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国华徐州电力检修公司1000MW机组检修培训教材国华徐州电力检修公司1000MW机组检修培训教材电气分册 神华国华徐州电力检修公司目录目录1第一章汽轮发电机检修3第一节超超临界机组国内外发展现状 3第二节 发电机的结构3一 发电机定子3二 发电机转子5第三节上汽公司生产的l000MW汽轮发电机8与600MW汽轮 发电机结构特点比较 8一、发电机基本结构参数 8二、与目前600MW发电机不同之处 9第四节 无刷励磁系统11一 、无刷励磁系统工作原理11二 无刷励磁系统结构及特点12第五节检修项目工艺方法及质量标准191、大修项目192、小修项目213检修步骤、工艺方法及质量标准22第二章厂用高压电动机大修工艺35第一节高压电机结构简介35第二节开工前主要准备工作35第三节高压电动机解体检修工艺流程36第四节检修项目37第三章低压电机检修46第一节交流电机检修项目46第二节低压电机的检修工序和工艺标准46第四章直流电动机的检修53第五章变压器检修工艺方法57第一节 概述57一、 变压器的基本原理 57二、主要变压器的技术数据58第二节 变压器结构60一、 铁芯 60二、 绕组 62三、 油箱 63四、 绝缘结构和绝缘套管63五、 变压器冷却系统 63第三节 变压器的主要附件64一 、储油柜 64二 、盘式电机油泵 68三 、YZF、YZS系列油位计 68四、YJ系列油流继电器 68五、分接开关 69六、型气体继电器 71七、BWY（WTYK）-802A、803A变压器温度控制器72八、BWR-04J（TH）型绕组温度计 72九、YSF8型压力释放阀 73第四节 分裂绕组变压器73一 、分裂绕组变压器的用途 73二、分裂绕组变压器的结构原理 74发电机出口开关检修846KV开关柜检修92400V低压配电设备检修99蓄电池检修103第一节 蓄电池基本知识103一、 铅酸蓄电池的构造 103二、 蓄电池的工作原理 1045.5 附表109第一章汽轮发电机检修第一节超超临界机组国内外发展现状 大型超超临界火电机组，由于具有良好的经济性和较高的热效率，机组效率比超临界机组提高约2%-3%，而成为火电机组的发展方向。国外如美国、俄罗斯、日本及欧洲各国在超超临界机组研究和应用领域已有十多年的发展，并在超超临界机组的设计、制造、运行等方面积累了宝贵的经验。而国内超超临界机组制造技术还处在起步阶段，各制造厂家基本上都是引进国外的成套技术，设备设计结构与国外制造厂基本相同。目前，我国l000MW大容量超超临界机组已相继投入运营，需要我们加快对先进技术的了解和吸收，根据设备特点检修和维护好l000MW大容量超超临界机组。第二节 发电机的结构发电机本体主要由一个不动的定子（包括机座、端盖、定子铁芯、定子绕组、隔振结构和端部结构等）和一个可以转动的转子（包括转子铁芯、转子绕组、转子护环、转子阻尼结构、转子风扇等）构成。另外为保证发电机在运行中定子、转子各部分不超温，为此，发电机还设有定子内冷水冷却系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。一 发电机定子发电机定子主要由机座、端盖、定子铁芯、定子绕组、隔振结构和端部结构等部分组成。1）机座与端盖机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。此外，机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风（氢气）系统的一部分。由于发电机定子采用轴向通风，氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。端盖是发电机密封的一个组成部分，结构如图2-9所示。为了安装、检修、拆装方便，端盖由水平分开的上下两半构成，并设有端盖轴承。在端盖的合缝面上还设有密封沟，沟内充以密封胶以保证良好的气密。图2-9 发电机端盖轴承结构图轴瓦采用椭圆式水平中分面结构，轴瓦外园的球面形状保证了轴承有自调心的作用。在转轴穿过端盖处的氢气密封是依靠油密封的油膜来保证。密封瓦为铜合金制成，内圆与轴间有间隙，装在端盖内圆处的密封座内。密封瓦分成四块，在径向和轴向均有卡紧弹簧箍紧，尽管密封瓦在径向可以随轴一起浮动，但在密封座上下均有销子可以防止它切向转动。密封油经密封座和密封瓦的油腔流入瓦和轴之间的间隙沿径向形成油膜以防止氢气外泄，在励端油密封设有双层对地绝缘以防止轴电流烧伤转轴。2）定子铁芯定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，定子铁芯采用导磁率高、损耗小、厚度为0.5mm的优质冷轧硅钢片冲制而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形，每张扇形片都涂了耐高温的水溶性无机绝缘漆。