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1、发发 电电 机机 学学 习习 资资 料料 发电发电机的基本学机的基本学问问 发电发电机的机的类类型、基本参型、基本参数及数及组组成成 水水轮发电轮发电机机组组的的检检修工修工艺艺、维护维护 二一二一二年二年 按布置方式分:可分为卧式和立式两种。按布置方式分:可分为卧式和立式两种。卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机水轮机一般低、中速的大、中型机组多接受立式发一般低、中速的大、中型机组多接受立式发电机电机按推力轴承位置分:立式发电机又分为悬式按推力轴承位置分:立式发电机又分为悬式和伞式两种。和伞式两种。推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发推力轴承位
2、于转子上方的发电机称为悬式发电机,它适用于转速在电机,它适用于转速在100r/min以上。以上。推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机,无上导的称为全伞式,有上导的称电机,无上导的称为全伞式,有上导的称为半伞式,它适用于转速在为半伞式,它适用于转速在150r/min以下。以下。按冷却方式分:可分为空气冷却和水冷却按冷却方式分:可分为空气冷却和水冷却亭子口水电站的水轮发电机为立轴、三相、有阻亭子口水电站的水轮发电机为立轴、三相、有阻尼绕组的同步水轮发电机。结构型式为半伞式,即尼绕组的同步水轮发电机。结构型式为半伞式,即上导轴承布置在转子上方,推力轴承和下
3、导轴承布上导轴承布置在转子上方,推力轴承和下导轴承布置在转子下方。接受密闭径向自循环的空气冷却通置在转子下方。接受密闭径向自循环的空气冷却通风系统。发电机接受自并激可控硅静止励磁。风系统。发电机接受自并激可控硅静止励磁。亭子口发电机额定值:亭子口发电机额定值:亭子口发电机额定值:亭子口发电机额定值:型型型型 号号号号 SF275-60/13550SF275-60/13550SFSF:立式空冷发电机:立式空冷发电机:立式空冷发电机:立式空冷发电机 275275:额定容量为:额定容量为:额定容量为:额定容量为275MW275MW6060:转子磁极个数为:转子磁极个数为:转子磁极个数为:转子磁极个数
4、为6060个个个个 1335013350:定子铁芯外径为:定子铁芯外径为:定子铁芯外径为:定子铁芯外径为 13550mm 13550mm额定电压额定电压额定电压额定电压 15.75 kV 15.75 kV 额定电流额定电流额定电流额定电流 10.184 kA10.184 kA额定频率额定频率额定频率额定频率 50 Hz 50 Hz 额定转速额定转速额定转速额定转速 100 r/min100 r/min相相相相 数数数数 3 3 绕组连接绕组连接绕组连接绕组连接 4 Y 4 Y 形形形形 额定励磁电压额定励磁电压额定励磁电压额定励磁电压 410 V 410 V 额定励磁电流额定励磁电流额定励磁电
5、流额定励磁电流 1950 A1950 A发电发电机的机的频频率与率与转转速的关系:速的关系:60f=pn60f=pn水轮发电机组成:水轮发电机组成:主要由定子、转子、机架、推力轴承、导主要由定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件组成轴承、冷却器、制动器等部件组成水轮发电机的主要作用:水轮发电机的主要作用:将水轮机旋转的机械能最终转换成电能,将水轮机旋转的机械能最终转换成电能,其结构与性能的好坏对电站的平安、稳定其结构与性能的好坏对电站的平安、稳定高效运行起着致关重要的作用。高效运行起着致关重要的作用。世界最大的空冷发电机组世界最大的空冷发电机组龙滩机组最核心技术之一是空气冷却
