同步发电机详细概述.doc

概述某电站电站水轮发电机为立轴半伞式三相凸极同步发电机，双路径无风扇端部回风密闭自循环全空冷冷却。1.1 结构：发电机主要包括：基础、定子、转子、上机架和上导轴承、推力轴承、下机架和下导轴承、空气冷却系统、机械制动及顶起系统、碳粉及制动器吸尘系统、水喷雾灭火系统、主轴、励磁装置，辅助接线、油水管路、照明系统、中性点接地系统、主中引线保护系统、挡风板、上中下层盖板等。发电机及其附属设备至少带下列零部件或附件：定子及其基础部件和预埋件；转子；主轴和上端轴；上、下机架及其基础部件和埋件；推力轴承及导轴承；发电机冷却系统和轴承油槽冷却系统；润滑系统；制动系统；主引出线；中性点电流互感器及中性点接地装置(包括接地变压器、避雷器等)；自动化元件；温度检测计及温度显控器；除尘、除（防）油雾和轴电流防止及保护装置；温度、压力、位置、流量等仪表和检测装置；发电机机坑内的照明器具及配电箱。发电机机坑吸尘、除湿装置及其配电箱、控制箱；测速装置；发电机端子箱；机组灭火设备。1.2 参数及型号额定电压-指额定运行时定子的线电压，单位为V或KV；额定电流-指额定运行时定子的线电流，单位为A；水轮发电机的型号由型式、容量、磁极个数和定子铁芯外径四部分组成，主要表示方法如下：某电站水电站发电机为三相立轴半伞式同步发电机，采用密闭自循环冷却方式，型号为：SF400-68/16250。SF-水轮发电机；备注：立式水轮发电机根据推力轴承安装位置的不同分为悬吊式和伞式两种。伞式机组按照有无上导轴承又分为半伞式和全伞式两种。无上导的称为全伞型，有上导的称为半伞型。某电站水电站为半伞型下图是某电站水电站发电机结构示意图1.3 工作原理交流发电机产生交流电的基本原理就是电磁感应原理；也就是交流发电机是利用产生磁场的转子旋转，使穿过定子绕组的磁通量发生变化,在定子绕组内产生交流感应电动势。当励磁绕组有电流通过时，励磁绕组便产生磁场，转子轴上的两个爪极分别被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁极交替地在定子铁心中穿过，形成一个旋转的磁场，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流感应电动势。 异步电机是定子送入交流电,产生旋转磁场,而转子受感应而产生磁场,这样两磁场作用,使得转子跟着定子的旋转磁场而转动.其中转子比定子旋转磁场慢,有个转差,不同步所以称为异步机.同步电机定子同异步电机,其转子是人为加入直流电形成不变磁场,这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步,始称同步电机异步电机只用于电动机，极少用作发电机，都是同步电机用来发电。隐极式：转子呈圆柱形，细而长，转子上没有凸出的磁极，转速高、磁极对数少，一般都是用于汽轮发电机凸极式：转子大多数为圆饼状，转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈，转速低、磁极对数多，一般都是用于水轮发电机第2章 定转子系统2.1 定子水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕组线圈等组成。定子绕组连接Y形连接，中性点经接地变压器接地。发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统称为发电机的定子，也称为电枢。铁芯固定在机座上。三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。1-定位筋和托板；2-扇形片；3-齿压板；4-拉紧螺杆；5-固定片；6-通风槽片；7-下齿压板；8-机座上环；9-机座中环；10-机座下环2.1.1 定子机座定子机座的结构特点为斜立筋结构。机座共有18个斜立筋，6层环板，下环板上面的306-30的穿心螺杆孔在工地机座组焊后装焊定位筋时加工。机座外壁为多边形结构，外壁致中心为8790mm机座高度为5095mm。某电站水电站定子机座分为6瓣，采用一定厚度的钢板焊而成的圆筒体，筒体内侧从上到下布置有多道水平旋转的一株及加强筋，使定子机座具有足够的强度和钢度，主要作用是固定铁芯的作用，静态下承受着定子铁芯、线棒及上机架的轴向重力，运行过程中与基础牢固地结合一起承受着额定转矩、突然短路力矩、不平衡磁拉力、定子铁芯热膨胀对定子机座的径向力等复杂的力。2.1.2 定子铁芯定子铁芯高度2.450m，铁芯内径15.350m，铁芯外径16.250m。定子铁芯是水轮发电机的主磁通磁路的一部分，一般由导磁性能较好的0.5mm厚且有一定槽形的硅钢片叠压而成。定子铁芯有要求有足够导磁能力以及足够的刚度和紧度，并能适应铁芯热膨胀的需要，保证铁芯不发生翘曲变形。a、定子铁芯的材料。定子铁芯由高质量、高导磁率、低损耗、无时效、机械性能优良的优质冷轧薄硅钢叠装成圆。每片扇形片冲压成形后，去除毛刺、磨光，并在两面涂F级绝缘漆以减少涡流损耗。b、定子铁芯的压紧。定子铁芯采用穿芯螺杆加强长铁芯的压紧。为避免机组长期运行后造成定子铁芯的松动。