三峡工程东方电机发电机介绍

1、三峡右岸电站东电机组发电机培训教材第一章东电机组基础结构介绍东电机组为立式伞型混流式水轮发电机，由发电机定子、发电机转子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承及辅助设备等组成。其结构设计是在消化吸收三峡左岸电站VGS集团技术的基础上发展起来的，采用与左岸VGS集团发电机基本相同的整机结构（见图1）。图1：东电机组结构示意图东电机组发电机定子为浮动式机座结构，定子机座分成8瓣在现场进行定子机座的组圆焊接后进行定子铁芯的组装和压紧；定子槽数510槽，定子线棒为双层布置，为条式波绕组，“Y”形连接，5支路并联，共1020根线棒，所有的线棒接头连接采用银铜焊。绕组绝缘为IEC34.1中规定的F级绝缘。整个

2、定子绕组包括线棒、跨接线及端部铜环引线均采用水内冷方式。线棒之间电接头连接采用焊接方式，线棒之间水接头及线棒与纯水供、排水环管之间接头采用Teflon软管螺纹连接方式。图2：东电机组发电机结构示意图东电机组发电机转子有40对磁极；每个磁极上有阻尼绕组；转子采用风冷方式。转子滑环正负极各有15个刷握，每个刷握上布置2个碳刷；滑环表面设计有螺旋型沟槽，以便于碳粉收集；在滑环室内装有碳粉吸收装置，用于吸收碳粉，采用向滑环吹风进行滑环清扫及冷却。通风冷却系统为无风扇密闭自循环系统，空气通过转子支臂的风扇作用产生循环，并通过布置在定子机座外侧的空气冷却器进行冷却，在上、下机架侧设有挡风板。发电机有16个

3、空气冷却器，均匀地布置在定子外缘，并用来自电站技术供水系统的水进行冷却。东电机组上机架为辐射形非负荷机架，采用多边形框架结构。其中心体内布置有发电机上导轴承；东电机组下机架为辐射形负荷机架，承载水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力。其中心体内布置有发电机推导联合轴承。东电机组发电机上导轴承采用分块稀油自循环方式，共有8块上导瓦，其油槽设有8组内置油冷器，在滑环室内设有两组油雾吸收装置。发电机推力轴承和下导轴承组成推导联合轴承，共有42块下导瓦，28块推力瓦(带托瓦的小弹簧支撑结构)，风洞内设有3组外置油冷器和1套油雾吸收装置。风洞内设有一套高压油减载装置，其中两台高压油泵运行方式为一台自动，

4、一台备用，在开停机过程中、在停机状态下探测到有蠕动时启动，控制柜设在发电机风洞外围。东电机组发电机制动风闸采用单腔弹簧自复位结构，制动风闸每3个一组，共6组18个，在发电机下风洞内每组制动风闸设有1套粉尘吸收装置。机组制动采用电气、机械混合制动方式。机组正常停机时，电气制动在50%ne时应自动投入、机械制动在10%ne时应自动投入；在电气制动故障或发电机电气事故停机时，机组转速降至15%ne即单独投机械制动。在发电机风洞外围，东电机组设有一套气隙监测装置、一套局部放电检测装置和一套振动摆度在线监测装置；风洞内设有12个电加热器，用于除湿。机组的自动开停机、并网、负荷调整，由CSCS执行。机组不

5、设常规开机控制系统。表1：东电机组发电机主要参数项目单位参数最大容量/功率MVA/MW840/756额定电压KV20额定电流A22453功率因数0.9额定/最大容量时短路比1.2/1.1额定/最大容量时Xd(pu)0.32/0.35额定/最大容量时Xd”(pu)0.2/0.21额定/最大容量时效率()98.74/98.75GD2t-m2450000定子槽数510定位筋数170定子绕组并联支路数5定子绕组型式波绕额定/最大定子绕组电流密度A/mm25.2/5.6额定转速rpm75飞逸转速rpm150允许飞逸时间min5冷却方式定子绕组水冷第二章东电发电机结构特点及工作原理第一节发电机定子水轮发电

6、机定子是水轮发电机的固定部件之一，它主要由定子机座、定子铁芯、定子绕组、齿压板、拉紧螺杆等部件组成。其中，定子机座是固定定子铁芯的基础，定子铁芯和绕组是形成发电机磁路与电路的部件，其余部件则是用于连接和支撑的。根据定子铁芯外径的大小，定子可以分为整圆定子、分瓣定子、工地整圆叠装定子。1、整圆定子。当定子铁芯外径DWW3m时采用整圆定子，在制造厂叠片、下线后整体运输。2、分瓣定子。当定子铁芯外径DW3m时采用分瓣定子，按直径定义可分成2、3、4、6瓣或8瓣，在制造厂整圆装压铁芯，分瓣下线分瓣运输，到工地再整圆合并下合缝线圈。三峡电源电站机组定子采用此结构形式。3、工地整圆叠装定子。当铁芯的长度和

7、径向尺寸受到运输条件限制或为了减少变形时，采用工地整圆叠装定子。在机坑或安装间将分瓣定子机座拼焊成整圆叠片，然后下线。这样能消除合缝噪声，减少振动，节省钢材和简化制造工艺。这对巨型水轮发电机是一种比较好的结构。三峡左岸、右岸机组定子全部采用此结构形式。一、定子机座定子机座也称为定子外壳。它的主要作用是：承受定子自重；承受上部机架以及装置在上机架上的其它部件的重量；承受电磁扭矩和不平衡磁拉力；承受绕组短路时的切向剪力；如为悬式机组，还将承受机组的推力负荷并把它传递到基础。因此定子机座必须具有足够的强度和刚度，以抵抗和满足运行中出现的应力和应变。东电定子机座（见图2）由钢板焊接成8个扇形瓣，其中有

