无刷励磁汽轮发电机.doc

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1、0NQ.140.351QFW型33150MW无刷励磁汽轮发电机安 装 使 用 维 护 说 明 书南京汽轮电机(集团)有限责任公司南京汽轮电机(集团)有限责任公司QFW型33150MW 无刷励磁汽轮发电机安装使用维护说明书编制张文武2002.12校对郭阳2002.12审核杨俊东2003.01.07会签标准审查审定姜兴林2003.01.07批准322010发F094-074张木兰2010.05.052整顿2010发F094-031周华翔2010.03.05标记数量页次文件代号签名目 录1 概述32 主要技术数据和使用条件33 结构简介44 安装说明54.1 保管和运输过程中的注意事项54.2 发电

2、机的安装55 使用说明65.1 发电机的干燥65.2 起动前准备75.3 发电机的起动、并车、停车和交接试验项目85.4 运行中故障分析96 维护与检修116.1 检修前准备工作116.2 轴承的检修116.3 转子的检修116.4 定子的检修126.5 冷却器的检修127 空气加热器12由于发电机的设计和制造在不断改进,本说明书所介绍的情况可能与制造的情况有所出入。在进行设备的任何调试或检查之前,应通读本说明书,以全面掌握设备的工作性能。1 概述本型汽轮机发电机为隐极式三相同步发电机，它与汽轮机直接耦合传动，可作为大中型工厂自行发电或中小城镇和动力和照明电源，也可作为企业的余热发电用。发电机

3、的额定转速为3000r/min，频率为50Hz，发电机采用封闭循环通风系统，并装有空气冷却器来冷却空气，发电机的旋转方向从汽轮机端看为顺时针方向。发电机的励磁由无刷励磁装置供给，无刷励磁装置由同轴的交流无刷励磁机、永磁副励磁机整流盘和DVR数字式励磁控制柜组成。无刷励磁装置的使用维护另有说明书叙述。2 主要技术数据和使用条件2.1 本型汽轮发电机和空气冷却器的主要技术数据见随机提供的安装图，电气数椐和空气冷却器装配。2.2 发电机正常使用条件2.2.1 海拔不超过1000m；2.2.2 冷却空气温度不超过40；2.2.3 安装在掩蔽的厂房内。2.3 发电机在额定工作方式连续运行时，各主要部分的

4、温升允许限值如下表：部件名称测温方法允许温升K定子绕组埋置测温元件80转子绕组电阻法90定子铁芯埋置测温元件80轴承的出油温度不得超过65，轴瓦温度不得超过80。2.4 当发电机的功率因数为额定值，其电压与额定值的偏差不超过5%，且其频率与额定值的偏差不超过2%时，保证输出额定功率。2.5 发电机的三相负载不对称时，若每相电流不超过额定值且负序分量与额定电流之比不超过8%时，能连续运行。2.6 发电机在一般情况下不保证过载运行。2.7 发电机配用的空气冷却器，在进水温度不超过33时，冷却后的气体温度不超过40。2.8 发电机各部位的最低绝缘电阻部位阻值（M）测量方法定子线圈对地及相间100按G

5、B/T 20160规定执行转子线圈对地1.0冷态（25）用500V兆欧表检温计1.0冷态（25）用250V兆欧表励端轴承1.0用1000V兆欧表3 结构简介3.1 机座采用钢板焊接结构，吊攀位于机座两侧的中部，端盖采用非导磁材料，为防止油污及灰尘进入电机内部，端盖上设有高压气封装置，端盖的端面和两侧面设有视察窗，底盖采用钢板焊接，端盖设有灭火水管装置。3.2 定子铁芯是由经涂漆处理的0.5毫米扇形片迭压而成，扇形片套于鸠尾支持筋上，全长分成若干段，形成若干辐向风道，铁芯藉机壁用压圈压紧。3.3 定子线圈采用多股双玻璃丝包线制成半组式线圈，槽内直线部分采用360编织换位以减少附加损耗，线圈对地绝