定子铁芯轴向固定结构采用绝缘穿心螺杆，分块齿压板和整体压板压紧结构；自振频率避开基频和倍频10%以上，振幅为小于50m；铁芯端部压指、压板为无磁性材料；压板外侧设有磁屏蔽。3)定子绕组定子绕组是由条形线棒构成的分数极距双层式绕组，条形线棒嵌装在沿整个定子铁芯圆周均匀分布的矩形槽中。一根线棒分为直线部分和两个端接部分，直线部分放在槽内，它是切割磁力线感应电动势的有效边，端线按绕组接线型式有规律地连接起来。 定子线棒有84 根，由不锈钢通水管和实心铜线编织组成；实心用无氧铜线，包绝缘；上、下层线棒等截面；线棒双排结构，每排按5实1空间隔叠5组；为减少在负载运行条件下，定子绕组产生的自感应涡流损耗，定子线棒直线部分导线进行540空换位编织。所谓换位，就是在线棒编织时，让每根线棒沿轴向长度，分别处于槽内不同高度的位置，这样每根线棒的漏电抗相等，使每根导体内电流均匀，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生的环流及附加损耗。定子线棒端部的所有股线均焊接到水电接头上，通过铜带将两根线棒水电接头焊在一起形成电气连接，构成一匝线圈；而所有空心股线中的冷却水通过水电接头的水路接至靠励端的汇流母管，并经绝缘引水管进入线圈。在发电机端设有一条进水母管；在汽机端部设有一条出水母管。冷却水流通道为单向型，即从发电机端流向汽机端。 定子主绝缘厚度6.5mm (27kV)；F级绝缘，B级考核；VPI绝缘工艺制造，Micalastic绝缘体系;直线部分为低阻防晕层，端部为非线性高阻防晕漆。定子采用整段槽楔；径向固定：楔下设双滑移层，并设双波纹板；切向固定：侧面插人半导体垫条；层间、底部用适形材；采用热压涨管工艺4）隔振结构为了减小由于转子磁通对定子铁芯的磁拉力引起的双频振动，以及短路等其它因素引起的定子铁芯振动对机座和基础的影响，在定子铁芯和机座之间采用两侧立式、下部切向弹簧板隔振结构5)定子绕组端部固定 随着发电机容量的增大，作用在定子绕组端部的电磁力也急剧增强。因此，定子绕组端部固定的强度问题，在突然短路的强大过渡电磁力下和在正常运行时较小的交变电磁振动下都显得更为突出。端部的固定在径向、切向既要具有承受突然短路时电磁力的足够强度，也要防止倍频振动引起共振造成的绝缘磨损。另外，考虑到铁芯和线棒热膨胀系数不一样，所以在轴向要有伸缩的弹性固定结构。大容量发电机绕组端部热胀冷缩之差可达0.51.5mm，如果端头固定死，就会产生4.0012.00MPa的压应力。近年来，在大容量发电机端部绕组固定措施中，主要倾向是尽可能将垫料及紧固件均由高强度绝缘材料压制而成，以避免使用金属材料。早期的发电机端部采用刚性结构，现已发展到用刚柔相结合的结构。 发电机定子端部线圈固定采用西门子公司成熟的刚一柔固定结构，该结构在径向、切向的刚度很大，而在轴向能自由伸缩。当运行温度变化，铜铁膨胀不同时，绕组端部可轴向自由伸缩，有效减缓绕组绝缘中产生的机械应力。端部固定特点如下:：（1）定子线圈端部固定采用大锥环、弧形压板结构，整个端部线圈间浇垫成整体； （2）定子端部线圈渐伸线采用变节距设计，增大线圈隔相距离； （3）径向采用具有目锁弹性自调整支紧结构，轴向用定位件支撑加以轴向定位，整个定子线圈端部在运行时能伸缩； （4）定子线圈端部外包保护层，便于今后维修。二 发电机转子发电机转子主要由转子铁芯、转子绕组、转子护环、转子阻尼结构、转子风扇等部分构成。1)转子铁芯转子铁芯采用高强度合金钢整体锻造而成，具有良好的导磁性能和机械性能。在转子本体上加工有用于嵌入励磁绕组的平行槽。纵向槽沿转子轴圆周分布，从而获得两个实心磁极。转子轴的磁极均设计有横向槽，以降低由于磁极和中轴线方向挠曲所引起的双倍频率的转子振动。转轴采用优质合金钢制造，经真空浇注、锻造、热处理和全面试验检查，确保了转轴的机械性能、导磁性能要求，和转轴材料的均匀性，以承受在发电机运行中，转子离心力和发电机短路力矩所产生的巨大机械应力。转轴由一个电气上的有效部分（转子本体）和两处轴颈组成。在发电机轴承外侧，与转轴整体锻造的靠背轮法兰，分别将发电机转子与汽轮机和励磁机转子相联。转子本体圆周上约有三分之二开有轴向槽，用于嵌放转子绕组。转子本体的两个磁极相隔180。 图2-10 转轴 1-转子槽；2-转子齿；3-磁极横向槽；4-磁极；5-阻尼绕组槽；6-励侧轴颈转子本体圆周上的轴向槽分布不均匀，使直轴与横轴的惯性矩不同，将导致转子以双倍系统频率振动。为了消除此振动，转子大齿上设有横向槽，以平衡直轴与横轴的刚度差。转子大齿上开有嵌放阻尼槽楔的轴向槽。在转子线圈槽中，转子槽楔起阻尼绕组作用。2) 转子绕组 转子绕组由嵌入槽中的多个串联线圈组成，两个线圈组构成一个极。每个线圈则由若干个串联的线匝组成，而每个线匝则由两个纵向线匝和横向线匝构成，各线匝在端截面钎焊在一起。转子绕组由带有冷却风道的含银脱氧铜空心导线构成。线圈的各线匝之间通过隔层相互绝缘。带有Nomex 填料的L形环氧玻璃纤维织物被用作槽绝缘材料。槽楔由高导电率材料制成并延伸至护环的收缩座下面。