8、引线支架1瓣的上环板为无磁钢结构。由安装单位在现场进行机座组圆、合缝焊接。合缝处设有成对定位块，以确保准确定位。定子机座上下共8层环板，环板间用盒形筋板支撑。定子机座采用无上、下环结构，大齿压板直接放在定子基础板上，定子上端通过16个上机架支撑与上机架相连。定子下压指直接焊在大齿压板上。定子机座和基础板之间的连接采用浮动式结构（即“径向自由”式的结构），通过径向键，允许机座在径向作必须的移动，但同时，限制任何切向运动以适应发电机运行期间产生的热膨胀和收缩，机座轴向由基础螺栓固定。浮动式定子机座的结构特点：定子机座仅需克服机座和基础板之间的摩擦力即可自由伸缩，而不变动机组中心，包车了定子圆度，从

9、而避免了定子变成椭圆形而导致铁芯冲片破坏，定子温升过高、定子振动等现象。图3：东电定子机座二、定子铁芯定子铁芯是水轮发电机磁路的主要通道。由于在定子铁芯中存在着交变磁通，才在定子绕组中感应出交变电流，因此，定子铁芯又称为磁电交换元件，并在铁芯齿槽中固定定子绕组。定子铁芯主要由扇形冲片、通风槽片、定位筋、托板、拉紧螺杆、上下齿压板等组成。各部件的基本连接关系是：定位筋的尾部置于托板槽口内，托板焊接在定子机座的水平环板上。扇形冲片与通风槽片叠装在定位筋鸽尾槽内，并通过上下齿压板以及拉紧螺杆将铁芯压紧成一个整体。1、东电机组定子铁芯结构简介东电定子铁芯，下端为大环板和下压指支撑，上端为分块式上齿压板

10、压紧，铁芯背部由170根拉紧螺杆与碟簧进行压紧，并通过170根浮动式双鸽尾定位筋与定子机座连接。铁芯由56小段组成，中间有55层通风槽片。其中两端分别有2段24mm高的短齿片，中间是52段高度为52mm的小段。单张硅钢片厚0.5mm，单张通风槽片厚6mm。短齿片按槽深分成5种，在制造厂内每6张短齿片粘接成1张粘接片。粘胶段由56张9槽粘接片和1张6槽粘接片组成整圆。除粘胶段外，其余叠片均采用错1/3定子冲片的螺旋法堆积，每层为56张9槽片。定子机座粘接片定子铁片通风槽片图3：已叠装的东电定子铁芯2、东电发电机定子铁芯主要部件的形式、结构A、扇形冲片定子的扇形冲片通常由0.5mm厚的导磁率很高的

11、硅钢片冲制而成，为减少铁芯中的涡流损耗，扇形冲片的两面各涂有一层F级0.020.025mm的硅钢片漆。扇形冲片与定位筋的装配槽称为鸽尾槽，鸽尾槽的顶视形状有梯形和平行四边形等，其中平行四边形槽口叠片方便、效率高、质量好，应用较广泛。鸽尾槽比定位筋的尺寸约大，以便于叠片。定位筋托块扇形冲片图4：东电机组定子铁芯扇形冲片B、通风槽片对于采用径向通风系统的大、中型水轮发电机，定子铁芯用通风槽片进行相隔，形成通风沟。通风槽片由扇形冲片、固定在其上的槽钢（或工字钢）及衬口环（位于鸽尾槽外围）组成。图5：东电机组定子铁芯通风槽片示意图C、定位筋和托板定位筋是由方钢加工成鸽尾形断面，所以又称为鸽尾筋。托板又

12、称为托块一般多采用16mm厚的A3钢制成。东电机组定子为了减少机座承受的径向力和减少铁芯的轴向波浪度，采取了“浮动式铁芯”结构。其特点是在冷态时，铁芯与机座定位筋间预留有一较小间隙，当铁芯受热膨胀时，此间隙减少或消失，当机座和铁芯温度不一致时，相互之间可以自由膨胀，从而大大减少机座承受的径向力。1、机座；2、托板；3、双鸽尾定位筋；4、定子铁芯图6：东电定子定位筋与托块装配示意图D、拉紧螺杆和齿压板拉紧螺杆和齿压板是用来将定子铁芯在轴向压紧的部件。齿压板有压板和齿压片两部分焊接而成，铁芯采用齿压板有两种情况：一是铁芯上下均采用小齿压板结构，ALSTOM与哈电定子齿压板采用的此结构；二是铁芯上部

13、用小齿压板而下部用大齿压板结构，VGS与东电定子齿压板采用的此结构。所谓大齿压板是将铆接或焊接有齿压片的下齿压板焊在与机座环板连为一体的大压板环上。为减少定子端部涡流损耗，通常采用不锈钢等非磁性材料。图7：东电定子压紧示意图图8：东电定子大齿压板图9：东电定子下齿压板第二节发电机转子发电机转子是水轮发电机的旋转部件，东电转子主要由圆盘支架、磁轭和磁极组成，转子中心体上部通过螺栓与上端轴相连，转子中心体下部通过螺栓与发电机轴及推力头相连。东电机组圆盘式转子支架由1个中心体和10瓣扇形支臂在工地组焊成整体，支臂下部设有80块制动环板。转子支架安装切向键处半径为8000.9mm，中心体上下法兰高度为

14、2755mm,转子中心体下法兰面至转子支架制动环板把合面之间的轴向距离为614.2mm。转子磁轭由3mm厚的高强度冲片在现场叠装而成,热套于转子支架外侧,并用弹性键、切向键和扭矩键进行固定。磁轭分上、下两段，每段高1609.2mm,段间用80个间隔块隔开，采用扭矩键将两段连成整体。磁轭外圆处半径为R8905.4mm,总高度为3282.4mm。磁轭的外侧利用挡块和磁极键固定80个磁极。磁极外圆部铁心高度为3040mm，外圆处半径为R9215.4mm。图10：东电转子吊装一、转子支架发电机的转子支架作用是连接主轴和磁轭的中间部件，它用以固定磁轭。转子支架是传递扭矩的部件。在机组运行中，转子支架要承