6、缘采用连续包扎并经防晕处理模压成形。定子线圈绝缘等级为F级。线圈端部藉玻璃布板支架及涤玻绳扎紧固定于机座两端，其出线头安放在励磁机端，线圈间连接采用银焊。3.4 转子为整体锻件，其材料为25Cr2Ni4MoV，大齿上开有通风槽，通风槽楔上开有辐向通风孔，本体两端小齿上开有月牙形的通风槽。转子槽楔采用非磁性材料以减少漏磁。3.5 转子线圈由裸扁铜线绕成，其匝间垫以NOMEX纸，再平包薄膜粘带，线圈端部以玻璃布板胶木块垫紧，护环下绝缘采用NOMEX纸，转子线圈绝缘等级为F级。3.6 护环采用反磁性钢锻制，以减少转子漏磁及损耗。中心环采用优质钢锻件，护环与中心环采用热套配合，护环与转子本体间也用热套

7、配合。3.7 转子本体，槽楔和护环下阻尼环构成阻尼系统，故不另设阻尼绕组。3.8 转子两端各装有一个桨式风扇。3.9 发电机采用密闭循环双路式通风系统。发电机下方的风道内安装有空气冷却器，以及补充空气用的过滤器。3.10 汽轮机端与励磁机端各装有一座式轴承，轴瓦浇以ChSnSb11-6锡锑轴承合金，采用球面轴瓦以自调中心，轴承座用钢板焊接制成，励端轴承座与底板及油管间均设有绝缘。采用压力油循环润滑系统，润滑油由汽轮机主油泵供给。3.11 接地电刷安放在汽轮机端，其刷架安装时配装在汽轮机端的轴承座盖上。3.12 底板均由优质钢板焊接而成。3.13 发电机有以下一些测温点，详见测温测振元件汇总：

8、定子线圈上下层间的槽中及定子铁芯的轭部和齿部均埋设铂电阻测温元件(Pt100)，其接头已接到测温接线盒内。 两端盖的进风口及机座出风处装有双金属温度计。 机座下的出风口装有两只铂热电阻(Pt100)。 轴承出油口，轴瓦上装有铂热电阻(Pt100)。3.14 发电机励端装有转子接地检测装置。4 安装说明4.1 保管和运输过程中的注意事项4.1.1 当发电机运到目的地后，必须仔细检查，如发现有损坏，应立即报告有关部门，查清责任。4.1.2 发电机在安装前应妥善地存放在清洁、干燥的仓库或厂房内，防止电机及零件上凝结水珠，存放地点温度一般不低于5，温度不应有剧烈变化。必须防止水、酸、碱、油、灰尘等有害

9、物质侵入电机内部。4.1.3 外裸部位涂的防护层在保管期间不能去除，如需要长期保存，须定期检查，需要时可重新涂上防护层。所用的防护层应考虑到能用汽油、酒精、煤油等易于去除。4.1.4 转子存放时应让本体大齿部位受力支撑，不允许使护环受力。4.1.5 运输起吊使用的机械、绳索、工具及其制动装置均应仔细检查，并应对其动负荷进行校验。起吊及搬运必须按起吊说明进行。起吊及搬运不得碰击电机任何部位。4.2 发电机的安装发电机的基础应符合图纸要求，基础应牢固有足够的承载能力，混凝土的表面应平整，不应有裂纹、空洞、蜂窝、麻面和露筋等现象。4.2.1 底板的安装：按垫铁布置简图放置垫铁，调整好底板的高度和位置

10、，垫紧垫铁后点焊牢。将轴承座安装在底板上，衬套清洗后放入轴承座内，然后安放发电机转子进行找中。4.2.2 发电机找中：检查汽轮机与发电机联轴器的端面，应无刻痕以及凸起的异物，两面联轴器的端面应平行，轮缘应同心，使汽轮机与发电机两转子应在同一条水平的直线上。完成对中后拧紧基础螺栓。吊开两转子及轴承座进行底板下板灌浆。4.2.3 定子的安装：将定子吊到底板上，调整好位置，定子的轴向位置应考虑到发电机转子在运转时两轴颈间的伸长，以及由于汽轮机转子的相对伸长而引起的发电机转子轴向的位移，因此安装时当办考虑发电机两轴颈间的伸长必须使发电机定子的中心线向励磁机侧偏移约3.0mm，如考虑到汽轮机转子的伸长，