护环座经镀银处理，以保证槽楔和转子护环之间的良好电气接触。图2-11转子端部绕组 1-转子本体；2-槽楔；3-直线部分进风口；4-垫块；5-端部绕组出风口 3) 转子护环 采用整体式转子护环来抑制转子端部绕组的离心力。转子护环由非磁性高强度钢质材料制成，以降低杂散损耗。每个护环悬空热套在转子本体上。采用一开口环对护环进行轴向固定。 护环承受转子端部绕组产生的离心力。护环一端热套在转子本体上，另一端悬挂在转子端部绕组上，不与转轴接触。这种悬挂式护环的结构，与转轴的挠曲无相互影响。中心环热套在护环自由端内圆，圆周方向支撑了护环，提高了护环的刚度，同时在轴向支撑转子端部线圈。环键防止护环的轴向位移。 为了降低杂散损耗，达到足够强度，护环采用高强度反磁钢冷加工制造。 护环热套面在阻尼系统中起到短路环作用。为了降低接触电阻，热套面经镀银处理。 4) 转子槽楔和阻尼结构 转子槽楔由强度高、导电率好的铜合金材料制成，槽楔中间开有径向通风孔，外伸到护环的搭接面下，并确保槽楔和转子护环间良好的电接触。发电机转子每一磁极上开有4个阻尼糟，阻尼槽楔材料为导电优良的银铜材料，槽楔表面镀银处理。从而与转子齿接触得更好。阻尼槽楔承受负序电流在本体表面产生的涡流。与护环一起构成回路，本系统经长期运行验证为非常好的阻尼绕组系统，完全能满足负序能力。转子线圈在槽中用槽楔固定，以承受离心力的作用。槽楔一直延伸到护环下面，护环兼起了阻尼绕组的短路环作用。另外，在磁极表面设有放置阻尼槽楔的阻尼槽。 图2-12 发电机转子风扇结构组成图 1-挡板环托架；2-挡板环；3-导向翼片；4-风扇轮毂；5-风扇叶片；6-转子气体进口 图2-13转子风扇1-转轴；2-进风口；3-平衡块槽；4-风扇座；5-风扇叶片；6-护环5) 转子风扇 如图2-12、图2-13所示，在发电机汽端装有一个多级风扇的的轴流风机为氢气冷却提供驱动力，风扇由装在转子汽端的动叶片和固定在静子汽侧端盖上的静叶道风装置构成，风扇安装于热套在转子轮上的轮毂上，轮毂下设有转子绕组冷却通风风道。扇与从沿转子本体出风口排出气体所产生的压力一起作用，增强了转子绕组的冷却效果。风扇叶片安装在风扇座的T型槽上，风扇座热套在转轴上。第三节上汽公司生产的l000MW汽轮发电机与600MW汽轮 发电机结构特点比较 一、发电机基本结构参数 发电机冷却方式为水一氢一氢，即定子水内冷，转子绕组轴向径向氢内冷、定子铁芯轴向氢气冷却。发电机中性点经接地变压器接地。氢冷器分别立式安装在发电机顶部，氢冷器冷却水采用闭式循环水。定子绕组额定电压27kV,短路比0. 5。接线方式为42槽，YY接线，6端子引出。定子绕组固定结构可靠，采用西门子公司成熟的刚-柔固定结构，径向、切向刚度很大，轴向能自由伸缩 。定子线圈端部电连接采用机械连接，便于检查和检修 。定子线圈端部固定采用大锥环、弧形压板结构，整个端部线圈间浇垫成整体 。定子端部线圈渐伸线采用变间距设计，增大线圈隔相距离 。径向采用具有自锁弹性自调整支紧结构，轴向用定位件支撑加以轴向定位，整个定子线圈端部在运行时能伸缩 。定子线圈端部外包保护层，便于今后维修 。转子大齿上开有阻尼槽，设有阻尼铜条，阻尼槽楔外伸至护环搭接面进行良好接触，起阻尼绕组作用 (嵌线槽内无阻尼条);转子槽楔采用镍硅铜槽楔;护环结构及材料为Mnl8Crl8非磁性奥氏体钢护环，梳齿形结构，悬挂式护环;转子轴材质为2 6 NiCrMoV，不带中心孔的整体锻件。氢气供气系统特点是采用CO2置换式氢气系统自动补氢和分子筛氢气干燥器，氢气干燥器设有增压风机。励磁方式为无刷励磁，励磁电压437V，电流5887A,灭磁时间常数8.73。调峰能力强 ，发电机运行寿命期间，允许机组开停机10000次 。冷却器罩定子机座出线盒多级轴向风扇轴承座定子绕组转子轴承座 图1-1 1000MW级发电机结构示意图主要技术参数额定容量 1112 MVA 功率因数0.9额定电压 27 kV 额定电流23778 A接线方式 双Y额定氢压(表压) 0.5 MPa 静态充气容积 1000m3励磁电压（80 ）437 V 励磁电流 5887 A定子槽数 42槽 转子本体长（不含轴颈对轮部分）6730 mm定子铁心温升 51K 转子绕组温升 36K定子绕组出水温升 22 K转子重量 88 t 定子运输重量 462 t冷却方式 水氢氢 励磁方式 无刷励磁二、与目前600MW发电机不同之处 (1)端部结构 由上海汽轮发电机有限公司引进美国西屋公司先进技术生产的QFSN-600-2型发电机端部采用美国西屋公司成熟的刚一柔绑扎固定结构，它由充胶水龙带、可调节绑环、径向支撑环、绝缘楔块和绝缘螺杆等结构件以及绑带、适形材料等将绕组端部固定在绝缘大锥环内，成为一个整体，整个绕组的端部与锥形支撑环形成牢固的整体，这种端部结构在径、切向的刚度很大，而在轴向具有良好的弹性。当温度变化金属膨胀不同时，绕组端部可以沿轴向自由伸缩，有效地减缓绕组绝缘中产生的强大机械应力。端部锥环支架结构、下层线棒的绑扎、上下层线棒间的水轮带注胶。 