15、受扭矩，磁轭和磁极的重力力矩，转子自身的离心力，由于热打键而产生的径向配合力，当转子支架与主轴采用热套结构时还要承受由此引起的径向配合力等。能承受飞逸转速时的作用力且具有足够的切向和垂直方向的刚度，以防止不会有的变形，保证磁轭和磁极对中。因此转子支架是一个受力复杂的重要部件，其整体结构设计需具有足够的刚度。东电转子支架（包括转子中心体和径向支臂）为圆盘式焊接结构。其中心体为整体，中心体上、下端面精确地加工成与发电机上端轴和发电机轴相联的平滑的法兰面。在转子中心体的侧向上设有一个能使人从转子支臂进到中心体里面的孔洞。转子径向支臂分成10瓣，各分瓣支臂与转子中心体之间在工厂内进行预组装，并预留工地

16、焊接收缩量，在工地进行组圆焊接。转子支架的最大垂直挠度不大于1.0mm。图11：东电转子中心体图12：东电转子支臂安装二、磁轭发电机转子磁轭的作用是形成发电机的磁路部分，固定磁极，产生飞轮力矩GD2。在机组运行中，承受扭矩、离心力及热打键所引起的配合力等。东电机组转子磁轭是由厚度为3mm的激光切割高强度薄钢板叠片组装成的坚实结构。磁轭迭片方式为先迭五层冲片，每两张冲片为一层，一、二层冲片错开一个磁极位置，二、三层冲片同方向错开两个磁极位置，三、四层冲片反方向错开一个磁极位置，四、五层冲片反方向错开两个磁极位置。东电机组转子磁轭在结构上采用分段磁轭，装配好的转子磁轭用拉紧螺栓拉紧，以形成一个整体

17、。磁轭压紧方式采用力矩扳手压紧方式。磁轭与转子支架采用径、切向键分开的连接结构。其径向键的预紧力保证机组转速至少为1.4倍额定转速时转子支架与磁轭不发生分离。该连接结构能保证转子运行时的圆度，且做到不使转子重心偏移而产生振动，并能有效地传递扭矩。转子磁轭冲片I磁轭压紧螺杆图13：东电转子磁轭安装上段磁轭磁轭临时间隔块下段磁轭图14：东电转子分段磁轭图16：转子切向键图15：转子弹性键转子扭矩块*图17：转子扭矩块安装三、磁极东电机组发电机转子磁极共80个，其作用是产生水轮发电机主磁场的电磁感应。磁极由铁芯、励磁绕组、上下拖板、极身绝缘、阻尼绕组及垫板等部件组成。东电机组发电机转子磁极铁芯采用由

18、拉紧螺杆紧固的高强度薄钢板制成，压力叠装，磁极通过双“T”尾与磁轭上相应的键槽挂接。磁极托板采用整体成型绝缘结构件。磁极绕组采用硅橡胶涂封技术，有效地保护了绝缘，避免灰尘、潮气侵入磁极而导致绝缘电阻降低。磁极绕组的绝缘符合IEC60034或GB755标准中规定的“F”级绝缘。绕组材料为无氧退火铜排。采用了带散热匝结构的磁极线圈结构。绕组由铜排经银铜焊接而成。极间连接线的截面积大于绕组铜排截面积，其布置和连接装置便于拆卸单个磁极。磁极绕组匝间绝缘采用F级自粘性上胶Nomex纸经热压成型。绕组匝间绝缘与相邻匝完全粘合且突出每匝铜线表面，首末匝与极身和托板间有防爬电的绝缘垫，其爬电距离满足要求。对磁

19、极绕组进行加压热处理，匝间无间隙，以保证组装紧固。线圈及整个磁极的固定能保证在发电机的所有运行工况下不发生有害变形。磁极绕组、绝缘及极间连接线的连接结构、绝缘能承受运行时的振动、热位移和飞逸转速下的应力，而且能承受短路和不平衡电流而无机械的和电气的损坏。固定在磁极和转子支架上的铜排引线，其线夹结构能防止引线在运行中作径向滑动。阻尼绕组具有低电阻值且结构坚固。阻尼条与阻尼环的焊接采用银铜焊。阻尼绕组及其连接的支撑牢固，能防止由于振动、热位移以及飞逸转速下的应力而造成机械故障，并具有承受短路和不平衡电流的能力。磁极之间的阻尼环连接片设计成在机械力和热应力的作用下能产生一定的容许变形，其与磁极线圈间

20、有足够的安全距离，且易于拆卸相关的磁极。律1图18：转子磁极吊装转子磁极键图19：转子磁极键四、发电机轴系东电发电机轴系为分段结构，由上端轴、转子中心体、发电机轴以及作为一个完整轴系所需的其它所有部件构成。其主要作用是：1、承受机组在各种工况下的转矩；2、承受由推力负荷所引起的拉应力；3、承受单边磁拉力和转动部分的机械不平衡力。东电发电机轴系（包括上端轴、发电机主轴）为中空结构，其具有足够的结构尺寸和强度，可以保证在任何转速直至飞逸转速时都能安全运转而没有有害的振动和变形。图20：东电发电机轴剖面示意图发电机轴两端带有锻造法兰，发电机轴与水轮机轴采用法兰连接，发电机轴和水轮机轴的法兰分界面高程

