QFW系列汽轮发电机

1、QFVWK列汽轮发电机i概述汽轮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的动力及照明电源用，也可作为企业的余热发电 用。发电机的额定转速为3000r/min ,频率为50Hz。发电机采用封闭循环通风系 统，并装有空-水冷却器来冷却空气。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应。无刷励磁装置由同轴旋转的交流无刷励 磁机、永磁副励磁机、旋转整流盘和静止的MAVR1动电压调节器组成。2主要技术数据和使用条件2.1本型发电机及与其配套使用的空-水冷却器的主要技术数据见安装图和空 -水冷却器装配图。2.2发电机正常使用条

2、件2.2.1海拔不超过1000m；2.2.2冷却空气温度不超过40C；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，各主要局部的温升允许限值如下：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65C,轴瓦温度不得超过80Co2.4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土2%时，保证输出额定功率。2.5发电机的三相负载不对称时，假设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%,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与发电机配套

3、使用的空-水冷却器在进水温度不超过33c时或根据用户要求，冷却后的气体温度不超过40Co2.8发电机各部位的最低绝缘电阻MQ部 位限值MQ测量条件定子线圈对地及相间10枯燥后接近工作温度，用2500V兆欧表 转子线圈对地1.0冷态20 C,用500V兆欧表检温计1.0冷态20 C,用250V兆欧表励端轴承1.0用1000V兆欧表3 3结构简介1.1机座采用钢板焊接结构，吊攀位于机座两侧的中部，端盖采用铸铁结构。为 防止油污及灰尘进入电机内部， 在端盖上设有高压气封装置。 端盖的端面和两侧 面设有观察窗。底盖采用钢板焊接，端盖和底盖内均设有灭火水管装置。1.2定子铁芯是由经涂漆处理的0.5mm扇

4、形片迭压而成，扇形片套于鸠尾支持筋 上，其全长分成假设干段并形成假设干辐向风道；铁芯与机座壁压紧，并焊接固定。1.3定子线圈采用多股双玻璃丝包线制成半组式线圈。线圈槽内直线局部采用360。编织换位以减少附加损耗；线圈对地绝缘采用连续包扎并经防晕处理后模 压成形。定子线圈绝缘等级为F级，其端部藉玻璃布板支架及涤玻绳扎紧固定于 机座两端，出线头安放在励磁机端。线圈间连接采用铜银焊料焊接。1.4转子为整体锻件，材料为34CrMo1A。转子大齿上开有通风槽，且在其通风 槽楔上开有辐向通风孔；转子小齿两端开有月牙形的通风槽； 转子本体外表车有 散热沟以改善转子的散热效果；转子槽楔采用非磁性材料以减少漏磁

5、。1.5转子线圈由裸扁铜线绕成，其匝间垫以3240板，再平包薄膜粘带。线圈端 部以玻璃布板胶木块垫紧，护环下绝缘采用玻璃布板。转子线圈绝缘等级为F级。1.6护环采用非磁性钢锻制，以减少转子漏磁及损耗；中心环采用优质钢锻件制成。护环与中心环采用热套配合，护环与转子本体间也采用热套配合；中心环与轴间用弧键作为轴向固定。1.7转子本体、槽楔和护环构成阻尼系统，故不另设阻尼绕组。1.8转子两端各装有一个离心式风扇。1.9发电机采用密闭循环双路式通风系统，具下方安装有空-水冷却器及补充空气用的过滤器。1.10汽轮机端与励磁机端各装有一座式轴承，轴瓦浇以ZchSnSb11-6锡睇轴承 合金，且采用球面轴瓦