而引进西门子技术生产的l000MW发电机，因为其端部电动力的增大，在600MW端部结构的基础上，端部线棒采用灌胶整体浇注形式。整个端部均分为六个灌胶区域，每区灌胶完毕，待树脂基本固化不流后再转动定子，将下一个灌胶区置于最低位再进行灌胶。灌胶时要控制好胶的流量、压力等工艺条件。灌胶时不得有气泡，树脂必须达到线圈表面。端部渐伸线部分一次性灌胶结束后用专用工具 (木质)将多余的树脂刮去，形成光滑的树脂表面。靠近鼻端的较大面积的灌胶区域，须分两次灌胶，二次灌胶的原因是因为端部渐伸线部分内外高低相差太大，在600MW端低相差太大，第一次灌胶可留下一些余地，待树脂固化不流后，再开始二次灌胶，以填平第一次灌胶时余留的区域。填充树脂在室温下24h固化。这种定子端部线圈固定采用西门子公司成熟的刚一柔固定结构，该结构在径向、切向的刚度很大，而在轴向能自由伸缩。当运行温度变化，铜铁膨胀不同时，绕组端部可轴向自由伸缩，有效的减缓绕组绝缘中产生的机械应力。端部固定具有以下特点:定子线圈端部固定采用大锥环、弧形压板结构，整个端部线圈间浇垫成整体;定子端部线圈渐伸线采用变节距设计，增大线圈隔相距离;径向采用具有自锁弹性自调整支紧结构，轴向用定位件支撑加以轴向定位，整个定子线圈端部在运行时能伸缩;定子线圈端部外包保护层，便于今后维修。(2)定子线棒 600MW发电机定子绕组采用三相双层短距分布绕组，定子线圈是由实心股线和空心导线5400交叉换位编制，空实心铜线之比为1：2，定子线圈采用多胶环氧粉云母带连续绝缘烘压成型。l000MW发电机定子线圈采用双排导线布置，其空心导线采用不锈钢材料，高度4mm,壁厚0. 9mm。采用不锈钢导线后附加损耗减小，因壁厚减小，相对的可以增大通水面积。同时相对于空心铜线，水流速度可以增加，以加强冷却效果。但采用不锈钢导线使定子线棒导电面积减小，定子直流电阻稍增大。 (3)通风系统 通风冷却方式是大型汽轮发电机设计的主要问题之一，发电机单机容量增加是依靠材料进步和电磁负荷密度提高来实现的。有效材料主要是转子锻件受机械性能和轴系动力特性的限制，是有限度的。电磁负荷密度的提高会导致单位体积发热的增加，需要通过改进冷却方式来解决。600MW发电机定子、转子沿轴向分11个风区，为带有气隙隔环的 “五进六出”式径向藕合型多路通风系统。发电机转子绕组的直线部分为气隙取气斜流通风，端部为轴向两路通风的氢内冷方式。定转子各有多路并联风区，冷热风区相间，定转子相互对应，靠近定子端部槽口处在线圈端部的可调节绑环上设置气隙挡风环，并在气隙中设置冷热风区隔环以加强对转子的通风冷却。在整个转子长度方向，进出风区是交替布置的，形成多个并联支路。 l000MW发电机和600MW发电机相比，l000MW发电机转子的气隙取气斜流通风方式的槽楔进、出风斗增加了并联风区数，从 “五进六出”变为 “七进八出”，风区长度从511mm缩短为400mm，以增加冷却效果。另外，区别于600MW发电机，西门子公司的轴向一径向转子通风冷却方式也是一种成熟的通风冷却方式，如浙江玉环电厂就是该种通风方式，该种通风系统主要是依靠外加高压多级风扇来维持气体在导体内流动的通风。气体经位于绕组端部的进风孔从两端分别进人导体的轴向风道，在转子中间经径向孔从槽楔排出，气流速度、雷诺数、散热系数都较其他通风方式高。(4)励磁方式 QFSN-600-2型发电机组采用三相桥式全控自动静态励磁方式。这种方式取消了带有旋转部件的励磁电机，将机端电压经励磁变压器降压，再经可控整流桥整流后供给发电机转子电流。这种方式结构最简单，可靠性高，而且响应速度快，能实现逆变灭磁 (采用全控桥)。经过30多年的应用实践，静止可控硅励磁方式得到大量应用。现在从几十千瓦到几十万千瓦的发电机，相当大部分采用静止可控硅励磁方式。特别是近年来微机励磁技术已十分成熟，静止可控硅励磁方式加上微机励磁调节器的配置已成为新机组的首选方案。 上海引进西门子技术的l000MW发电机励磁方式为无刷励磁，无刷励磁具有不需要滑环、碳刷的优点，它的缺点是无法直接测量励磁电流，无法直接灭磁，且灭磁时间长，调节速度慢，动态性能较差，旋转二极管容易损坏且更换麻烦。而且电枢直接安装在发电机转子轴上，电枢故障检修必须连同发电机转子整体运回制造厂处理，如遇到这种情况必将延长停机时间，这一点显然不如自并励励磁系统简单方便。应当指出，无刷励磁是在解决 600MW 以上的巨型发电机集电环均流难题中发展起来的。过去担心的滑环材质、通风、碳粉、刷握及其恒压弹簧等问题目前均已解决，现在滑环都能做到外径不大于400mm，使线速度不超过70m/s;刷握所需的恒压弹簧问题也已解决，而且运行中能做到插拔安全方便;碳刷质量也能达到要求，因此到20世纪90年代末开始，则多选用自并励励磁系统。第四节 无刷励磁系统一 、无刷励磁系统工作原理无刷励磁按旋转整流器类型分为旋转二极管型和旋转可控硅型，其系统原理图如图3-3所示：目前实际上采用的均是旋转二极管型，旋转可控硅型的旋转中收发触发脉冲及检测等技术问题尚处于研究阶段。 