21、为64.0m。发电机轴与转子中心体的连接形式采用带螺栓的轴向销钉连接结构。图21：发电机轴、转子中心体联轴上端轴安装在转子上方，用于配置上导轴承、安装发电机励磁集电环及与水轮机配套的主轴中心孔补气装置。上端轴与上导轴承和水轮机补气装置完全绝缘，并设有轴电流监测、保护装置。由于东电发电机上导轴承的油槽内挡油筒焊接在上机架中心体上，因而上端轴轴领需在上机架安装完成后，再对上端轴轴领进行热套安装。图22：上端轴热套安装图23：上端轴轴领定位键I轴领定位键第三节发电机机架机架是水轮发电机重要的组成部件之一。按照机架所安放的位置不同，一般分为装在发电机上部的上机架和在定子下部的下机架；按照机架的承载情况

22、，可分为负荷机架和非负荷机架；按照机架支臂的结构型式，可分为辐射型、井字型和桥型等。不管是何种型式的机架，通常均由中心体、支臂和合缝板等部件组成。其中机架中心体是结构较为复杂且至关重要的部件。负荷机架亦称荷重机架，因承受水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力而得名。此外，它还承受装在机架上的其它荷重以及机架的自重。对于全伞式水轮发电机，负荷机架还要承受径向负荷。悬式水轮发电机的上部机架和伞式水轮发电机的下部机架均为负荷机架。非负荷机架亦称非荷重机架，因为不承受机组的主要轴向力而得名。它的主要作用是：装置导轴承并承受水轮发电机的径向力及其自重。悬式水轮发电机的下部机架和伞式水轮发电机的上部机架均

23、为非负荷机架。一、东电机组上机架东电上机架为非负荷机架。其采用多边形框架结构，由8个三角型支撑梁、8个支撑横梁、16条支臂与1个中心体在现场组焊而成。上机架轴向通过16个安装在定子上环板处的垂直支撑与定子相连，径向通过8个上机架基础板与混凝土相连。三角支撑处最大半径为R11435mm,支臂处最大半径为R10675mm。东电上机架结构的特点是：支臂的传力能将径向力转化成切向力大大改善基础受力状况,保护机坑。图24：东电上机架东电上机架中心体内布置有上导轴承。其油槽内挡油筒焊接在中心体上，因而拆卸上机架需先拆卸上端轴轴领，安装上机架需先安装上端轴，然后对上端轴轴领进行热套安装。上机架定位键图25：

24、东电上机架支臂与基础连接上机架支臂图26：东电上机架支臂与定子机座连接东电上机架上部安装有发电机盖板，发电机上机架盖板把发电机机坑与发电机上层空间隔开，这形成了发电机部分空气冷却闭合回路。盖板与机架连结处设置防振垫层，可以防止机组的振动。上盖板均布设计负荷不小于500kg/m2。位于空气冷却器上方的盖板为可拆卸式盖板，以便空气冷却器检修时进行拆卸和吊装。在上盖板设有两个向上开启的门，并附有必要的梯子和平台，以形成用于检修或调整集电环、上导轴承和到达定子和转子上部的通道。上盖板面的高程与发电机层楼板高程一致，为75.3m。上盖板每个扇形块上设置三个安装吊环的螺孔。当上盖板准确就位后，吊环螺孔用螺

25、栓或销封堵，以使上盖板表面平整。图27：东电上机架盖板（背面）图28：上机架盖板阻尼减震支撑二、东电机组下机架东电下机架为辐射形焊接承重结构，亦称负荷（荷重）机架，其作用是承受水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力。由1个中心体与6个径向箱型梁支臂在现场组装、焊接成刚性整体。下机架组装后最大外径为16090mm,最大高度达到4147mm,装配后总重303t；中心体重约170.6t，每个支臂重约21.7t。在下机架的支臂之间装焊有环型撑管，做为水轮机环行吊车外环轨道的悬挂受力基础。在每个支臂的下部设有基础板，通过周向调整键，便于在下机架浇注混凝土后微调下机架水平。每个下机架支臂上安装有3个制动风

26、闸，共18个制动风闸，用于机组停机时的制动作用。下机架中心体内布置有推力轴承系统和下导轴承系统。图29：下机架吊装图30：安装过程中的下机架图31：下机架支臂与基础连接表2：东电下机架主要技术参数项目参数下机架最大外径16090mm下机架总重（推力轴承装配后）366T推力油槽润滑油量25000L推力轴承冷却器水量16000L/min推力瓦套数28套/台下导瓦套数42套/台高压油装置工作油压15MPa下机架挠度1.7mm推力瓦弹簧束压缩量0.4mm图32：推导轴承结构及油循环示意图第四节推力轴承和导轴承一、推力轴承的作用和技术要求水轮发电机组推力轴承的作用是承受水轮发电机组转动部分重量及水轮机轴

27、向水推力，并将这些力传递给水轮发电机的荷重机架及混凝土基础。它是水力机组最重要的组成部件之一，其各种性能的好坏，将直接关系到机组的安全和稳定运行，因此，其又称之为机组的“心脏”。对推力轴承的技术要求是：在机组启动过程中，能迅速建起油膜；在各种负荷工况下运行，能保持轴承的油膜厚度，对于巴氏合金轴瓦，油膜厚度至少在0.1mm左右，对于弹性金属塑料瓦，油膜厚度为00.15mm,以确保润滑良好;各块推力瓦受力均匀；各块推力瓦的最大温升及平均温升应满足设计要求，并且各瓦之间的温差较小；循环油路畅通且气泡少；冷却效果均衡且效率高；密封装置合理且效果良好；推力瓦的变形量在允许范围内。在满足上述技术条件下,推