在拉紧螺杆和穿芯螺杆上增加碟形弹簧。通过设置碟形弹簧的压缩量和拉紧螺杆的伸长量，补偿铁芯的收缩，保证了定子铁芯长期运行而不松动。穿芯螺杆安装后要求绝缘。2.1.3 三相绕组定子线圈的主要作用是产生电热和输送电流。定子线圈是用扁铜线绕制而成，然后再在它的外面包上绝缘材料。定子线棒采用将导电子和导电槽衬包绕在线棒表面，以消除线棒表面与铁芯槽壁的间隙，改善电位，并达到切身固定的目的。线棒在槽内的径向固定，采用槽楔和楔下进口波纹板的固定结构，这种结构依靠弹性波纹板强有力的弹性，使定子线棒在冷热压状态下均有一定压力，并能补偿绕组绝缘的老化收缩，使绕组、槽楔能长期运行而牢固而不松动。定子绕组由单匝线圈组成，各支路并联，“Y”形连接，主引出线和中性点引出线和它们的终端应为线电压级全绝缘。2.2 转子发电机转子是形成磁场的关键部件，也是全厂起吊重量最大的部件，主要由转子中心体、转子支架、磁轭（水轮发电机转子中固定磁极的结构部件，发电机磁路的组成部分）和磁极等部件组成。转子结构应有足够的强度和刚度，并具有良好的电磁和通风性能。1- 主轴；2-转子中心体；3-支臂；4-磁轭；5-端压板；6-磁极；7-制动板2.2.1 转子支架斜立筋圆盘式，一个中心体和6个外环组件。转子中心体、支臂采用焊接结构，转子中心体、支架主要用于固定磁轭并传递扭矩。是把磁轭和主轴连接成一体的中间部件。正常运行时，它们要承受扭矩、磁极和磁轭的重力矩、自身的离心力以及热打键径向配合力的作用。2.2.2 磁轭磁轭的作用是产生转动惯量和固定磁极，同时也是磁路的一部分。磁轭在运转时承受扭矩和磁极与磁轭本身离心力的作用。磁轭是利用交错叠片方式一层一层进行叠装，层与层之间相错一定的极距值，沿轴向分成若十段，段间用通风沟片隔开，以形成通风沟。为了减小磁轭的倾斜度和波浪度，在磁轭上、下端装有压板，用拉紧螺栓将磁轭固紧。磁轭和转子支架的固定是采用键连接，使磁轭和支架连接成一体，以传递扭矩。磁轭叠片须采用激光切割，磁轭叠片应平整、无锈、无毛刺、无油污，尺寸符合图纸精度要求。各叠片厚度均匀，各部的厚度偏差应0.01mm，最大不得超过0.02mm。2.2.3 磁极（励磁磁场）当直流励磁电流通入磁极线圈后就产生发电机磁场，因此磁极是产生磁场的部件。磁极由磁极铁芯、磁极线圈和阻尼绕组三部分组成。 磁极铁芯一般由1.5mm厚钢板冲片叠压而成。两端设有磁极压板，通过拉紧螺杆与冲片紧因成整体。磁极线圈多采用裸扁铜排或铝排绕成，匝间用环氧玻璃上胶坯布作绝缘。极身（对地）绝缘采用云母烫包结构或由环氧玻璃面板加工而成。阻尼绕组装在磁极极靴上，由阻尼铜条和两端的阻尼环组成。转子组装时，将各极之间的阻尼环用铜片制成软接头搭接成整体，形成纵横阻尼绕组。它的主要作用是当水轮发电机发生振荡时起阻尼作用，使发电机运行稳定。在不对称运行时，它能提高不对称负载的能力。2.2.4 制动板作用：一是当发电机转速下降到额定转速的20%投入制动；二是当需要顶起转子时作为支撑面。转子支架或磁轭下部的制动环板的材料须耐热、耐磨。制动环应分块，表面平滑无凹槽孔洞，便于拆卸和更换，制动环结构应有利于散发制动所产生的热量，并使制动环块不致因热膨胀而变形。2.2.5 集电环与电刷装置（？用处）1） 电刷布置在转子上部的金属罩内，并应留有足够的空间。绝缘等级为F级。应能在发电机运行时不拆卸护罩检查电刷。刷握的布置应易于在运行时安全地取出和重新装入电刷。在电刷寿命期间，电刷对集电环的压力不变。电刷和刷握的布置应利于通风。为防止由于电刷接触不良或接头松脱导致机组失磁，每个导电环上的电刷数和铜排引线接头或电缆终端连接数应大于2个。电刷装置的导电环应沿周向交错错开布置，以防止碳粉引起短路，刷握应布置成易于装入电刷，电刷压力在磨损前后应保持一致。2） 集电环应设置粉尘吸收装置避免碳粉进入发电机通风系统而导致污染发电机绕组或使集电环正负环短路。集电环和电刷应由高抗磨材料制成，电刷的磨损量应小于2mm/1000h；集电环的磨损量应小于0.01mm/7500h，其寿命应不小于20年。为了使集电环的磨损均匀，应采取措施变换集电环的极性而无需拆卸或更换励磁绕组引线和集电环。第3章 机架轴承系统3.1 轴系发电机轴系由上端轴、转子中心体、主轴以及作为一个完整轴系所需的所有其它部件组成。3.1.1 主轴（连接水轮机轴和转子中心体）发电机主轴的主要作用是传递扭矩。它把水轮机产生的机械能传递给发电机，带动发电机旋转，主轴为段钢制造，为减轻轴的重量、改善受力条件，以及锻件探伤的和水轮机自然补气的需要，某电站水电站的主轴做成空心轴。发电机主轴上法兰为整体内法兰结构，下法兰是整体外法兰结构，上法兰与转子中心体用螺栓连接，下法兰用螺栓与水轮机轴上法兰连接。3.1.2 上端轴布置在转子上方，用于布置上导轴承、安装发电机励磁集电环、测速用齿盘装置。3.2 上机架由中心体和18个斜支臂组焊成整体。发电机的上机架布置转子的上方，在上机架内布置有上导轴承，承受机组运行时的径向负荷。某电站水电站推力轴承布置在下机架上，下导布置在下机架中。 上机架径向通过螺栓和键与预埋入基坑混凝土内的基础埋键连接将径向力传递到混凝土基础上，斜支臂轴向与定子机座连接，将上机架及上导轴承的全部重量通过定子机座传递到基础上。