无刷励磁系统一般由永磁机、主励磁机和旋转整流装置三大部件组成，见图3-3。 永磁机磁极、励磁机电枢、旋转整流装置是与发电机同轴旋转的。永磁机电枢产生的高频电源通过两组全控整流桥整流变成直流供给主励磁机励磁绕组，主励磁机电枢输出的中频交流电供给旋转整流装置，旋转整流器输出的直流电源送至发电机转子的励磁绕组。励磁机电枢绕组直接连至三相桥式全波旋转整流装置，旋转整流装置其正、负极直接与主发电机转子连接，供给发电机励磁。因此励磁系统不需要电刷和滑环装置，如此就构成了无刷励磁系统。整流装置为板式结构，便于维修和更换；快速熔断器及电容器为单元组合式；整流装置电路为三相桥式全波整流，每一支路由两个并联整流管与两个并联熔断器串联，可以及时开断故障，当每相25的硅整流管损坏时，仍能满足发电要求。该类励磁系统励磁电压响应时间小于0.1s，故属高起始响应无刷励磁系统。控制自动电压调节的可控硅整流器的控制角达到实现调节发电机励磁的要求。在正常情况下，发电机励磁电流的大小，由自动电压调节器（AVR）按发电机输出端电压偏差信号可以自动调节，维持发电机端电压在给定的水平上。 励磁机冷却系统是其正常运行的重要条件，励磁机为空冷方式，通风上没有专门的风扇设计，仅利用旋转二极管的径向安装，旋转产生风压作用；励磁机内设有一组冷却器，冷却水取自闭式水系统；为防止励磁机圆筒电枢旋转产生负压，轴承向励磁机漏油，在励磁机顶部设有一只过滤器与大气连通。无刷旋转二极管励磁系统具有结构简单、便于维护、可靠性高的特点，但无刷励磁方式取消了滑环和电刷后带来了两方面新的问题：一是无法用常规的方法直接测量转子电流、转子温度、监视转子回路对地绝缘，监视旋转整流桥上的熔断器等，而必须采用特殊的测量和监视手段；二是无法采用发电机磁场回路装设快速灭磁开关和放电电阻的传统灭磁方式，而只能在交流励磁机磁场回路装设灭磁开关，因此灭磁时间相对较长。(a)(b)图 3-3 励磁系统原理图（a.旋转二极管励磁系统 b.旋转可控硅励磁系统）图3-4 无刷励磁系统原理接线图1- 无刷主励磁机电枢；2-永磁机电枢；3-永磁机磁极；4-旋转整流装置；5-主发电机电枢；6-无刷主励磁机磁场；7-可控硅整流装置；8-主发电机转子磁场二 无刷励磁系统结构及特点励磁系统由整流环、三相主励磁机、三相副励磁机、冷却器、计量和监控装置组成。其结构如图3-5所示。 永久性磁铁副励磁机产生的三相交流电由全控整流桥整流变成直流，通过AVR控制，以提供激励主励磁机的可变直流电。主励磁机转子感应的三相交流电在旋转式整流器电桥内整流后，通过转子轴的直流引线进入发电机转子绕组。由图3-6可见，整流环和励磁机转子安装在与发电机转子刚性联接的同一个轴上，并由位于其端部的轴承予以支承, 这样发电机转子和励磁机转子就由3个轴承予以支承。 通过由插入式螺栓和插座组成的多触点电触点系统，两个轴总成的机械耦合使位于中心轴孔内的直流引线同时连接。该电触点系统也用于补偿由热膨胀造成的引线长度的改变。 1 整流环(图3-7, 图3-8) 在三相电桥电路中，整流环的主要部件是安装在整流环上的硅二极管。二极管的内部结构布置如图3-5所示。二极管必需的接触压力由一盘簧总成和旋转期间的离心力产生图3-7中表示出的部件系附加部件，安装在整流环内。每两个二级管一组安装在各铝合金散热片中，因而可以将它们并联连接。与各个散热片相连的是熔断器，当一个二极管不工作它就会断开这两个二极管。为了抑制因整流产生的瞬间电压峰值，每个整流环要安装6个各由一个电容和一个阻尼电阻器组成的RC网络。它们组合在一个单树脂封装的装置内。 经过绝缘和冷缩的整流环将做为直流母线作用于整流器电桥的正负侧。这种结构布置能易于接近所有的部件和最小的电路连接。两个整流环的机械结构设计是一样的，只是二极管的正向有所不同。来自整流环的直流电流通过径向螺栓进入布置在轴中心孔内的直流引线。三相交流电则通过安装在整流环与三相主励磁机之间的轴周围的铜导线获得。导线用捆扎线夹固定，然后配以上扣的接线片以便进行二极管的内部连接。每个散热片组的4个二极管提供有一根三相导线。 图3-5 带旋转二极管的无刷励磁系统（系统图）1-三相副励磁机；2-接地故障检测用电刷和滑环；3-正交轴测量线圈；4-三相主励磁机5-熔断器响应监控装置；6-二极管整流装置；7-三相引线；8-MULTI-CONTRACT接头9-转子绕组；10-定子绕组；11-自动电压调节器；12-固定式熔断器响应监控装置 图3-6 主励磁机结构示意1-联轴节；2-整流环；3-励磁机转子；4-风机图3-7 整流环内部件组合1-散热片；2-绝缘材料；3-圆盘式二极管；4-绝缘螺栓连接；5-带冷却孔的承压件；6-MULTI-CONTACT薄膜；7-盘簧；8-触点桥接器111国华徐州电力检修公司1000MW机组检修培训教材图3-8 整流环部件组合示意图1-整流环；2-熔断器；3-二极管；4-联轴节；5-Multicontact 连接器2三相主励磁机 主励磁机适应带整流负载的要求，并有较大的储备容量，发电机出口三相短路或不对称短路时，励磁机不产生有害的变形或过热。