11、则具体数据应由汽轮机方面提供。4.2.4 转子的安装：详见转子拆装工具。4.2.5 冷却器安装：根据安装图进行，但须注意以下事项： 冷却器的安装应使冷却器在进出水方面获得必要的温度阶梯。 为了使冷却器在检修时能滴干冷却管内的冷却水，安装时宜装有一定的斜度。 热风出风口与冷风出风口之间应有热绝缘，以防止互相间的热传导。 冷却系统的四周应有密封，在风道内壁涂以油漆，以保证冷却空气的干燥和清洁。 风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗。 冷却器与基础应紧密配合。5 使用说明5.1 发电机的干燥5.1.1 干燥条件 发电机在运输过程中，线圈和铁心都可能吸入潮气，因此发电机在安装后要求先行干燥。 干

12、燥时，用温度计测量，铁心和线圈最热点的容许温度为70，出风温度不超过65。 进行干燥时，温度应缓慢增加，一般其温度为每小时58，并应定时测定绝缘电阻，线圈温度和周围空气温度有关数据。 干燥后，定子线圈绝缘电阻的吸收比及定子线圈绝缘电阻值，应符合下列要求，并经5小时以上稳定不变，方可认为干燥良好。a 在接近工作温度时，极化指数R10min/R1min2；b 在接近运行温度时，各部位绝缘电阻见2.85.1.2 干燥的方法应根据现场条件和电机受潮情况而选择 外部电源干燥法本法系用外部电源在绕组通入电流产生损耗发热进行干燥，干燥时机壳应可靠接地，根据电源不同可分为：a 用外部直流电源通入绕组，所需电压

13、值根据绕组的直流电阻和所需电流大小来确定，逐渐调节电流 ，用逐步降低电压的方法切断电源，而不是直接使用闸刀开关和自动开关来切断电源，以避免瞬时过电压击穿绝缘。采用本法干燥时，应将励磁机旋转二极管断开。b 在定子绕组通入三相交流电源进行干燥，干燥电流一般不超过额定电流的70%，此时电压一般在额定值的820%，采用本办法时转子必须从定子抽出，以防止定子旋转磁场造成转子局部过热受损。c 定子绕组按开口三角形联接通入单相交流电进行干燥，此时转子可以不必抽出。 短路干燥法a 定子三相接成短路，短路必须可靠。各相电流必须相同，为此，必须在每相安装一个安培表，以避免不平衡电流造成转子表面过热；b 当发电机接

14、近正常转速时，投入手动励磁，调节励磁电流，使定子短路电流在干燥初期为额定电流的5060%左右，以后可逐步增加，但最高不超过额定电流的80%；c 短路电流干燥时，有效铁心磁路不饱和和定子绕组端部漏磁可能较大会引起两端铁心及零件过热。要注意定子电阻测温元件的读数，使其测量的温度不超过120。5.1.3 干燥时，应周期性地将电机上能打开的孔打开1015分钟，以排除潮气。5.2 起动前准备5.2.1 发电机在起动前全部机件必须仔细检查，确保运转条件齐全，起动前应注意检查下列事项： 发电机附近的全部土建工程结束，现场务必清理整洁，风道应清扫干净； 机组安装就绪，全部螺栓应紧固； 轴承润滑油系统应畅通，润

15、滑油系统及其传动情况应经汽轮机安装部门检查与试运行； 发电机冷却系统的试运行情况良好，冷却器的冷却管路系统应畅通，水源应充分； 发电机的电阻测温元件装置，经校验正确并以装接完毕； 励磁系统的接线和安装正确； 接地电刷接触良好； 保护、测量、操作、信号和周期回路的接线完整，并检查试验完毕，所有保护装置的整定值正确； 机组的安全、消防、通讯设备及事故照明设备应符合运行要求； 发电机的旋转方向应符合端盖上指向牌指示的方向； 发电机定子线圈引出线与电网的相序正确； 发电机定子机座可靠接地； 发电机各部位的绝缘电阻符合要求； 启动前，应用盘车装置来转动转子，以确保转子部分没有任何卡住。5.2.2 空气冷