6、技术龙滩机组最核心技术之一是空气冷却技术 一、发电机各轴承:1、上导轴承(承受机组转动部分的径向机械不平衡力,使机组轴线在规定数值内摇摆)亭子口上导轴承接受分块、油浸式、自润滑、可调式巴氏合金瓦结构,上导轴承设计10扇瓦。通过调整螺栓即可便利地调整轴承瓦与轴颈之间的间隙,当调整好后,锁定螺杆和螺母。2、推力轴承(承受立轴水轮发电机组转动部分全部重量及水推力等负荷,并将这些负荷传给负荷机架)主要由轴承座及支承、轴瓦、镜板、推力头、油槽及冷却装置等部件组成。推力轴承的分类:推力轴承支承结构方式主要有弹性垫支承式、刚性抗重螺栓支承式、弹性油箱支承和平衡块支承式四种。弹性垫支承式只用于小容量的立轴发电
7、机;弹性油箱支承和平衡块支承式用于大中型发电机;中小型水轮发电机的推力轴承一般接受刚性抗重螺栓支承方式推力瓦推力瓦推力瓦推力瓦 推力瓦是推力轴承中的关键部件,它是整个机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,并且承受组转动部分和固定部分的摩擦面,并且承受整个机组转动部分的重量和轴向水推力。整个机组转动部分的重量和轴向水推力。常用的推力瓦有巴式合金推力瓦和弹性金属常用的推力瓦有巴式合金推力瓦和弹性金属氟塑料瓦两种。氟塑料瓦两种。托盘托盘托盘托盘 托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外,托盘的托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外,托盘的托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外,托盘的托
8、盘的作用是减小轴瓦的变形。另外,托盘的轴向柔度在运行中有确定的均衡负荷作用。轴向柔度在运行中有确定的均衡负荷作用。轴向柔度在运行中有确定的均衡负荷作用。轴向柔度在运行中有确定的均衡负荷作用。其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。料。料。料。绝缘垫绝缘垫绝缘垫绝缘垫 通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间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,爱护轴瓦工作装设绝缘
9、垫,切断轴电流回路,爱护轴瓦工作装设绝缘垫,切断轴电流回路,爱护轴瓦工作装设绝缘垫,切断轴电流回路,爱护轴瓦工作面,并起到绝缘和调整轴线的双重作用。面,并起到绝缘和调整轴线的双重作用。面,并起到绝缘和调整轴线的双重作用。面,并起到绝缘和调整轴线的双重作用。弹性垫支承氏的推力轴承弹性垫支承氏的推力轴承 轴承瓦由弹性垫支承。依靠垫的弹性变形吸轴承瓦由弹性垫支承。依靠垫的弹性变形吸取瓦的不匀整负荷,并使瓦倾斜形成动压取瓦的不匀整负荷,并使瓦倾斜形成动压承载油楔。承载油楔。弹性垫支承氏推力轴承示意图弹性垫支承氏推力轴承示意图 1螺钉;螺钉;2调整垫,调整垫,3镜板;镜板;4弹性垫;弹性垫;5绝缘垫;绝