6、以自调中心。轴承座用铸铁制成，励端轴承与底架及油管间均设有绝缘。轴承采用压力油循环润滑系统，润滑油由汽轮机主油泵供应。1.11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盖上。1.12底架均由优质钢板焊接而成。1.13发电机有以下一些测温点：a)定子线圈上下层间的槽中及定子铁芯的轭部埋设铂热电阻(Pt100) ，其接头已接到测温接线盒内；b)两端端盖的进风口及机座出风口处装有双金属温度计；c)机座下的出风口与端盖下的进风口各装有一只铂热电阻(Pt100) ；d)轴承出油口装有温度计，轴瓦上装有铂热电阻(Pt100) 。1.14发电机励端装有转子接地检测装置。1.15交流主励磁机为转

7、枢式结构，转子铁心由硅钢片50W310迭压而成，冲片两面涂漆，转子线圈为双层波形线圈，用3240板制成的槽楔固定在槽内，电枢绕组端部用无纬玻璃丝带绑扎，整个电枢采用V.P.I工艺浸漆，电枢线圈三根引出线连接到旋装整流环的导电柱上。定子铁心用Q235A钢板冲制的磁极冲片迭压而成，磁极线圈采用QZY-2/180聚酰亚胺漆包圆铜线绕制而成，外包玻璃丝带，浸9110漆二次。磁极线圈通过磁极铁心，由两个螺钉固定在钢板机座上，机座有定位销，固定在底架上。1.16旋转整流环由二个旋转盘组成，每个旋转盘装有3个旋转整流器(ZX300A/2000V),一个旋转盘与旋转整流器正极相连，一个旋转盘与旋转整流器负极相

8、连，二个旋转盘均为带电体。旋转盘通过螺栓固定在支持环上，它们之间均互相绝缘，支持环热套并通过键固定在轴上。励磁机电枢引出线和旋转整流环一端相联。旋转盘为整流后的正、负极，通过励磁引线与电机转子线圈相连。旋转盘上开有圆孔，为通风用。1.17永磁副励磁机与交流励磁机同转轴，共用一个底架，共轴，悬挂在交流励磁机外侧的座式轴承端。定子机座为钢板焊接结构，定子铁心用0.5mm厚的优 质硅钢片50DW310迭压而成，线圈系用QZ-2/155聚酯漆包圆线绕制而成，六 个出线头固定在出线盒的接线板上。转子采用径向磁路，转子轴上铣槽内放置钕铁硼永磁体，共有14个磁极，每组磁钢和极靴用螺钉将磁钢和极靴固定在轴上。

9、4 4安装说明4.1保管和运输过程中的考前须知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、枯燥的仓库或厂房内，以防止电机及零件上凝结水珠。存放地点温度一般不低于5，且温度不应有剧烈变化，另外还必须防止水、酸、碱、油、灰尘等有害物质侵入电机内部。4.1.3外裸部件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

10、制动装置均应仔细检查，并应对其动负荷进行校验。 起吊及搬运时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根底应符合图纸要求， 根底应牢固且有足够的承载能力，根底混凝土的外表应平整，不应有裂纹、空洞、蜂窝、麻面和露筋等现象。4.2.1底架的安装按垫铁布置简图放置垫铁并调整好底架的高度和位置，垫紧垫铁后点焊牢固并将轴承座安装在底架上， 之后将轴瓦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， 保证其无研伤刻痕以及凸起的异物，且两面联轴器的端面平行， 轮缘应同心； 另外汽轮机与发电机两转子应在同一条水平的直线上

11、。 完成对中后拧紧根底螺栓， 吊开两转子及轴承座后进行底架下板和灌浆。4.2.3定子的安装将定子吊到底架上并调整好位置。 定子的轴向定位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， 因此安装时必须使发电机定子的中心线向励磁机侧偏移约2.0mm， 如考虑到汽轮机转子的伸长，那么具体数据应由汽轮机方面提供。4.2.4主发电机转子的安装先在主发电机转子的汽轮机端装一接长轴，将转子与励磁机端轴承一并吊 起。将转子穿入定子见以下图，当转子中心临近励磁机端定子线圈端部时，接 长轴伸出定子内孔，可供钢丝绳第二次绑紧，此时在定子内圆垫以适当厚的纸板， 使转