3.3 下机架中心体+12个支臂，主要承力部件。发电机的下机架位于转子下方。由于某电站机组为半伞式布置，故下机架为荷重机架，它不仅承受转动部分的重量和水的轴向推力等负荷，还要承受运行时的径向负荷。下机架上还布置有推力轴承、下导轴承、制动器（风闸）、下挡风板？等。3.4 上导轴承和下导轴承上导轴承布置在上机架油槽内，下导轴承布置在下机架油槽内。导轴承主要由导轴承瓦、冷却器、挡油管（？作用）、油槽和轴领？等组成。导轴承为分块扇形摆动瓦结构。导瓦为非偏心瓦，瓦面半径大于轴领半径，便于形成油膜。上导瓦背面设球面支柱与其后的楔板支撑顶紧，保证瓦能灵活地摆动，利于动态油膜的形成。导瓦与轴领的安装间隙由导瓦后面的楔板调整，调整后利用锁定板将楔子板位置锁定，从而保证导瓦与轴领的间隙恒定。瓦面为巴氏合金，为防轴电流侵蚀，导轴承装有槽形绝缘、绝缘套管和绝缘垫。某电站上下导轴承均采用油浸式内循环冷却结构。轴领热套或焊于轴上并与轴一起加工以保证质量。挡油管为分瓣结构，挡油管直管部位套装螺线密封管，螺线密封管外侧铆接有沿螺旋布置的分块铝制密封条，密封条与轴领内腔保持1.5mm间隙，利用小间隙减小该部位润滑油的波动，并尽量减小由于挡油管不圆造成该部位出现的泵效应。密封条的螺旋方向与机组的转动方向相反，这样在机组转动过程中，密封条之间的螺旋沟槽将对挡油管位置的润滑油产生向下的压力，有力于防止轴承内甩油的现象。油槽盖板采用接触式油挡，实现对油槽内油雾的动态密封。3.5 推力轴承推力轴承承受水轮发电机机组转动部分全部重量及水推力，并把这些力传递给荷重机架。布置在下机架的上平面。推力轴承主要由推力头、镜板、推力瓦、支承装置（弹性油箱）、瓦座、冷却器、油槽及辅助测量装置（温度、油位、油质监测）等组成。其中推力头和镜板为转动部分（与转子固定为一体），其余均为固定部分。整个推力轴承被安置在推力油槽中，槽中充满透平油作为润滑剂。运行中轴承摩擦损耗产生的热量通过油冷却器进行冷却，以维持轴承的温度在规定的范围内。3.5.1 推力头安装在转子支架下圆盘上，与转子支架采用止口配合，有一定的配合间隙，以便安装时根据盘车，静平衡等需要做一定的径向调整，为安装方便，推力头与转子支架间设导向的螺纹销。推力头是承受并传递机组轴向负荷及扭矩的部件。3.5.2 镜板镜板为固定在推力头下面。镜板是推力轴承的关键部件之一。镜板有较高的精度和光洁度，以降低摩擦损耗。3.5.3 推力瓦1） 作用：推力瓦是推力轴承中的关键部件，它是整个机组转动部分和固定部分的摩擦面，并且接受推力头传来的负荷并传递到基础上，承受整个机组转动部分的重量和轴向水推力。2） 组成结构：推力瓦为双层瓦结构，他由薄瓦和瓦托组成。薄瓦为弹性塑料瓦。瓦面与镜板中间有润滑油膜。推力瓦能互换。推力瓦的设计计算能保证最佳的油膜压力分布、以获得最佳的油膜厚度分布。某电站水电站的推力轴瓦采用弹性金属塑料瓦，它具有不需要研刮、不需要高压油顶起装置、对轴电流增加一道保护、摩擦损耗小、运行温度低、维护方便等优点。推力瓦上开有温度计孔，用于安装温度计，以监测轴瓦温度。3） 布置：推力瓦由头部为球面的抗重螺栓支承，抗重螺栓垂直拧入装有螺纹套筒的轴承座上。调整抗重螺栓的高度，可使瓦块保持在同一水平面上，使瓦块受力均匀。4） 绝缘垫：通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装设绝缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面，并起到绝缘和调整轴线的双重作用。3.5.4 支承装置(弹性油箱)为多波纹弹簧油箱支撑结构，其特点支点多又有弹性，可自动调节瓦的受力和保证工作面自由承运倾斜。弹性油箱具有安装调整方便，机组运行过程中自动平衡瓦间负荷的能力、瓦的负荷均匀度偏差不大于3%、瓦的倾斜灵活及能够较好地控制瓦的变形等优点，获得广泛应用。3.5.5 冷却器及油槽3.6 轴承系温度控制及润滑系统发电机设有二个导轴承和一个推力轴承：即位于转子上方的上导轴承和位于转子下方的下导轴承和推力轴承。推力轴承在下机架上。和下导轴承在下机架中。推力轴承和下导轴承宜选用将油槽分开设置的结构。在发电机各种运行工况下，且轴承冷却水温在规定值范围内，导轴承轴瓦的温度（埋置检温计法）不得超过75（巴氏合金瓦），推力轴承弹性金属塑料瓦的温度（埋置检温计法）不得超过55。在导轴承油温不低于10（巴氏合金瓦）、推力轴承油温不低于5（弹性金属塑料瓦）时，应允许水轮发电机起动。在紧急情况下，甚至在飞逸转速下发电机可不加刹车惰性停机。当环境温度低于10或5时，卖方应采取措施保证机组可靠起动。对采用巴氏合金瓦的导轴承，应允许在其油冷却器的冷却水中断时，机组在额定转速下带最大负荷运行15min。对采用弹性金属塑料瓦的推力轴承，当其油冷却器的冷却水中断时，若瓦体温度不超过55，油槽热油温度不超过50，推力轴承仍应能继续运行。推力轴承和导轴承均应配有全套自循环润滑系统。该润滑系统应有包括防止油过份搅动和汽化，以及保证消除甩油、漏油和轴承、润滑系统油气逸出的措施。