10、缘垫;6机架;机架;7轴承座;轴承座;8推力瓦;推力瓦;9挡油管;挡油管;l0主轴;主轴;11推力头推力头 亭子口亭子口发电发电机推力机推力轴轴承接受承接受弹弹簧簇支簧簇支承承结结构。推力构。推力轴轴承具有足承具有足够够的的强强度,能承度,能承受水受水轮发电轮发电机机组组全部全部转动转动部分的重量和水部分的重量和水轮轮机最大水推力构成的机最大水推力构成的组组合合载载荷,推力荷,推力轴轴承布置在承布置在转转子下方,由子下方,由1414块块巴氏合金推力巴氏合金推力瓦瓦组组成,推力瓦由固定在成,推力瓦由固定在弹弹簧座上的簧座上的弹弹簧簧簇支承。簇支承。该该支撑形式能有效地适支撑形式能有效地适应应推力
11、瓦推力瓦的的热变热变形和受力形和受力变变形,使推力瓦在任何工形,使推力瓦在任何工况下受力匀整,保况下受力匀整,保证证了运行的牢靠性。了运行的牢靠性。精密部件镜板的研磨加工龙滩推力瓦表面龙滩推力瓦、瓦托龙滩龙滩推力瓦与瓦托的推力瓦与瓦托的链链接螺栓接螺栓龙滩龙滩推力瓦推力瓦刚刚性支柱性支柱 3 3、下、下导轴导轴承:亭子口下承:亭子口下导轴导轴承布置在推力承布置在推力轴轴承上方,接受分承上方,接受分块块、油浸式、自、油浸式、自润润滑、可滑、可调调式巴氏式巴氏合金瓦合金瓦结结构,下构,下导轴导轴承承设计设计2020扇瓦。通扇瓦。通过调过调整螺栓整螺栓即可便利即可便利调调整整轴轴承瓦与承瓦与轴颈轴颈
12、之之间间的的间间隙,当隙,当调调整好整好后,后,锁锁定螺杆和螺母。定螺杆和螺母。作用:承受机作用:承受机组转动组转动部分的部分的径向机械不平衡力,使机径向机械不平衡力,使机组轴线组轴线在在规规定数定数值值内内摇摆摇摆。组组成部件有:成部件有:轴领轴领、瓦、抗重螺栓、瓦、抗重螺栓、轴轴承体、托板承体、托板油槽、密封盖板、油槽、密封盖板、挡挡油管、冷却器油管、冷却器组组成。成。二、各轴承的冷却方式:(内循环与外循环)1、上导轴承:亭子口上导轴承润滑油的冷却,接受结构简洁的内循环冷却系统,上导轴油槽布置抽屉式的油冷却器。抽抽屉屉式内循式内循环环冷却器冷却器 2、推力轴承和下导轴承在同一个油槽推力轴承
13、和下导轴承在同一个油槽内为外循环冷却,在油槽外部设有内为外循环冷却,在油槽外部设有3只油冷只油冷器,按器,按1只备用量设计。油冷却器设计的最只备用量设计。油冷却器设计的最大工作水压为大工作水压为0.6MPa,在,在0.9MPa的试验压的试验压力下能够承受力下能够承受60min无渗漏。无渗漏。外外外外 循循循循 环环环环 冷冷冷冷 却却却却 器器器器发电发电机空气冷却器机空气冷却器 在发电机定子机座外壁四周对称地布置12只空气冷却器,用来构成密闭循环的通风冷却系统。空气冷却器具备足够大的冷却实力当1台空气冷却器退出运行时,发电机能在额定工况下平安运行,并且空冷器出风口的冷风温度不超过40。空冷器
14、冷却管为铜镍(nie)合金管。空冷器的水箱盖为可拆卸式,以便利冷却管的检修。空冷器的布置满足在不干扰管道连接的状况下,能通过移动水箱盖对空冷器冷却管进行检修与清洗 发 电 机 空 气 冷 却 器 三、机架:机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴承、制动器及水轮机受油器的支撑部件,是水轮发电机较为重要的结构件 机架由中心体和支臂组成,一般接受钢板焊接结构,中心体为圆盘形式,支臂大多为工字梁形式 机架按其所处的位置分为上、下机架,按承载性质分为负荷机架和非负荷机架 四、发电机制动:发电机制动方式 机械制动、电气制动、混合制动 水轮发电机制动系统的组成 制动装置(俗称 风闸)、限制原件、管路系统。机