28、力轴承损耗较低。二、东电机组推力轴承的组成及结构东电机组发电机推力轴承由推力轴承基础环、推力轴承支撑环、碟簧支撑弹簧组、28块复合巴氏合金推力瓦、镜板、推力头等部件组成。东电机组发电机推力轴承设置有高压油减载装置。环东电机组推力轴承为小弹簧多点支撑结构，每块推力下布置有106个弹簧束，弹簧束用弹簧挡块进行固定，弹簧的布置采用偏心结构分布，即推力瓦的进油边则不摆放小弹簧，这种结构有利于机组运行时油膜的形成。弹簧束用弹簧挡块进行固定。28块复合巴氏合金轴承瓦块放置在预压弹簧上，通过径向键和圆周向夹具，固定在基础环上。基础环放置在下机架中心体内经机械加工的推力轴承支撑环表面上，通过配钻的定位销钉、组

29、合螺栓与推力油槽底盘连接。基础环顶面的径向键，为巴氏合金瓦块提供切向支撑，同时基础环也为瓦块的支撑弹簧提供放置区域。它能使推力瓦承受均匀荷载。在镜板和主轴经找正对中后，能保证将推力负荷均匀分配在所有的推力瓦上。内挡油筒油槽热油出口油槽冷油出口图33：下机架油槽中心体图34：装配完整的推力轴承图35：推力瓦图36：推力轴承支撑环弹簧挡块径向键推力蝶形弹簧图37：推力小弹簧布置表3：推导联合轴承技术参数项目参数推力轴承结构及形式小弹簧支撑推力轴承的总负荷能力4050t推力轴承的有效面积92316cm2油膜厚度0.031mm推力轴承单位面积上的近似负荷4.3MPa推力轴瓦间负荷不平衡量2%（平均值）

30、推力轴承滑动面的近似平均速度18.56m/s推力轴承外径/内径5415/4035mm推力轴瓦的数量/材料28/钢+巴氏合金推力轴承损耗729kW推力轴承油槽的油量25000L额定工况时推力轴承瓦温度/飞逸转速时推力轴承瓦温度78C/92C下导瓦数量42下导轴承的有效面积30670.65cm2三、导轴承的作用及技术要求立式水轮发电机导轴承的作用是：使水轮发电机保持在一定的中心位置运转并承受径向力，使机组主轴在轴承的间隙范围内稳定运行。这种径向力主要是转子本身的静不平衡、动不平衡、磁拉力的不均匀、动水流的不均衡和空蚀真空所产生的震动，以及发电机非工况下运行时所产生的震动。一个性能良好的导轴承的主要

31、标志是：能够行程足够的工作油膜厚度；瓦温应在允许范围之内，一般在50C左右；循环油路畅通，冷却效果好；油槽油面和轴瓦间隙满足设计要求；密封结构合理、不甩油；结构简单便于安装和检修四、东电机组上导轴承结构东电机组上导轴承布置在上机架中心体内。其上导轴承采用自润滑、油浸、分块瓦、巴氏合金瓦、可调整（采用球头抗重螺栓调节）式结构。东电上导轴承有8块瓦，每块瓦都设计有测温元件孔，用于安装RTD。上导单边间隙：0.250.02mmo上导轴承油箱的储油量为3m3，在油箱内设有8个冷却器。其油槽的油冷却采用内循环冷却方式。图38：上导油冷却器布置图：39：上导油冷却器东电上导轴承安装应在机组盘车合格、机组转

32、动部分调好中心后进行。考虑到上端轴领至转子有一定的高度，在抱瓦时轴领可能会有一定的偏移，因此在抱瓦时应始终用四块百分表监测轴领；用临时螺栓对称将上导瓦顶靠轴领，根据上导的摆度调整上导轴瓦间隙，测量抗重螺栓与上导瓦平衡块的间隙，使间隙满足设计要求，紧固抗重螺栓，锁紧螺母锁定片，再次检查抱瓦间隙符合要求后拆除临时调整螺栓。表4：上导轴承技术参数项目参数上导瓦数量8上导轴承的有效面积6021.4cm2上导轴承油槽的油量3000L水温为28C及108%额定容量时上导轴承需要的冷却水量310L/min上导轴承冷却水工作压力范围0.2MPa至0.5MPa五、东电机组下导轴承结构东电机组下导轴承布置在上机架

33、中心体内，与推力轴承共用推力头，形成推力、下导轴承组合形式，因此称其推导联合轴承。下导轴承布置在油槽上腔，由42块下导瓦及附件组成，瓦面材料为传统的巴氏合金；下导瓦瓦背面偏左（从瓦背看）安装有由特殊材料制成的抗重块，其背部呈“凹”字型，下导瓦放置在油槽上腔环板上，下导瓦抗重螺栓不承受下导瓦重量，仅承受机组旋转时产生的切向及径向力。每块瓦的上端面上加装一个止动螺栓，防止导轴瓦在运行中向上串动。在下导瓦与瓦之间分布有轴向及径向环氧阻油板，径向环氧板用一小弹簧片将其轻轻靠在推力头轴领上，防止机组高速旋转时大量润滑油甩出。另外在下导瓦安装调整完成后还有一道阻油环，起到阻油与冷凝部分油雾的作用。推力头抗

34、重螺栓下导瓦图40：下导轴承推力及下导轴承共用一个油槽，油槽分为上下两个腔，上下两腔以下导抗重环为分界面，轴承油箱的储油量为25m3，其油槽的油冷却采用强迫外循环冷却方式。在油槽外部设有油泵和6个油-水冷却器，油泵和冷却器安装在发电机推力轴承检修平台上。推力油槽内润滑油采用强迫外循环冷却的方式。表5：油循环冷却系统技术参数项目参数推力轴承油循环冷却方式外加泵外循环导轴承油循环冷却方式内循环油冷却器型式管式油冷却器尺寸（长X宽X高）3500X2500X2000mm油冷却器重量1t/个在108%额定容量、水温为28C时推力轴承需要的冷却水量7000l/min推力轴承冷却水工作压力范围0.4MPa至