每个润滑油系统应包括油槽和装有阀门控制的单独排油和充油管道，使油能直通外接的净化器及其它设备，循环净化润滑油、净化器及附件由其它的卖方提供。第4章 空气冷却器和轴承冷却器4.1 空气冷却器发电机应采用无风扇、端部回风、双路、径向密闭、自循环的通风结构，使定子风沟？风速沿轴向的分布均匀，在发电机各发热部位应保证有合适的风量，没有“死风区”的存在，能够充分保证发电机安全稳定长期运行。冷却水进水最高温度为25。发电机空气冷却系统要求坚固耐用，冷却效率高，不得渗漏，易于检修和更换冷却元件。在发电机定子机座周围，对称地布置足够数量的水冷式空气冷却器，形成一密闭自循环的空气冷却系统。空气冷却器应备有至少15%的设计裕度，当15%空气冷却器退出运行时，发电机应能在额定运行工况下长期安全运行，空气冷却器应按工作水压0.2MPa0.4MPa设计，在最大水压时，应保证冷却器管道中水的流速不超过1.5m/s，在最小水压时，应保证有足够的冷却水量。冷却器试验水压力为工作压力的2倍，历时60min，应无渗漏。冷却器的设计应防止由于沉淀物的聚积堵塞冷却水管。冷却器应可双向换向运行，便于冲洗。冷却器供水系统应设总的供、排水环管，布置在机坑内，冷却器和水管之间的全部接头应为法兰或柔性管接头。在每一冷却器与总管之间的连接处均应设置一个阀门。在连接空气冷却器的各排水支管上阀门和法兰之间应安装一个双向示流器，供排水环管上应设有流量计、温度计和压力表。通过冷却器的水压降不应大于0.02MPa。4.2 导轴承冷却器轴承油槽冷却系统应设置油-水冷却器。单个导轴承油槽采用内循环冷却；冷却系统应可双向换向进水运行。冷却器应有足够的容量维持适当的油温，当20%（且至少一台）油冷却器退出运行时，其他冷却器仍能使油维持正常的温度。推力轴承冷却系统采用内循环方式。冷却器、油泵及阀门等管件均应考虑备用，故障时可自动切换到其他管线工作，并发出报警信号。每个冷却器在规定的冷却水温下应具有足够的冷却能力，并有20%的设计裕度。通过冷却器的水压降不应大于0.02MPa，油冷却器应按工作水压0.2MPa0.4MPa设计，试验压力为工作压力的2倍，历时60min，应无渗漏。第5章 辅助系统及装置5.1 通风冷却系统发电机采用固定挡风板式端部回风的密闭自循环空气冷却系统，热风通过均匀布置在机座外壁的18个空气冷却器冷却。某电站水轮发电机的转子外缘周速较高，转子自身产生的冷却风量已能满足通风散热的需要。因此，可采用双路径向无风扇端部回风密闭自循环全空冷冷却方式。下图为磁轭风沟冷却空气由转子支架、磁轭、磁极旋转产生的风扇作用进入转子支架入口，流经磁轭风沟、磁极极间、气隙、定子径向风沟，冷却气体携带发电机损耗热经定子铁心背部汇集到冷却器与冷却水热交换散去热量后，重新分上、下两路流经定子线圈端部进入转子支架，构成密闭自循环端部回风通风系统。 上下两端面进冷风，中间经风沟出热风。5.2 灭火系统某电站电站发电机采用水喷雾灭火方式，基坑内共布置2条灭火环管。第一条布置在定子绕组的上方，直接向绕组喷雾；第二条布置在定子绕组下方直接把水雾喷向绕组端部；灭火环管为不锈钢管。4条灭火环管，每条环管上布置有适当数量的喷头，喷头的布置应能使水雾覆盖定子绕组所有部分，包括端部。第一条环管布置在定子绕组的上方，直接向绕组喷雾；第二条布置在定子绕组下方直接把水雾喷向绕组端部；第三条应布置在转子上盘形板进气孔上方，第四条应布置在转子下盘形板进气孔下方，将水雾直接喷入进气孔，使水雾沿冷却空气循环途径经过有效部件如转子绕组、定子铁心和定子绕组。灭火环管的布置应不影响通风效果。5.3 排油雾装置由电机、风机及过滤装置等组成，并配有自动控制系统，开机时，该系统自动投入，停机时，该系统延时退出。在机组投入运行过程中，油雾吸收装置可吸收轴承油槽中产生的油雾。当机组停机后，油雾吸收装置均退出工作。 5.4 除尘系统制动系统设置了自动除尘装置，当发电机在制动时，通过抽风机将制动时可能产生的粉尘吸出并收集在集尘筒内，定期将集尘筒内的粉尘收集走，避免粉尘在发电朵风洞内扩散污染发电机。设置一个由静电过滤器、吸风机、管路、仪表及控制装置组成的粉尘收集系统，以便除去在制动时有可能产生的制动粉尘，消除制动块粉屑对定子和转子的污染。碳粉收集集中控制设备装设在辅助设备控制盘内，收集的粉尘能方便地从收集室中清除。控制装置能手动操作和自动控制粉尘收集系统的运行，并具有以下的装置：电动机起动器；一个“手动切除自动”定位接点选择开关；一套红、绿指示灯；粉尘收集系统控制所需要的继电器、定时器和其它装置；远方控制用的下述状态的电气独立的接点（每种状态两对）：系统运行；系统故障；系统停止。当加闸时，自动启动粉尘收集系统，松闸后经一段时间延时，自动停止粉尘收集系统。5.5 电热除湿系统在每个发电机坑内有一套电热除湿系统，以防止机组停机时受潮结露，使机组随时可以不经干燥即可投入运行。它由12台加热器和6台除湿机组成，在发电机坝坑内等间距布置。它们仅在机组停机时运行。运行方式可为自动运行或手动运行。电加热器和除湿机应配置带有低压断路器和接触器以及其它所需的一体化单机控制箱，使用电压为380V/220V，50HZ，在发电机辅助设备控制盘内，设置电加热器和除湿机的集中控制设备。