘油流通。

15、根据权利要求5的发电机，其特征是所述主绕组端部相邻线饼之间插入线匝(41)，各插入线匝相邻层间互相电连接；和/或所述主绕组各线饼层间按以下减少电容：以靠近定子机座的端部线饼为下部，由上部第一层线饼开始每层减少电容值，所减少的电容值等于从该层开始向下的对地电容值总和。

16、根据权利要求6的发电机，其特征是所述主绕组端部相邻线饼之间插入线匝(41)，各插入线匝相邻层间互相电连接；和/或所述主绕组各线饼层间按以下减少电容：以靠近定子机座的端部线饼为下部，由上部第一层线饼开始每层减少电容值，所减少的电容值等于该层开始向下对地电容值总和。

17、根据权利要求9的发电机，其特征是所述主绕组端部相邻线饼之间插入线匝(41)，各插入线匝相邻层间互相电连接；和/或所述主绕组各线饼层间按以下减少电容：以靠近定子机座的端部线饼为下部，由上部第一层线饼开始每层减少电容值，所减少的电容值等于该层开始向下对地电容值总和。

18、根据权利要求9的发电机，其特征是对35KV电压等级高压绕组有以2mm纸筒隔板构成5mm宽的所述油间隙3个；对110KV电压等级油间隙设5个；对220KV等级，油间隙设6-7个。

19、根据权利要求1或4的发电机，其特征是所述主绕组的最低匝数为1。

20、根据权利要求5的发电机，其特征是所述主绕组的最低匝数为1。

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