35、0.5MPa第四节通风系统在机组运行时，发电机的绕组及铁芯将产生大量的热量，为了使绕组及铁芯温度不致于过高而引起绕组绝缘损坏，发电机必须设有通风冷却装置。水轮发电机的冷却，直接关系到机组的经济技术指标、安全运行以及使用年限等问题。一个良好的通风系统，应满足下列基本要求：1、水轮发电机运行实际产生的风量应达到设计值并略有余量；2、各部位（特别是定子有效段）的冷却风量应分配合理，各部分温度分布均匀；3、风路简单、损耗较低；4、结构简单、加工容易、运行稳定及维护方便等。东电机组通风冷却系统为无风扇密闭双路径向自循环系统，空气通过转子支臂的风扇作用产生循环，并通过均匀布置在定子机座外侧的16个水冷式空

36、气冷却器进行冷却，东电机组在上、下机架侧设有挡风板。其循环路径是通过发电机转子的旋转产生径向气流，气流经转子通风沟、通风隙、气隙、定子铁芯、定子机座、定子空气冷却器，通过空气冷却器进行冷却的气流再返回到转子上下端。图41：发电机通风系统风路图图43：定子空气冷却器表6：发电机空气冷却系统技术参数项目参数空气冷却器数量16气流方向径向向外在水温为28C,108%额定容量时全部冷却器需要的冷却水量160001/min每台空气冷却器相应的冷却容量345kW空气冷却器最大水压力0.5MPa空气冷却器最小水压力0.2MPa第五节辅助设备一、高压油减载系统东电机组推力轴承配备有高压油减载系统，以便在机组启

37、动和停机过程中给推力轴承瓦面注入高压油。在正常情况开停机过程中，高压油减载系统能自动地投入运行；当探测到机组发生蠕动时，该系统自动启动。推力轴承允许在事故情况下不投入高压油顶起系统也能安全停机。每台机高压油减载系统配备两套单独的油泵。油泵采用三相380V、50Hz的全封闭式电动机驱动，以保持轴瓦表面具有恒定油膜所需的压力。该两套油泵中，一套为工作油泵，另一套为备用油泵，两套油泵能进行自动和手动切换。在工作油泵故障时，备用油泵自动投入工作，以保持瓦面油压。油泵启动时间不大于5s,即可在镜板和轴瓦之间建立起足够的油膜。当机组停机时，高压油减载系统在机组转速降至80%额定转速时投入，机组停止运行后5

38、s内切除；当机组启动时，高压油减载系统在接到开机命令后立即投入，机组转速达80%额定转速时切除。在发电机机坑内设有一块高压油减载控制柜，对发电机高压油顶起系统的两台油泵进行手/自动控制。进口Y形过滤器高压油减载油泵高压油进口过滤器高压油减载电机图44：高压油减载系统布置二、机械制动系统东电机组制动系统采用电气和机械制动的方式，这两种制动方式配合使用。电气制动采用定子绕组三相对称短路，转子加励磁，使定子绕组有等于最大容量运行工况时电流值的制动电流流过。电气制动一般在转子转速达到50%额定转速时投入。当发电机内部故障不能使用电气制动时，机械制动系统在规定的转速下及时投入使用。表7：电气和机械制动配

39、合使用的制动时间项目参数50%nN加电气制动停机时间200s50%nN加电气制动，35%nN加机械制动停机时间115s50%nN加电气制动，20%nN加机械制动停机时间137s50%nN加电气制动，10%nN加机械制动停机时间155s东电机组机械制动系统共安装有18个制动风闸，下机架每个支臂上安装有3个制动风闸，用于机组停机时制动及顶转子。在正常工况下，制动风闸能在其投入后150s内，使水轮发电机组的旋转部分从20%额定转速到完全停止旋转，且转子的制动环表面没有热损伤。机械制动是在没有励磁和水轮机导水叶的漏水量不超过规定值的情况下进行的。在紧急情况下，制动风闸能在300s内使水轮发电机组的旋转

40、部分从35%额定转速到完全停止旋转。制动风闸采用压缩空气操作时的最大工作压力为0.8MPa,设计压力为0.7MPa,制动工作压力为0.50.8MPa。制动风闸完成一次停机过程投入所需总空气量约为150升。表8：东电机械制动系统技术参数项目参数制动瓦材料的说明非金属无石棉制动瓦的数量18不施加制动时机组从额定转速到停机所需的时间1800s从35%额定转速到停机所需的时间220s从20%额定转速到停机所需的时间125s从10%额定转速到停机所需的时间80s发电机停机一次所需的压缩空气量150L1、图46：东电制动风闸结构示意图图45：东电制动风闸安装示意图9定位销；2、弹簧；3、制动块；4、垫；5

41、、螺栓；6、键7、键；8、制动板；9上活塞；10、下活塞东电制动风闸是油、气分离；气复归式风闸。其工作原理是机组制动时采用工业用气将制动风闸上活塞顶起，上活塞推动制动瓦与制动环接触产生摩擦力对机组进行制动。同时，自动启动粉尘收集系统。当制动气压消失时，每个制动风闸上设置的气复位装置将每块制动瓦完全复位，与制动环脱开。经一段时间延时，自动停止粉尘收集系统。顶转子时采用外接高压油移动泵站向制动风闸输送压力油将制动风闸下活塞顶起，推动上活塞、制动瓦与制动环接触对发电机转子进行顶起操作。东电制动风闸顶转子锁锭装置采用楔形键的方式进行转子锁锭。图47：东电制动器图48：制动器缸体图49：制动器上、下活塞