当机组起动或停机时能分别自动的断开或投入加热器和除湿机，集中控制设备应包括以下控制装置：磁力起动器；一个“手动断开自动”定位式触点的按钮开关；一套红、绿指示灯；远方启动电路的自动启动和自动切除该系统所需要的继电器、自动温度调节器和其它装置。加热器和除湿机应与机组控制系统闭锁，在机组运行时不得投入加热器和除湿机，加热器和除湿机应分别提供一对运行状态的无源电气接点至电站计算机监控系统，辅助设备控制盘应适合于安装在发电机机坑外。5.6 制动系统(与2.2.4制动板)5.6.1 简介制动系统的作用是在低速时迅速停机，以保护推力轴承。某电站电站采机机械制动系统，当发电机转速下降到额定转速的20%时投入制动。制动器采用压空气自动复位，制动块采用新型非金属无石棉材料制成。制动器兼作油压顶起装置。机械制动器应设计成作为顶起发电机转子和水轮机转轮的液压千斤顶使用。机械制动器应安装在下机架上。发电机应备有足够容量的空气操作的制动器。制动器可远方控制和现地操作。能顶起机组整个转动部件。在正常工况下，该制动器应能在投入后120s内使水轮发电机组的旋转部分从30%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。制动是在没有励磁和水轮机导水叶密封的漏水量不超过规定值的情况下进行的。在紧急情况下应能在35%额定转速下施闸，200s内使水轮发电机组的旋转部分从35%额定转速到完全停止旋转。空气制动器应按适应于最大气压0.8MPa下运行，并按开始制动时工作压力为0.5MPa设计，且制动工作压力应为0.5MPa0.7MPa。制动器的油、气缸应分别按油、气的150%工作压力做耐压试验。制动块应采用不含石棉和金属的材料，且坚固、耐磨、耐热、几乎不产生粉尘、容易拆卸和更换，不应在机组制动过程中因发热而损坏，也不应因摩擦而粘住或卡住。制动块应用键或其它可靠的方式固定在制动活塞上。每个制动器上都应设置制动块自动复位装置。当制动气压消失时，每块瓦应能自动复位，与制动环脱开。每个制动器气缸应配有两个位置开关，指示制动器已投入或松开复位。每个位置开关应装有两个常开和常闭接点。每个常开和常闭接点应连接到发电机端子箱的端子上，并分别接到独立的电气回路中。5.6.2 机械制动控制柜测量指示表：2个发电机制动气压表，01.0MPa，分别指示制动气源气压和制动闸气压。指示灯：发电机制动投入指示灯。制动空气阀：由自动投入制动的电磁空气阀和一个用于紧急制动的手动制动装置组成。输水管线高处或较长输水管线在停电或停泵过程中常因压力降低而产生水柱分离，为保护管线可以加装空气阀。空气阀有时也叫排气阀或进气阀。电磁空气阀：应为双线圈电磁空气阀，可控制制动的投入和退出，线圈操作电压为DC220V。电磁空气阀应带2对独立的干式接点反映其投入和退出状态。发电机手动制动装置：可机械操作制动空气阀，手动制动装置采用弹簧复位手柄。当手动制动装置投入制动时，应切断制动空气阀的电气控制回路。手动制动时，制动闸应一直保持在顶起位置，直到手动操作释放为止。手动控制阀应与自动控制阀闭锁，以避免手动控制阀正在使用时自动控制阀动作。转子顶起装置应包括制动器、供油排油管路、阀门、仪表、自动化元件和所有其它的配件或附件，并应提供可与移动式高压供油装置相连的管接头。顶起转子时，由高压供油装置向制动器输送高压油。供油装置应是可移动的，并且应包括二台互为备用的、由交流电动机驱动的全容量油泵，用以向制动器（液压千斤顶）提供高压油。一个“接通断开”定位接点选择开关；一套红、绿指示灯和顶起位置指示器。当转子达到最高顶起位置时，限位开关应接通指示灯并断开高压油泵。高压供油装置应组合成一个整体，装在一个带有万向轮的底座上，可以在机坑外侧移动并与任一发电机转子顶起装置相连。5.7 蠕动检测装置 在机组停机的情况下，若出现蠕动现象，则蠕动检测置能检测出蠕动状态并发出蠕动报警信号，并起动高压油顶起系统和机械制动装置。大轴蠕动检测装置由投切器和发讯单元两部分组成。投切器可由主轴密封围带电磁空气阀进行控制(也可采用单独的电磁空气阀来控制)。当机组停机完成后，在主轴密封围充气的同时也向蠕动检测装置的投切器通入压缩空气，从而将发讯单元向前推进，直至其磨擦盘与机组大轴表面相接触为止(有稍许接触压力)。此时如果大轴发生蠕动，当蠕动转角达到1.52范围时，借助磨擦盘的偏转作用，发讯单元便会发出大轴蠕动信号。此信号可用于报警并同时作用于高压油顶起系统和机械制动装置，使高压油和制动闸投入以减少蠕动对机组的危害。在机组启动前，当主轴密封围带电磁空气阀动作，使主轴密封围带排气的同时，也使蠕动信号装置的投切器排气，在内部弹簧力的作用下，投切器使发讯单元退回原始位置，在此位置上，磨擦盘离开大轴表面68毫米，确保不会受到旋转大轴的损害。技术参数：操作气压：0.4MPa0.8MPa 投切器工作行程：8mm接点数量：两对转换接点 接点容量：DC220V，0.5A AC200V，1A蠕动报警灵敏度（以大轴蠕动转角表示）：大轴直径500mm以上者，不超过1.5；大轴直径300500者，不超过25.8 中性点电流互感器及中性点接地装置所有电流互感器应为穿心结构。