交流主励磁机采用150Hz。主励磁机是一台小型三相隐极式同步发电机。 三相主励磁机系一个6极旋转电枢装置，见图3-9。这6个极与激励和阻尼绕组安装在定子架内。磁场绕组位于叠片磁铁极上。在极靴上装有母线，其端部连接后形成阻尼绕组。两个极之间装有一个正交轴，用以测量励磁机的感应电流。转子由多层迭片组成。迭片通过贯穿螺栓在压缩环上压制而成。把三相绕组插入迭片转子的槽内，把绕组导体在铁芯长度的范围内进行交叉，然后用玻璃纤维带把转子绕组的端匝予以固定，在面对整流轮的一侧进行连接。绕组端被延伸到与整流环的三相导线相连接的集电环，注满合成树脂并且在凝固之后，整个转子热装到轴上。轴承位于风机后面，由汽轮机润滑油的供给系统进行强制润滑油润滑。3三相副励磁机 副励磁机采用永磁式中频发电机，具有良好的外特性，从发电机空载到强行励磁时，其端电压变化不超过10%额定值。配置用于报警的故障低电压、过电流检测继电器及电压、电流表计。 三相副励磁机系16极旋转磁场装置。励磁机的机架装有带三相绕组的叠片铁心。转子由具有悬挂极的轮毂组成，见图3-10。每个极由10个独立的永久性磁铁组成，这些磁铁装在一个非磁性的金属壳内，并用螺栓固定在轮毂与外极靴之间。转子轮毂则热装在轴的自由端。4励磁机的冷却 励磁机(图3-11)是空气冷却的。冷却空气为闭式循环，并在横靠励磁机安装的两个冷却器装置中进行再冷却。整个励磁机装在冷却空气循环通过的机壳中。 图3-12示出，整流环从两侧吸入冷空气，然后把热空气排到位于基板下面的腔室。另一路冷空气通过副励磁机，然后通过风机，主励磁机的机壳才接收到这一冷空气。冷空气从两端进入主励磁机，并被传送至转子体下面的输送管道，然后通过转子铁芯的径向槽排到下腔室。而热空气则通过冷却器区返回到主机壳。5. 励磁机的干燥系统 励磁机还安装干燥装置除湿器，旨在防止当汽轮发电机停机时，在励磁机内部或在盘车装置上形成凝结水。 干燥器用于除去励磁机机壳内空气的水分。干燥器轮用不易燃材料制做，从图3-13、3-14可见，在其入口侧干燥器轮装有一个筒形管道系统，其表面充满高度吸湿材料。筒形管道按所需尺寸加工而成，以使其甚至在高速度气流下也能得到压力损失较低的层流。 正向热气流通过与进入空气相反的方向转动的干燥器轮时，干燥器轮吸收的水分就会在再生段被除去，然后排到大气中。干燥器轮的材料被再生后又可以重新吸收水分用独立的气流即可使吸收水分和再生干燥器轮材料的工序同时进行，从而也能确保连续不断地将空气进行干燥。在干燥空气出口管路中安装截流阀，可防止发电厂被污染空气在励磁机加载期间被吸入。 干燥器轮慢速旋转（每小时大约转动7 圈）时进行除湿。蜂巢式干燥器轮由含有晶体氯化锂的硅化镁合金制做，而干燥器轮的内部再分成4 部分，其中1/4 部分用于干燥材料的再生，3/4 部分用于吸收水分。 对于吸收段，要除湿的空气通过干燥器轮的水分吸收段，空气中的部分水分就被吸附材料即氯化锂除去。而对于再生段，在干燥器轮的再生段，由加热过的再生空气清除干燥器轮聚积的水分。干燥器轮连续不断地旋转确保连续除去励磁机内空气中的水分。图3-9 三相主励磁机结构示意1-磁极；2-定子；3-转子；4-风机图3-10 三相副励磁机结构示意1-轴承；2-定子；3-永久性磁铁转子；4-定子图3-11 励磁机结构示意1-三相副励磁机；2-风机；3-三相主励磁机；4-整流环图3-12励磁机冷却示意图图3-13干燥器结构图1-干燥空气出口；2-截流阀；3-再生空气入口；4-温度调节装置5-干燥器外壳；6-干燥空气入口；7-再生空气出口；8-滤网图3-14 干燥器工作原理图1-再生空气出口；2-干燥器轮；3-加热器；4-通风机；5-过滤器；6-空气出口；7-截流阀第五节检修项目工艺方法及质量标准1、大修项目1.1 发电机检修发电机解体抽转子检查和清扫定子线圈引出线和套管。检查和清扫铁心压圈、线圈端部绝缘、绑扎线、支持架和压紧螺栓，消除缺陷。检查和清扫通风孔及通风孔处线棒绝缘。检查回水管测温元件,测量测温元件的电阻及对地绝缘。线圈水回路做冲洗。检查线棒槽楔。上下层线棒接头接触电阻测量。线圈水回路做水压试验。回路做流量试验。拆除出线接头与中性点接头螺丝，(待做试验)发电机端盖装复后密封槽内打密封胶。发电机做气密试验，捉漏和消除漏点，包括本体的焊口烧焊和密封垫更换。检查转子表面与清理。检查护环和心环、有无移位、变形，进行金属探伤，检查平衡重块。检查通风孔有无堵塞逐孔进行。检查风叶、轴颈有无裂纹、损伤，并做金属探伤。检查转子励端导电螺杆，如损坏，更换导电杆。转子做气密试验。检查和清理氢冷却器室。检查冷却器管子与散热片有无破裂、损伤及清理。氢冷器做泵压试验，发现漏点后漏点处用闷头闷掉。各密封面处理和重新制作密封垫。氢冷器原损伤螺丝及垫圈全部调换。铁芯、线圈做清理揩去全部油迹。检查线圈绝缘有无损伤。检查铁芯是否发热、变色。检查连接线螺丝有无发热变色现象。检查测量定、转子间隙。检查平衡块及螺丝有无脱落移位。检查风叶有无移位损伤。