16、却器的首次运行 打开进水阀，打开通气孔塞，排走空气； 当空气排掉后，关闭通气孔塞，运行一小时后再放气； 接通正常水源，检查流量是否正常，检查连接法兰是否漏水。5.3 发电机的起动、并车、停车和交接试验项目5.3.1 起动 发电机在现场首次运行时，应逐渐加速，要监视轴承的振动和供油是否异常，注意观察是否有异常的噪音，如摩擦声，电干扰声，碰击声等，任何异常都必须加以分析并妥善处理。当达到额定转速时，必须检查轴承的出油温度，空气冷却器的供水等情况； 投入励磁系统，调节励磁，使定子电压逐步地升到额定值。5.3.2 并车 发电机与系统电网并车时，必须符合同期条件，即发电机频率、电压和电压相位与系统一致，

17、满足同期条件后，才能并入电网。检查同期条件，可用半自动或全自动同期装置，也可用电压表和同步灯或检测仪。 当发电机并入电网后，负载应逐步增加，加载方式如下：a 慢慢增加调速器转速，使得有功功率达到所需之值；b 如果DVR运行时，调整功率因数COS，无功应自动随着有功的增长而增长，如果DVR运行无功控制，可以分别通过调节变阻箱，使无功增长到额定值，详细内容见DVR手册；c 当负载达到50%后，尽可能放慢加载的速度，防止转子线圈产生有害的残余变形。5.3.3 停机逐渐解除负荷，如果系统需要，可补偿调节其它发电机，以保证标准频率，如果发电机运行在调整COS，无功自动随着有功的下降而下降，如果运行在控制

18、无功，应分别通过可变电阻调节电压而逐渐降至零，断开回路断路器。停止原动机转动，停止润滑油、冷却水的供给。5.3.4 交接试验项目 绕组、埋置检温计、轴承对地绝缘电阻和绕组相互间的绝缘电阻的测定； 绕组在实际冷态下直流电阻测定； 空载特性和稳定短路特性的测定； 温升试验； 耐电压试验，其电压为制造厂试验电压的80%； 短时升高电压试验； 测量轴两端间的电压和轴对地电位； 机械检查，测定轴承油温和振动等； 定子绕组直流耐压试验； 发电机冷却系统的试验； 空气冷却器的水压试验。5.4 运行中故障分析一般汽轮发电机在正确使用与维护下，不太容易发生故障，但如果使用维护不当，环境不良，年久失修，也会造成故

19、障，一般常见故障原因简要分析如下：5.4.1 发电机输出电压不稳定 DVR 控制时（手控时正常）参考DVR手册； 手动或自动控制时，可能是系统中其它机械原因或是原动机转速不稳定。5.4.2 输出电压过高，检查电压读数是否达到DVR 要求，参阅DVR 手册。5.4.3 发电机励磁故障 手控时励磁正常而DVR控制时不正常，参阅DVR手册，并检查有关连接处； 手控或自控时无励磁电流，检查主励磁机和副励磁机之间的电路，检查转子线圈的引线是否断路。5.4.4 发电机振动大 电气方面：转子线圈匝间短路或接地，气隙不均匀，转子线圈变形位移，定子铁芯绝缘损坏和松动； 机械方面：转子不平衡，发电机的中心与汽轮机

20、配合不正，衬套与转轴的间隙不均匀，缺油或轴承固定螺钉松动，基础不牢固等。5.4.5 发电机转子轴向串动 发电机安装时转子位置倾斜； 发电机在运行时定子中心和转子中心不重合；5.4.6 定子铁芯的损坏； 定子线圈击穿时烧毁硅钢片； 由于制造不良或铁芯生锈造成铁芯松弛；5.4.7 定子线圈的故障 槽楔或端部垫块松动引起绕组绝缘磨损； 由于过负荷或其它原因引起定子绕组过热造成绝缘老化； 由于突然短路引起的绕组绝缘机械损伤； 由于过电压引起的绕组绝缘击穿； 定子铁芯松弛引起的绝缘损伤； 定子线圈接头焊接不良。5.4.8 转子线圈的故障 由于转子线圈端部积聚尘垢受引起的绝缘电阻下降； 发电机突然卸载引起