12、子本体搁置在定子铁芯上护环不可搁置在定子铁芯上作支持点 再更换绑 紧，将转子移到规定位置。转子安装程序图I ILfII将转子穿入定子，接长轴伸出定子内孔，可供钢丝绳第二次绑紧更换绑紧将转子移到规定位置。4.2.5交流励磁机的安装 主发电机转子安装到位后，去掉旋转整流盘与励磁机的连接螺栓，将旋转整流盘拆下，将永磁机定子和交流励磁机定子套在励磁机小轴上，然后重新装上旋转整流盘，固定旋转整流盘与励磁机的连接螺栓，注意涂螺纹锁固胶及止 动垫圈翻边。最后将其它零部件安装到位。4.2.6冷却器安装根据安装图进行，但须注意以下事项：a)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；b)为了使冷却器在

13、检修时能滴干冷却管内的冷却水，安装时宜有一定的斜度；c)冷却系统的四周应有密封并在风道内壁涂以油漆，以保证冷却空气的干 燥和清洁；d)风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗；e)冷却器与根底应紧密配合。5 5使用说明5.1发电机的枯燥5.1.1枯燥条件5.1.1.1发电机在运输过程中，线圈和铁心都可能有吸入潮气，因此发电机在安 装后要求先行枯燥。5.1.1.2枯燥时，用温度计测量并监视温度。铁心和线圈最热点的容许温度为70，出风温度不超过65。5.1.1.3进行枯燥时， 温度应缓慢增加，一般其温度增幅为每小时58C,并应定时测定绝缘电阻、线圈温度和周围空气温度等有关数据。5.1.1.4枯燥

14、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以下要并保持5小时以上稳定不变，方可认为枯燥良好。a)在接近工作温度时，吸收比R60/ “R121.3;b)在接近运行温度时，各部位绝缘电阻见2.8条。5.1.2枯燥的方法应根据现场条件和电机受潮情况而选择。5.1.2.1外部电源枯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枯燥，枯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，并逐渐调节电流，直流电源所需电压值根据绕组的直流电阻和所需电流大小来确定。切断电源时，应逐步降低电压来切断电源， 而不是直接使用闸刀开关和自动开关来切断电源， 以防止瞬时过电压击穿绝缘。采

15、用本法枯燥时，应将励磁系统旋转二极管断开；b)在定子绕组通入三相交流电源进行枯燥时，枯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%。采用本方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并通入单相交流电进行枯燥，此时转子可以不必抽出。5.1.2.2短路枯燥法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，以防止不平衡电流造成转子外表过热；b)当发电机接近正常转速时，投入手动励磁，调节励磁电流，使定子短路电流在枯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

16、)短路电流枯燥时，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， 因此要注意定子电阻测温元件的读数，保证其测得的温度不超过120。5.1.3枯燥时，应周期性地将电机上能翻开的孔翻开1015min,以排放潮气。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。起动前应注意检查以下事项：a)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；b)机组安装就绪，全部螺栓应紧固；c)轴承润滑油系统应畅通，润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；d)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；

17、e)发电机的电阻测温装置经校验正确并以装接完毕；f)励磁系统的接线和安装正确；g)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；h)机组的平安、消防、通讯设备及事故照明设备应符合运行要求；i)发电机的旋转方向应符合端盖上指向牌指示的方向；j)发电机的定子线圈引出线与电网的相序一致；k)发电机定子机座可靠接地；l)发电机各部位的绝缘电阻符合要求；m)启动前， 应用盘车装置来转动转子，以确保转子局部没有任何卡住现象。5.2.2空水冷却器的首次运行a)翻开进水阀，翻开通气孔塞，排走空气；b)当空气排掉后，关闭通气孔塞，运行一小时后再放气；c)接通正常水源，检查