电流互感器的基本冲击绝缘水平应为125kV，其额定值和特性应符合IEC300185，准确等级应符合下列要求：保护准确等级：5P30级(IEC)，20VA，变比2800/1A，1只(双线圈)； TPY级(IEC)，15VA，变比9000/1A（暂定），12只。中性点接地采用经接地变压器接地的方式。中性点接地装置的设计应满足100%定子接地保护装置提出的要求，所有设备应组合在封闭的金属柜内，柜体防护等级为IP4X。包括变压器、避雷器、电阻、中性点柜（装设中性点接地变压器和电阻的密闭金属柜体）、相关附件、所有必需的内部连接(如铜母线与电阻的连接)和接头等。接地变压器接在发电机中性点和地之间，变压器二次侧应接一组电阻。电阻应安装在中性点接地装置柜内。所有电阻元件应与其固定杆和地完全绝缘，并应加以支撑。高压绕组为密闭式，与二次绕组之间对地静电屏蔽。变压器应整体密封于一单独的金属防尘外壳内。除铁心、绕组和封闭的外壳外，所有的钢制部件应为热浸渍镀锌钢。5.9 调速器测速装置及电气转速信号器齿盘测速装置，能为调速器和电气转速信号器提供满足要求的转速信号。测速装置包括齿盘、探测器等必须的元器件。应配置1只探测器，其输出至电气转速信号器。另外，调速器厂家将采用本合同的齿盘测速，并配置2只探测器作为调速器的转速信号采集。发电机表计盘装设电气转速信号器，用于发电机组转速的测量。电气转速信号器采用两组输入信号，一组来自齿盘测速装置，一组来自机端PT，两组信号互为备用。电气转速信号器应有DC420mA模拟量输出及不少于12个开关量信号。每个转速开关信号应有2个独立的、不接地的转换触点回路，其动作精度应不低于1%。每个转速开关信号应在0%200%额定转速范围可调，且每个转速开关信号均可设定成上升缘或下降缘触发模块。5.10 轴电流检测装置包括轴电流CT、轴电流检测装置及轴电流保护装置。轴电流CT应具有测量绕组及试验绕组，轴电流保护装置应包括两段定值，低定值接点用于报警，高定值接点联动机组解列停机，每段定值应有两对接点输出供机组保护用。轴电流保护装置布置在发电机仪表盘上。第6章 自动化元件简介6.1 简介为满足机组检测、安全监视及保护所配置。温度计（包括定子铁芯、线圈、转子线圈、导轴瓦瓦温、油槽油温、热风风温、冷风风温、冷却水温度等温度）。振动传感器（包括上、下机架水平垂直振动传感器、定子水平振动传感器）。摆度传感器（包括上导、下导轴承摆动传感器）。油混水传器（包括上导、下导、推力轴承油槽油混水传感器）。流量信号器、差压信号器、温度显控器、轴电流检测及保护装置、齿盘测速装置、蠕动检测装置、转速信号器、行程信号器、液位信号器、冷却水流量指示传感器、压力开关、限位开关；风洞内的感烟探测器、主轴接地碳刷、运行指灯、制动器制动复位行程开关、空气间隙检测系统、各轴承及空冷器示流信号器、压力表等。所有自动化元件应设有独立的电气接点或420mA模拟量输出，接点在交流220V电压下应具有5A的额定断流能力或直流220V电压下应具有0.5A的额定断流能力。各自动化元件的动作整定值应便于调整，且不受发电机振动的影响。420mA模拟量输出应不受环境温度的影响，不发生零飘并具有良好的线性度。6.2 电阻温度检测计每台发电机一起提供的RTD至少布置在如下位置： 发电机定子绕组每相每分支6个（分别装于定子线棒的上部、中部和下部的层间）；定子铁心槽底24个(均匀分布)；每块推力轴瓦最热点1个；每块导轴瓦1个；每个轴承油槽4个；每个空气冷却器冷风出口1个；每个空气冷却器进风口1个；空气冷却器供、排总水管各2个；上、下铁心齿压板压指各16个 (均匀分布)；集电环罩内2个；每个推力轴承和导轴承冷却水进、出口分别装设1个；每个推力轴承油水冷却器进、出油管分别装设1个。6.3 温度显控器用于报警温度计的RTD应装在表征最热部件温度的地方。温度显控器应装在发电机表计盘上。探测元件与导线应按要求绝缘与屏蔽，以防止外部电磁场的影响。以摄氏温度显示，其显示范围至少应在预计的最高允许运行温度的120的范围。每台发电机的下述部件应装设温度显控器，并应在相应测温点附近布置配套的RTD：推力轴承温度4个；每个导轴承2个；每个轴承油温2个；每台空气冷却器2个（冷热风各一个）。6.4 油位计与油位传感器及变送器每个轴承油槽应配备一个指示油位的表计，装于油槽附近易于读数的位置。每个油位计应具有四个油位开关，每个油位开关应配有2对独立可调的、不接地的电气接点，四个油位开关可以分别整定在不同位置。油位计的量程应足以指示在停运和所有运行状态下的油位。上述接点应连接到发电机端子箱。每个轴承油槽应配备一个油位传感器及变送器。变送器安装在仪表屏上，输出（420）mA（两线制）。6.5 油混水检测器在每个轴承油槽内卖方应提供一只油混水检测器，以检测漏进油里的水。每一个检测器应带1对电气独立的接点输出报警信号。并满足如下技术要求：工作压力：1.0MPa 工作温度：01006.6 压力表和开关在发电机油系统中应提供跨接每一只过滤器的一只差压表和一只差压开关。提供传感元件与表计之间所有必需的相互连接的管道及配件。每个开关应有二对电气上独立、可调的接点。表计盘应有下述装置：报警温度计，冷却水总管流量计指示仪表，带有开关的恒温控制的表计盘加热器，带有开关的表计盘内的节能灯，有关变送器。