21、机组过速以致励磁电压升高，超过发电机转子电压造成绝缘击穿； 转子线圈匝间短路或不稳定接地； 由于不平衡负荷或是异步运行，造成转子局部过热； 发电机过载引起励磁电流过大而过热； 线圈接头接触不良引起过热，绝缘老化。5.4.9 轴承的故障 由于轴承座底脚绝缘不良，造成轴电流通过轴承，引起轴承过热和浸蚀； 由于油量不足等原因造成轴承过热； 由于油量调节不当和密封不良引起的轴承漏油； 轴承中心没对准，衬瓦擦伤。5.4.10 冷却器的故障 由于冷却水污垢引起的冷却器管道堵塞； 由于管子机械损伤、腐蚀、振动引起胀口漏水和管子破裂； 由于冷却水温太低或由于外部流入湿度太大的空气，造成冷却器表面凝结水珠； 由

22、于冷却器的进水温度太高、进水水量太小，或冷热风道短路，造成冷却器出口风温太高； 水室与承管板间的垫片老化，相互间不紧。5.4.11 发电机的过热现象 发电机过载运转； 铁心或绕组短路； 空气冷却器或通风系统发生故障。6 维护与检修机组运行的可靠性与其制造质量及保护装置有关，但更重要的是取决于对机组的维护与检修。因此，凡在运行中的发电机，均应根据现场条件，定期进行大修和小修，其期限与项目可视具体情况而定，现将一般项目分述如下，供参考。6.1 检修前准备工作发电机停机检修前，除应根据现场情况，运行中发生的情况以及改进措施，编制检修项目、进度、准备必须的工具仪表、备品和材料，相应进行一些必要试验。6

23、.2 轴承的检修6.2.1 测量轴承座与底座以及进出油管的绝缘电阻，并予以清理擦净；6.2.2 检修转子轴在轴承的位置，轴颈与轴承上部间隙，两侧间隙以及轴承与轴承盖的紧量；6.2.3 检查衬套轴承合金与衬套的接合面有无裂纹，轴承合金工作面有无研伤痕迹以及磨损情况；6.2.4 检查轴承油室及油管是否清洁，必要时与以清洗；6.2.5 应经常检查轴承的用油质量和黏度，并且定期予更换，至少每半年更换一次。6.3 转子的检修6.3.1 检查风扇紧固情况：6.3.2 检查护环通风孔有无堵塞，并注意护环有无异常现象；6.3.3 用灯照亮转子端部，检查转子线圈端部；6.3.4 检查轴颈表面情况 。6.3.5

24、转子线圈匝间短路、接地或绝缘电阻严重下降，采取其他措施仍未消除，判明若不拆卸护环就不能排除故障时，则需拆卸护环进行检修。拆卸护环时应用制造厂提供的专用工具进行，并要求由熟练的技术工人操作，护环加热时要均匀，加热温度为200250。6.3.6 拆卸护环后进行下列检查： 首先应寻找和清除作为必须拆卸护环原因的故障； 检查线圈端部形状是否变形，端部垫块是否移动； 检查转子绕组匝间、端部及磁极引线绝缘情况； 用无油质干燥的压缩空气吹净转子线圈端部的灰尘，必要时修理其绝缘重新喷漆； 对于线圈已经重新绝缘，或端部垫块位置有较大移动的转子，应重新进行动平衡校验。6.4 定子的检修当出现短路等异常情况后必须仔

25、细检查。6.4.1 测量定子线圈的绝缘电阻6.4.2 检查定子槽楔有否松动，位置有否变动。6.4.3 检查定子线圈端部是否有变形，位置有否变动。6.4.4 检查定子线圈端部的绝缘有否损坏。6.4.5 检查定子线圈端部连接线的绝缘是否良好。6.4.6 检查定子线圈是否清洁。6.4.7 检查完毕后，定子应经烘干喷绝缘漆。6.5 冷却器的检修6.5.1 检查风室内是否干净，门窗是否严密；6.5.2 清除水管内沉淀物；6.5.3 进行水压试验，检查水管有否渗漏，对少数渗漏的水管不必更换，可将渗漏的水管两端用木塞或橡皮塞堵死，然后继续使用。其堵管数量不准超过水管总数的5%。7 空气加热器随机配备空气加热器。当机组停机时启动加热器，以保证机内相对湿度低于50。加热器详细数据见随机提供的加热器装配。