18、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、停车和交接试验工程5.3.1起动a)发电机在现场首次运行时，应逐渐加速，并监视轴承的振动和供油是否正常，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。 当到达额定转速时， 必须检查轴承的出油温度、 空水冷却器的供水等情况；确保其正常运行。b)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5.3.2.1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， 满足同期条件后， 才能并入电网。 同期条件可用半自动或全自动同期装置进行检查，也可用电压表

19、和同步灯或检测仪进行检查。5.3.2.2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，使得有功功率到达所需之值；b)如果MAVR运行时，调整功率因数cosd ,无功应自动随着有功的增长而增长。如果MAVR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MAVR手册；c)当负载到达50%后，尽可能放慢加载的速度， 防止转子线圈产生有害的剩余变形。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功率因数，无功应自动随着有功的下降而下降；如果运行在控制无功，应分别通过可变电阻调节电压而逐渐降至零，然后

20、断开回路断路器，停止原动机转动并停止润滑油、冷却水的供应。5.3.4交接试验工程a)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；b)绕组在实际冷态下直流电阻测定；c)空载特性和稳定短路特性的测定；d)温升试验；e)耐电压试验，其电压为制造厂试验电压的80%；f)短时升高电压试验；g)测量轴两端间的电压和轴对地电位；h)机械检查，测定轴承油温和振动等；i)定子绕组直流耐压试验；j)发电机冷却系统的试验；k)空水冷却器的水压试验。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、年久失修时也会造成故障。一般常见故障原因简要分

21、析如下：5.4.1发电机输出电压不稳定a) MAVR控制时(手控时正常)参考MAVR手册；b)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输出电压过高时， 检查电压读数是否到达MAVR要求 (参阅MAVR手册) 。5.4.3发电机励磁故障a)手控时励磁正常而MAVR控制时不正常，参阅MAVR手册，并检查有关连接处；b)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a)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；b)机械方面：转子不平衡，发电机的中心与汽轮机配

22、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，根底不牢固等。5.4.5发电机转子轴向串动a)发电机安装时转子位置倾斜；b)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a)定子线圈击穿时烧毁硅钢片；b)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a)槽楔或端部垫块松动引起绕组绝缘磨损；b)由于过负荷或其它原因引起定子绕组过热造成绝缘老化；c)由于突然短路引起的绕组绝缘机械损伤；d)由于过电压引起的绕组绝缘击穿；e)定子铁芯松弛引起的绝缘损伤；f)定子线圈接头焊接不良。5.4.8转子线圈的故障a)由于转子线圈端部积聚尘垢受潮而引起的绝缘电阻下降；b)发

23、电机突然卸载引起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；c)转子线圈匝间短路或不稳定接地；d)由于不平衡负荷或是异步运行，造成转子局部过热；e)发电机过载引起励磁电流过大而过热；f)线圈接头接触不良引起过热，绝缘老化。5.4.9轴承的故障a)由于轴承座底脚绝缘不良， 造成轴电流通过轴承， 引起轴承过热和侵蚀；b)由于油量缺乏等原因造成轴承过热；c)由于油量调节不当和密封不良引起的轴承漏油；d)轴承中心没对准，衬瓦擦伤。5.4.10冷却器的故障a)由于冷却水污垢引起的冷却器管道堵塞；b)由于管子机械损伤、腐蚀、振动引起胀口漏水和管子破裂；c)由于冷却水温太低或由于外部流入湿度太

24、大的空气，造成冷却器外表凝结水珠；d)由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；e)水室与承管板间的垫片老化，相互间连接不紧密。5.4.11发电机的过热现象a)发电机过载运转；b)铁心或绕组短路；c)空水冷却器或通风系统发生故障。6 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，其期限与工程可视具体情况而定，现将一般工程分述如下，供参考。6.4检修前的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良措施等编制检修工程、 进度并准备必须的工具仪表、 备品和材料外， 还应相应进行一些必要试验。6.5轴承的检修a)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；b)检修