6.7 推力轴承负荷传感器推力轴承如不采用自平衡型或弹簧型时，应在每个轴瓦支承上装有负荷传感器，以检测轴瓦上荷载的平衡情况。卖方应提供埋设在推力轴瓦内的所有必须的负荷传感器、连线和其他元件，并提供一台手提式设备，以便在发电机已安装完且轴承已充满油的情况下，测量每台发电机推力轴瓦上的荷载。6.8 刻度盘用于压力表和温度表的刻度盘应是白色的，带有黑色的刻度和数字及黑色的指针。带有报警输出信号接点的表计，其表计报警点的指针为红色。刻度盘上应有一条色带与刻度并排，可以从表计正面很清楚地看到刻度，色带为耐用材料制成，并按以下色码布置；a） 绿色区为正常运行范围；b） 橙色区为运行时需要谨慎或注意，但不是最危急的范围；c） 红色区为不正常运行，需要立即进行矫正操作。6.9 中性点柜中性点接地变压器和二次侧电阻应组合在封闭的金属柜内，柜体应能防水、防尘、防振，其防护等级为IP4X。在中性点柜内应提供和安装下述附属设备：a)带合、分控制开关和远方接点联锁的恒温控制电热器， b)低压过电压保护设备，用于保护变压器及二次侧回路；c)起吊孔或钩；d)顶起和滚动装置；e)每个柜两个接地端子，用于与买方供给的50mm5mm接地扁钢相连；6.10 杂散电流发电机的导电部件，如定子、机架、轴承、所有支撑件、密封件、测温元件、检测器等应根据需要适当绝缘，以防止由于发电机磁场产生的并可能伤及发电机或水轮机轴承的杂散电流。绝缘材料的设计应能安全地承受本规范中所规定的各种运行工况下产生的机械应力。应在二处以上串联设置绝缘，以切断这种电流可能的通路，从而易于进行接地电流的准确试验6.11 发电机端子箱布置于机坑外。端子箱内应有隔板，将仪表端子、接线端子和电源端子分开。装设与发电机机坑外设备相连的导线，包括备用接点回路的连线，但下列情况例外：由发电机辅助设备控制盘的控制设备与控制盘间的电缆导线；来自RTD的导线应接到一独立的端子箱内；来自电流互感器的导线应接到一独立的端子箱内。6.12 发电机辅助设备控制盘和机坑照明配电箱6.12.1 发电机辅助设备控制盘辅助设备控制盘进线回路应装设2个进线断路器，并装设双电源自动切换装置，正常时，由其中1回电源供电，这回电源故障时，自动切换至另一回电源供电。出线回路应根据机坑内的用电设备进行配置，并预留有一定数量的备用回路。 辅助设备控制盘内回路设置应考虑三相负荷对称。盘内应根据需要装设断路器、接触器、热元件及控制开关等。辅助设备控制盘内应装设电加热装置。盘应装有活页折门，盘内四周应留有足够的空间，以便连接电缆，电缆可从顶部或底部接入。6.12.2 照明配电系统照明配电柜（箱）供发电机机坑内所需的照明设备使用。电源采用买方提供的1路独立的380/220V三相四线制交流电源。发电机机坑内的照明设备电压应采用36V安全电压，插座采用220V交流电压照明配电柜（箱）内应配置将380/220V电压降为36V的照明变压器，照明变压器进线和出线回路应各装设1个断路器。照明配电柜（箱）内应装设电加热装置。6.13 消防机械操作柜为了向四条环管供水，应提供一个手动和电动操作的雨淋阀和一个手动操作的截止阀，安装在发电机机坑外的总消防供水管上。截止阀应配有在开、闭位置时的挂锁。这些阀应带有两个彼此独立的辅助接点，一个送全厂集中消防控制系统，一个用于电站计算机监控系统。阀门应放置在一个金属柜子内。阀门应具有良好的密封。绝对不允许漏水进入发电机灭火环管中，应设置有可靠的防止漏水进入灭火环管的措施。第7章 运行操作及故障处理7.1 正常运行7.1.1 正常解列停机1） 接中调命令，值长下令后执行。2） 检查机组制动气压正常。3） 在计算机监控系统上给“停机”令，监视机组有、无功下降情况。4） 待机组有、无功降至零后，监视机组与系统解列正常。5） 待机组转速降至18%ne，监视机组制动闸投入正常。6） 监视机组停机正常。7） 全面检查、记录、汇报7.1.2 机组手动解列停机：1） 接中调命令，值长下令后执行。2） 检查主变中性点的位置 (对主变中性点进行倒换)。3） 在上位机上将机组有、无功减至零。4） 拉开发电机出口开关。5） 对机组进行灭磁停机。6） 待机组转速降至规定值后，进行刹车。7） 全面检查、记录、汇报。7.1.3 发电机并列1） 发电机并列采用自动准同期方式2） 当发电机出口开关和发变组出口开关均断开时，机组并网时先合发电机出口开关，然后用发变组出口开关作同期点并网。3） 当发变组出口开关合上时，机组将选择发电机出口开关为同期点并网。 7.1.4 机组退出备用：1） 检查发电机在停机状态。2） 检查发电机出口开关确已拉开。3） 拉开发电机灭磁开关。4） 拉开发电机出口刀闸。5） 合上发电机出口断路接地刀闸。6） 拉开发电机出口电压互感器低压侧二次开关。7） 取下发电机出口电压互感器高压侧保险。8） 拉开发电机中性点刀闸。9） 拉开所拉开关、刀闸和地刀所有操作、保护电源。10） 按要求退出相关保护。11） 拉开励磁操作电源，FMK合闸电源。12） 拉开发电机保护电源、LCU电源、励磁调节器电源。7.1.5 机组检修后恢复备用1） 收回所有工作票，拆除检修中安全措施(短路接地线、接地刀闸等)，恢复常设遮拦。