42、图50：制动板制动风闸瓦块是由耐磨的复合材料制成，在机械制动过程中不会产生过量粉尘污染和有害人体健康的化学物质。制动风闸瓦块的技术要求是在每天停机不少于2次，一年内1000次且在20%额定转速时施闸的情况下，机械制动瓦磨擦面的保证寿命不少于8年。三、粉尘收集系统东电发电机设置有一个粉尘收集系统，每个下机架支臂处设置一个粉尘收集柜，以便收集在机组制动时产生的制动粉尘，消除制动块粉屑对定子和转子的污染。该粉尘收集系统包括用于收集制动瓦上磨下来的微粒的静电过滤器、吸风机以及所有的必需的金属风管、风道、仪表和控制装置。收集的粉尘能方便地从收rah1图51：制动粉尘收集柜出风口粉尘收集箱进风口四、油雾收

43、集系统东电机组下机架处布置有三台WHY500T高效油雾收集过滤装置，分别放置在下机架支臂上。其作用是：在机组运行时吸收由推导轴承处产生的大量油雾，同时消除油雾对定子和转子的污染。WHY500T高效油雾收集过滤装置是一种用于过滤含有固体微粒和油雾油烟气体的工业环保设备，其内部采用多级过滤方式，最后一级过滤器的过滤效率能达到99.97%以上（0.3口m钠焰法），可直接向周围环境排放，完全达到环保要求。该设备效率高、吸风量大，能有效地解决推导油槽油雾问题。其工作原理是：吸收的油雾经过滤网后沉积在油雾吸收器底部,汇集后经管管路自流到外接的小油箱内，定期清理回收。WHY500T高效油雾收集过滤装置由离心

44、抽风机、高效精过滤器、粗过滤器、涡旋管离心分离器和机身等部分组成。工作时，由于离心抽风机高速运转使机身内部产生负压，带有杂质颗粒的油雾气体被吸入预设的输气管道，通过管道输送进入油雾过滤装置左侧的进风口。进入装置内部后，气体在涡旋管外侧沿螺旋叶片向下高速旋转，使重质的杂质颗粒、滴油和油雾滴在离心力的作用下甩向涡旋管离心分离器的侧壁，并随气流前进方向沿侧壁落入底部储油槽。涡旋管分离机构作为前级预分离，可使大部分粉尘油雾黏附在涡旋管外壁和离心分离器内侧箱壁上，聚合成滴落入底部储油槽，达到油雾初级过滤净化，减轻含粉尘的油雾对后级过滤器的脏堵，延长过滤器的有效使用时间。图52：WHY500T高效油雾收集

45、过滤装置正视图经涡旋管预分离处理后的气体在负压作用下随后向上流动通过涡旋管内侧空间进入粗过滤器进行第二级过滤。粗过滤器是由化纤滤材构成的板式过滤器，它对气体进行进一步过滤，滤去稍大的杂质颗粒和油滴，并且保护后面的高效过滤器，延长其使用寿命。气体最后进入高效过滤器，其中少量剩余的细微粉尘颗粒和油滴被最后过滤、吸附。高效精过滤器利用滤材的纸隙多孔结构阻挡或吸附气体中的油雾和固体杂质颗粒，由于通道弯曲重叠，不同精度的滤材仅允许相应精度以下的颗粒通过。高效过滤器主要由超细玻纤滤材构成。这里采用了增大面积型结构，阻力大幅度降低，气体处理量得到有效保障。油雾气体经过高效精过滤器后，已成为干净的空气，被离心

46、风机通过顶部排风窗口直接排放到水车室内。在实际使用过程中，油雾大量聚积在涡旋管外侧壁和离心分离器内侧箱壁上成为大油滴而滴落、聚集到机身底部，汇集后由管道送入储液箱。图53：WHY500T高效油雾收集过滤装置俯视图WHY500T高效油雾收集过滤装置的滤芯调换可以打开过滤装置侧门操作。门上安装有密封条，可有效保证密封性及抽气过滤效果。长时间使用后密封条可能会因老化而漏油，箱体内被分离出来的油液会通过密封条的缝隙向外渗流出来。为有效解决这个问题，WHY500T高效油雾收集过滤装置在箱门下专门设计有集油槽，这样从箱门密封条缝隙中流出的油液汇集在槽内。同时在集油槽内的箱壁上开有小孔，在箱体内离心风机产生

47、负压的作用下通过小孔向箱体外产生吸力，因此在槽内积聚的油液通过箱壁上的小孔重新流入箱体内，集中回收。表9：WHY500T高效油雾收集过滤装置技术参数项目技术参数最大处理量：500m3/h过滤方法：涡旋管离心分离+二级滤芯过滤、吸附过滤效果：99.97%以上（0.3um纳焰法）过滤器型号规格：粗过滤器FM0494946-G41只高效过滤器FM0484822/3-2（背面密封）99.97%1只设备噪声：W70dB(A)进风温度：V85C电机型号：SIEMENS380V/50Hz/0.75Kw/1.9A/1395r/minTQ2.5/1LA7083-4AA10UD0401/2147635-74电源：

48、3PH380V50HZ进风口直径：0150mm外形尺寸：1130X500X600(H)mma我电机下需极%；%；%漏油箱图54：WHY500T高效油雾收集过滤装置排气出口安装示意图第三章东电发电机常见故障分析及处理表10：发电机常见故障及故障定位与处理序号故障现象故障定位处理办法1上导轴承摆度过大（超过0.30mm）a上端轴中心位置不正确；B上导瓦间隙过大；c上导瓦抗重螺栓松动。a重新调整上端轴中心位置和上导瓦间隙并锁紧抗重螺栓。2上导轴承瓦温、油温过高（瓦温超过70C，油温超过65C）a上导轴承摆度过大；B油质变劣；c冷却器堵塞；d油位过低。a重新调整上端轴中心位置和上导瓦间隙；b化验并更换