表面做清理。1.2励磁机检修检查定子磁铁螺丝有无松动。检查转子表面有无过热变色。测量定转子间隙（注内、外两端均要测量）。清理与检查无刷机元件有无损坏，油迹楷去见本色。检查整流盘与熔断器接触有无间隙，不能塞进0.025mm塞片。接触熔断器指示是否突出。检查测试二极管正反向泄漏电流及接触电阻测量。检查整流组件连接线螺丝及垫片有无松动。检查正负极出线排表面是否光洁、有无伤痕。检查直流接地检测装置是否完好，装复后要进行带电试验。测试检测装置线圈直流电阻。励磁机小室内孔洞全部封闭。检查开关桩头螺丝与连接排螺丝是否拧紧。测试开关接触电阻是否良好。检查可控硅是否良好和各接线桩头螺丝松紧。检查和清扫调节器一次回路及螺丝松紧。1.3发电机试验发电机定子大修前热态绝缘试验绕组绝缘电阻和吸收比大修中定子绕组直流电阻测量大修后绝缘试验绕组绝缘电阻和吸收比发电机转子转子膛外交流阻抗试验(试验电压200V)。转子绕组绝缘电阻(1000V在兆欧表)。转子绕组直流电阻。测量转子轴电压(大修前、后)。主励磁机试验测量绕组绝缘电阻。测量绕组直流电阻。测量二极管反向泄漏电流。测量熔断器阻值。付励磁机试验测量绕组绝缘电阻。测量绕组直流电阻。金属监督（包括护环、风叶） 2、小修项目2.1 发电机检修检查和清扫定子线圈引出线和套管。检查和清扫铁心压圈、线圈端部绝缘、绑扎线、支持架和压紧螺栓，消除缺陷。检查和清扫通风孔及通风孔处线棒绝缘。检查回水管测温元件,测量测温元件的电阻及对地绝缘。线圈水回路做冲洗。上下层线棒接头接触电阻测量。线圈水回路做水压试验。回路做流量试验。发电机做气密试验，捉漏和消除漏点，包括本体的焊口烧焊和密封垫更换。检查转子励端导电螺杆，如损坏，更换导电杆。转子做气密试验。检查和清理氢冷却器室。检查冷却器管子与散热片有无破裂、损伤及清理。氢冷器做泵压试验，发现漏点后漏点处用闷头闷掉。各密封面处理和重新制作密封垫。氢冷器原损伤螺丝及垫圈全部调换。铁芯、线圈做清理揩去全部油迹。检查线圈绝缘有无损伤。检查铁芯是否发热、变色。检查连接线螺丝有无发热变色现象。检查测量定、转子间隙。检查风叶有无移位损伤。表面做清理。2.2励磁机检修检查定子磁铁螺丝有无松动。测量定转子间隙（注内、外两端均要测量）。清理与检查无刷机元件有无损坏，油迹楷去见本色。检查整流盘与熔断器接触有无间隙，不能塞进0.025mm塞片。接触熔断器指示是否突出。检查测试二极管正反向泄漏电流及接触电阻测量。检查整流组件连接线螺丝及垫片有无松动。检查正负极出线排表面是否光洁、有无伤痕。检查直流接地检测装置是否完好，装复后要进行带电试验。测试检测装置线圈直流电阻。励磁机小室内孔洞全部封闭。检查开关桩头螺丝与连接排螺丝是否拧紧。测试开关接触电阻是否良好。检查可控硅是否良好和各接线桩头螺丝松紧。检查和清扫调节器一次回路及螺丝松紧。2.3发电机试验发电机定子修前热态绝缘试验绕组绝缘电阻和吸收比修中定子绕组直流电阻测量修后绝缘试验绕组绝缘电阻和吸收比发电机转子转子膛外交流阻抗试验(试验电压200V)。转子绕组绝缘电阻(1000V在兆欧表)。转子绕组直流电阻。测量转子轴电压(修前、后)。主励磁机试验测量绕组绝缘电阻。测量绕组直流电阻。测量二极管反向泄漏电流。测量熔断器阻值。付励磁机试验测量绕组绝缘电阻。测量绕组直流电阻。3检修步骤、工艺方法及质量标准3.1发电机检修前准备3.1.1完成发电机检修工作策划确定检修发电机负责人及班组成员。核对和熟悉发电机检修项目。了解发电机运行中存在的主要缺陷。完成发电机检修主要辅材需求计划。拿到经过审核批准的检修文件包及检修工艺卡。3.1.2发电机检修专用工器具及常规工器具的准备。3.1.3检修场地准备。3.1.4办理工作票和风险预控票，在专人监护下，核对工作票的安措已经全部执行，具备开工条件。3.2发电机检修3.2.1发电机氢气系统气体置换检查发电机氢气系统气体置换完毕。检查供氢手动门、氢压调节门前手动门、氢压调节门旁路门。均已关闭，对发电机供氢门应有明显断开点。（3）热导式气体分析仪已停用3.2.2 发电机断引线、断中性点连线。打开发电机出线小室人孔门。进入发电机出线小室进行作业前检查、清洁。检查拆线前发电机引线、中性点连线状态。拆开发电机引线、中性点连线，在引线、中性点连线断口处做绝缘隔离措施。3.2.3 发电机检修前试验，试验项目及标准见绝缘试验规程。3.2.4 拆除发电机氢气冷却器关闭发电机氢气冷却器出、入口截止门，打开相应的排气阀，降低冷却器内的压力。拆除氢冷却器闭式冷却水管。拆除氢气冷却器上管板与氢气冷却器座螺栓。拆除氢气冷却器漏水报警水管，拆除氢冷却器下部气体密封罩，用专用螺栓将氢冷却器气体密封罩下放500mm左右，在拆除气体密封罩后应记录绝缘棒限位间隙。按照冷却器安装图将气体密封罩降低。拆除氢气冷却器下部定位块、紧固件。做好氢冷却器定位标记，用行车将冷却器垂直吊出。冷却器吊至检修场地后将冷却器中剩余的冷却水排放掉，然后将冷却器转90度（转至水平位置）并侧放在地上（必要时使用压缩空气对冷却器进行干燥）。