2） 给上发电机出口电压互感器高压侧保险并将其推入工作位置，将柜门锁好。3） 合上发电机出口电压互感器低压侧开关，将柜门锁好。4） 给上发电机保护电源、LCU电源、励磁调节器电源；检查装置工作正常。5） 给上励磁操作电源，FMK合闸电源。6） 按要求投入发电机相关保护。7） 合上发电机所拉开关、刀闸、地刀操作及保护电源。8） 合上发电机中性点刀闸。9） 合上发电机出口刀闸。7.2 故障及事故处理7.2.1 发电机过负荷 现象：1） 中控室操作员工作站上“电气故障”、“定子过负荷”光字信号亮，语音报警提示相应故障。2） 发电机定子电流超过额定值。处理：1） 检查发电机的功率因数和电压，并注意电流达到允许值所经过的时间。2） 如电压或频率升高，应立即降低无功和有功负荷，使定子电流至额定值，如调整无效，应迅速查明原因，采取有效措施，消除过负荷。3） 如电压、频率正常，用减少励磁电流的方法，降低发电机定子电流到正常值，但不得使功率因数高于0.95的规定或使220kV母线电压降到事故极限值以下。4） 发电机过负荷时，加强监视定子线圈、定子铁芯或冷、热风及轴承的温度变化情况及励磁系统硅整流装置运行情况，监视主变运行情况，发现异常立即降低发电机负荷。7.2.2 发电机温度异常升高 现象： 发电机定子线圈、定子铁芯或冷、热风温度计指示超过正常值。 处理：1） 值班员发现发电机温度异常升高时，应立即通知值长。2） 值班人员应立即检查风洞内是否有绝缘焦嗅味及其他异常。3） 检查定子三相电流是否平衡，如有明显不平衡现象，降低定子电流。4） 根据有关温度的指示，分别判明温度表指示是否正确，必要时应通知仪表人员对有关表计进行校验。5） 当冷风温度和定子线圈温度同时上升时，应立即检查空气冷却水压是否正常，必要时增大冷却水量。6） 在不降低本厂总负荷的原则下，调整各机组之间负荷分配，降低温度过异常升高的发电机负荷。7） 经上述处理后温度仍过高时，应汇报中调，要求降低我厂总负荷，直到温度降到正常值为止。7.2.3 发生剧烈的振荡或失去同步 现象：1） 定子电流来回剧烈地摆动，且有超过额定值的情况。2） 发电机和母线上各电压发生剧烈摆动，电压可能降低。3） 有功、无功功率来回摆动。4） 转子电流的指示在正常值附近摆动。5） 频率指示可能偏高或偏低。6） 发电机发出轰鸣声，其节奏与上述参数摆动合拍。 处理：1） 当判明发电机属于非同期振荡时， 应不待值班调度员的命令， 按下列原则迅速处理。2） 当自动励磁装置投入时，应降低发电机有功功率。3） 频率指示升高，在保证厂用电正常运行的情况下，尽量降低频率，同时将定子电压提高到最大允许值。4） 按上述处理经2分钟后不能恢复同期时，应立即跳开发电机出口开关与系统解列。5） 报告值班调度员，按调度命令进行升压并列。6） 如因发电机失磁造成非同期时，应立即跳开发电机出口开关。7） 振荡时，禁止将调速器切至“手动”。7.2.4 发电机失磁保护动作 现象：1） 中控室操作员工作站上发“电气事故”、“发电机失磁”光字信号。语音提示相应事故。2） 发电机灭磁开关跳闸。3） 发电机出口开关跳闸。4） 事故停机。 处理：1） FMK跳闸时，如出口开关未跳，立即手动跳开。2） 如FMK误跳，经检查无误后，将机组重新并入系统。3） 若是FMK机构故障或转子回路断线，立即停机。4） 汇报有关领导和部门，迅速查明原因，消除故障。5） 报告值班调度员，将发电机升压正常后与系统并列。7.2.5 发电机冒烟着火 现象：1） 从发电机上部盖板热风口或密封不严处明显有烟气和绝缘焦嗅味。2） 发电机风洞内出现浓烟，严重时有火花冒出，有绝缘烧焦气味。3） 火灾报警装置报警。 处理：1） 值班人员发现上述现象，并确认发电机着火时，应立即按紧急停机按扭， 并迅速通知值长。2） 值长接到值班人员关于发电机着火紧急停机通知后，如出口开关未跳，应立即跳开出口开关。3） 检查FMK是否跳闸，若未跳应立即跳开。4） 值班人员在确认发电机出口开关、灭磁开关跳闸后，应立即启动发电机消防水进行灭火。5） 到水车室观察有无水漏下，以证明水路是否畅通，直到火熄灭为止。 发电机灭火注意事项：a) 不准破坏发电机密封。b) 任何人员不准进入风洞内部。c) 不准使用砂子或泡沫灭火器灭火。d) 灭火后进风洞检查时，应将门和热风口打开，并戴防毒面具。e) 灭火后需进入转子内检查时，必须确认机组停稳并投入接力器锁锭，制动闸顶起。并拉开发电机出口刀闸，合上发电机出口三相短路地刀。一、变压器中性点接地1、变压器中性点接地系统的优缺点优点：对电源中性点接地系统，若发生某单相接地，另两相电压不升高，这样可使整个系统绝缘水平降低；另外，单相接地会产生较大的短路电流Is ，从而使保护装置（继电器、熔断器等）迅速准确地动作，提高了保护的可靠性。缺点：对电源中性点接地系统，由于单相短路电流Is 很大，开关及电气设备等要选择较大容量，并且还能造成系统不稳定和干扰通讯线路等；2、变压器中性点不接地系统的优、缺点 优点：对变压器中性点不接地系统，由于限制了单相接地电流，对通讯的干扰较小；另外单相接地可以运行一段时间，提高了供电的可靠性。缺点：对变压器中性点不接地系统