49、润滑油，c冲洗油冷器；d检查并处理油槽及油管路漏点，充油至正常位置。3上导油槽油位过高a油冷器漏水；b上导加油阀位置不正确。a对油冷器做打压试验并处理漏占；八、9b检查处理加油阀。4上机架振动过大a上导轴承摆度过大；b上机架与定子连螺栓松动；c上机架与基础连接楔子松动。a重新调整上端轴中心位置和上导瓦间隙；b检查并打紧螺栓；c检查并打紧螺栓楔子。5空冷器漏水a空冷器密封破损；b冷却水管头破裂。a更换密封条，b更换冷却器。6制动风闸不能顶起a电磁阀不能动作；b管路堵塞；c制动用气压力不够。a检查更换电磁阀；b疏通管路；c增大制动用气压力至额定值。7制动风闸不能复归a弹簧预紧力不够或断裂；b风闸内

50、油未排尽。a调整簧预紧力或更换弹簧；b排尽风闸内的液压油。8下导轴承摆度过大（超过0.60mm）a推力头中心位置不正确；b下导瓦间隙过大；c下导瓦抗螺栓松动。a重新调整上端轴中心位置和上导瓦间隙并锁紧抗重螺栓。9推导联合轴承瓦温、油温过高（推力瓦瓦温不超过80C,下导瓦瓦温不超过70C油温超过65C）a下导轴承摆度过大；b油质变劣；c冷却器堵塞；d油位过低；e冷却器电机及油泵故障；f油槽油循环不畅通。a重新调整上发电机中心位置和下导瓦间隙；b化验并更换润滑油；c冲洗油冷器；d检查并处理油槽及油管路漏点，充油至正常位置；e检修或更换电机及油泵；f检查稳油板是否松动。10推导油槽油位过高a油冷器漏

51、水；b推导加油阀位置不正确。a对油冷器做打压试验并处理漏占；八、9b检查处理加油阀。11高压油减载系统压力不足a电机及加压油泵故障；b过滤器滤网堵塞；a检修或更换电机及油泵；b清洗过滤器；c管路有漏点；d溢流阀损坏。c更换接头耐压密封垫圈；d更换溢流阀。第四章水轮发电机检修后启动试验一、启动试验前的验收检修完工要严格执行验收制度，加强质量管理。检修质量检验要求实行检修工作人员自检与验收人员检验相结合。各级验收人员应由工作认真负责、熟悉检修技术业务者担任。机组检修完工，三级验收完，各项检验数据合格，启动前的全面检查通过后，方可进行启动试验。二、启动试验项目和要求1、首次手动开停机试验：（1）、首

52、次开机过程中应监测检查如下主要项目：a）机组升速至80额定转速（或规定值）时，可手动切除高压油顶起装置，并校验电气转速继电器对应的触点。b）机组升速过程中应加强对各部轴承温度、油槽油面的监视。各轴承温度不应有急剧升高及下降现象。c）测量机组运行摆度双幅值，其值应小于轴承间隙或符合厂家设计规定值。d）测量永磁发电机电压和频率关系曲线。e）测量发电机一次残压及相序。（2）、首次手动停机过程中应检查下列各项：a）注意机组转速降至规定转速时，高压油顶起装置的自动投入情况。b）监视各部位轴承温度变化情况。c）检查转速继电器的动作情况。d）检查各部位油槽油面变化情况。e）机组全停后，高压油顶起装置应自动切

53、除。2、过速试验及检查：（1）、机组过速试验要根据设计规定的过速保护装置整定值进行。（2）、过速试验过程中应监视并记录各部位摆度和振动值，各部轴承的温升情况及发电机空气间隙的变化。（3）、过速试验停机后应进行如下检查：a）全面检查转动部分。检查定子基础及上机架径向支承装置的状态。检查各部位螺栓、销钉、锁片是否松动或脱落。检查转动部分的焊缝是否有开裂现象。检查上下挡风板、挡风圈、导风叶是否有松动或断裂。3、自动开机和自动停机试验：自动开机和自动停机试验的主要目的是检查自动开停机回路动作是否正确。自动开、停机应由计算机监控系统来完成。(1)、自动开机可在中控室或机旁进行，并检查下列各项：检查自动化

54、元件能否正确动作。检查推力轴承高压油顶起装置的动作情况。(2)、自动停机过程中及停机后的检查项目：记录自发出停机脉冲信号至机组转速降至制动转速所需时间。记录机组开始制动至全停的时间。检查转速继电器动作是否正确。当机组转速降至设计规定转速时，推力轴承高压油顶起装置应能自动投入，停机后应能自动切除。4、发电机短路试验，必要时才做此项试验。5、发电机升压试验：(1)、发电机升压试验应具备的条件：发电机保护系统投入，励磁系统调节器回路电源投入，辅助设备及信号回路电源投人。发电机振动、摆度及空气间隙监测装置投入，定子绕组局部放电监测系统投入。(2)、发电机升压时应进行下列检查和试验：分段升压，检查所有电

55、压互感器二次侧电压应三相平衡，相序相位及仪表指示应正确，各电压保护装置端子电压正常。发电机及引出母线、与母线相连的断路器、分支回路设备等带电后是否正常。机组运行中各部振动及摆度是否正常。分别在50、100额定电压下，跳开灭磁开关检查消弧情况，录制示波图，并求取灭磁时间常数。在额定电压下测量发电机轴电压。6、发电机空载下励磁调节器试验：发电机空载时的励磁调节器试验应符合下列要求：a)具有起励装置的晶闸管励磁调节器的起励工作应正常且可靠。b)检查励磁调节系统的电压调整范围，应符合设计要求。检查在各种工况下的稳定性(即摆动次数)和超调量不超过规定。测量励磁调节器的开环放大倍数值。在等值负载情况下，录制和观察励磁调节器各部特性。对于晶闸管励磁系统，还应在额定励磁电流情况下，检查功率整流桥的均流和均压系数。均压系数不应低于09，均流系数不应低于085。发电机空载状态下，改变转速，测定发电机端电压变化值，录制发电机电压与频率关系特性曲线。频率每变化1，自动励磁