将冷却器法兰盖住或用盲法兰封住。回收氢冷器密封胶条并准备备品。清洗或修理冷却器。如果是冷却器管板的入口、出口或回水道均已拆下，重新装配时，必须连续四次操作，分别用27Nm、54Nm、83Nm和83Nm将六角螺栓拧紧。进行泄漏试验并做好记录。用压力为0.76MPa氮气试压，试压时间为12小时。整体吊离氢冷器，放入指定位置，清洗并做水压实验。氢气冷却器的重新安装,重新安装氢气冷却器的方法如下：在安装已清洗过的或修理过的冷却器或安装新冷却器之前，一定要检查现在可以够到的热气体和冷气体空间中是否有杂物或其它碎屑，并用真空方法清理该区域。勿用压缩空气进行清理，否则会将杂质吹入发电机中够不到的地方。检查冷却器、冷却联箱及气体密封罩的法兰和密封面，必要时进行清洗。将密封氢气用新O形环插入上部管板与冷却联箱之间。利用起重机将冷却器竖立，然后定位在冷却器井上方。将冷却器小心地向下放入井内，直到上部管板牢固地定位在冷却联箱上。要确保不使橡胶密封或螺栓受到损坏。将冷却器段与回水道对准，然后重新上好紧固件。要保证符合图纸规定的要求。装复时先将绝缘棒装复到位。将氢气密封用新O形环插入冷却联箱与气体密封罩之间，用螺杆紧固气体密封罩，直到该罩牢固地固定在冷却联箱上。用手拧紧柱螺栓螺母，将上部管板和气体密封罩固定在冷却联箱上。从气体密封罩上拆下四个螺杆并更换为柱螺栓。拧紧上部管板和气密封罩的柱螺栓螺母。将管子与入口和出口水道重新连接。慢慢打开截流阀，用水冲洗冷却器段；当从冷却器段内排出的水中不再有气泡时，立即关闭排水阀和排气阀。对所有法兰连接进行泄漏试验。3.2.5 励磁机解体拆除励磁机小室内电气照明线、励磁机干燥器线，将小室吊出。取出接地故障检测碳刷。拆除接地故障检测碳刷架。拆除励磁机隔音罩。联系拆除热控元件线。拆除#8轴承外油挡。（机务）测量#8瓦检前绝缘。拆除#8轴承排烟、进、回油、顶轴油管。（机务）拆除#8轴承中分面螺丝，用支头螺栓支开结合面，吊去上盖。（机务）拆除并吊出#8轴瓦上半瓦。（机务）拆除#8轴承内油挡。（机务）安装励磁机电端临时托架（临时托架底脚螺丝要紧到位）。拆除主励磁机、副励磁机、励磁风扇两侧端罩。拆开发电机与励磁机联轴器螺栓，装两只导向销，应做好螺栓记号，并放好，防止凹凸脱口，用支头螺栓顶开联轴器（0.3-0.5mm），测量联轴器瓢偏，并测量电、励转子中心（测量两转子间平面间隙即可）。（机务）拆除励磁机上端盖及端盖罩壳，起吊励磁机转子，起吊前应由机务取出#8轴承下半只，安装临时轴瓦，让励磁机转子有充分向后余量，因为电转子与励磁机联轴器内有4根连接线棒，同时转子要做水平监视。做好励磁机底座纵向和轴向位置记号，拆除励磁机台板联结螺栓，起吊励磁机座。拆除永副励磁机台板螺栓，并做好记号。待各项工作完成后，将励磁机转子吊入指定位置。3.2.6 抽转子前准备工作：拆除汽端内部挡板，拆除氢冷器隔板及框架，并做好标记，若发现止动垫片有损坏，及时调换新止动垫片。用专用深度尺测量挡风环动、静叶之间间隙，做好记录。测量挡风环轴向间隙及其绝缘，拆除发电机导向支架上部与端盖联结螺栓，注意保护调整垫片。参见图纸24-3116-130418。测量励端阻气门轴向、径向间隙，拆除励端阻气门。拆除低压转子与电转子联轴器保护装置，拆低、电转子联轴器螺栓（由SKF专门人员专用工具拆除），支开联轴器，测量发电机联轴器瓢偏，复校中心：（机务）用二根72400mm铜棒连接两转子，对准两转子记号。（机务）百分表架固定在汽端联轴器螺孔内，表指向发电机端A、B排水平面上，在圆周上装一只表，平面装二只表，指针指示处必须光滑平整，表杆指向轴心，百分表小针应调在3-4mm，大针调在“50”位置。（机务）启动顶轴油泵，顺转子转动方向盘动转子90，然后关闭顶轴油泵，待转子抬高数值回复到原来状态，敲松盘车专用销子，读出对轮中的外圆与平面数值，并做好记录。（机务）依次将转子转动90、180、270、360，分别在四个测量位置读取数据后，转子回到起始位置，此时外圆的百分表读数值应复原，若误差大于0.01mm，应消除后重新测量。（机务）中心偏差的计算，取平面各点平均值，同一直径上的两平均值差即为平面偏差，同一直径上两读数之差值的二分之一即为外圆偏差。（机务）为测量的准确性，必须复测一遍，两次结果应一致，否则应查明原因，并重新测量。（机务）装风扇叶片上的保护环，有转子匝间短路测量探头的应先拆下，或予以保护，以防抽转子时碰坏探头。由热控、电气解除接地碳刷、轴振、热电偶。用100V摇表测量#6瓦绝缘，拆除发电机挡油环内六角螺丝和端面六角螺丝，测量挡油环间隙，并做好标记，用支头螺丝顶开上半端面，使之有一定间隙。起重配合吊出上半只挡油环，然后拆吊下半只挡油环。（机务）依次拆除#6轴承上半只顶部绝缘衬瓦并测量间隙，测量轴承油隙，拆除轴瓦中分面螺栓、销子，使用专用工具将上半只轴瓦吊出。装入转子抬升工具（0.10mm），拆下顶轴油管接头、温度测点，并做好记号，用行车将下半轴瓦取出，放入指定位置。（机务）使用水平仪、桥规，做好标记后，并及时对进油、回