15、械制动的作用 1、为避开机组停机减速过程后期时间较长,引起推力瓦的磨损。一般当机组转速降低到额定转速25%35%,自动投入制动器,加闸停机。2、对没有配备高压油顶起装置的机组,当经验较长时间的停机之后,再次启动前,用油泵将压力油打入制动器顶起转子,使推力瓦重新建立油膜,为推力瓦创建良好的工作条件。3、机组检修期间,进行重量转移。制动器的类型 单向制动器、双向气压复位式。五、发电机的维护与检修:发电厂的设备检修工作,是保证发电设备安全、经济运行,提高发电设备可用系数,充分发挥设备潜力的重要措施,也是设备全过程管理的一个重要环节。制定规程的目的是使全厂各级管理部门和每一个检修人员都必需充分重视设备
16、检修工作,提高检修意识,自始至终坚持“质量就是生命”的思想,切实贯彻“应修必修,修必修好”的原则,细致完成各项检修工作。检修大纲基本为:1、总则 2、组织机构 3、检修留意事项 4、检修运用工器具 5、检修规程、措施、技术规范 6、检修验收、总结一、检修术语:1、水轮发电机检修:为保持或复原发电机规定的性能而进 行的检查和修理。它包括发电机扩大性大修、大修、小修、抢修和小型技术改造。2、水轮发电机C修:为了保证发电机在大修周期内平安运行到下一次大修,对发电机进行定期的检查、清扫、试验和修理,消退已发觉的发电机局部缺陷或更换个别部件。3、水轮发电机B修:对发电机有支配的进行彻底的、全面的检查和修
17、理,全部或部分解体,进行更换、修理易损的主要部件,复原发电机设计性能和出力。4、水轮发电机A大修 :指吊动身电机转子的检修。5、水轮发电机状态检修:指依据设备状态监测和故障诊断系统供应的信息,在设备可能发生故障前有目的支配的检修,属于预料性检修。检修项目和时间的确定取决于对设备状态诊断分析的结果。水轮发电机检修间隔、时间、项目水轮发电机检修间隔、时间、项目 检修间隔及检修停用时间依据发电企业检修导则规定,水轮发电机的检修间隔及检修停用时间主要取决于设备状况以及水轮机转轮直径。一般状况下,检修间隔和检修停用时间可以下规定执行。C修:1年 1 次,每次约10d20d;B修:3 6年,每次约45d5
18、0d:A修:每次约55d65d。二、发电机小修项目二、发电机小修项目 序号序号 项项 目目1推力轴承、上导轴承、下导轴承外部检查、清扫、油位调整,油槽及冷却推力轴承、上导轴承、下导轴承外部检查、清扫、油位调整,油槽及冷却器渗漏处理器渗漏处理2定子、转子机械部分检查、清扫定子、转子机械部分检查、清扫3上、下机架,上、下挡风板检查清扫上、下机架,上、下挡风板检查清扫4制动系统检查、清扫、试验制动系统检查、清扫、试验5油、水、风管路阀门及表计检查、清扫、渗漏处理油、水、风管路阀门及表计检查、清扫、渗漏处理6空冷系统检查,定子绕组的内冷系统检查空冷系统检查,定子绕组的内冷系统检查7灭火装置检查灭火装置
19、检查序序 号号 项项 目目8发电机空气间隙测量发电机空气间隙测量9转子支架焊缝检查,组合螺栓、磁轭键、磁轭卡键检查转子支架焊缝检查,组合螺栓、磁轭键、磁轭卡键检查10磁极、磁极键磁极、磁极键转子风扇检查转子风扇检查11转子各部清扫转子各部清扫12制动环及其挡块检查制动环及其挡块检查13推力轴承转动部分、轴承座及油槽检查推力轴承转动部分、轴承座及油槽检查14弹性金属塑料瓦表面检查,磨损量测量弹性金属塑料瓦表面检查,磨损量测量15导轴瓦间隙测量、调整,导轴承导轴瓦间隙测量、调整,导轴承(包括轴领包括轴领)各部检查,清扫各部检查,清扫16油冷却器检查和水压试验,油、水管道清扫和水压试验油冷却器检查和
20、水压试验,油、水管道清扫和水压试验三、检修一般工艺要求三、检修一般工艺要求1 1、应有适当的检修场地,并应考虑其承载实力。、应有适当的检修场地,并应考虑其承载实力。、应有适当的检修场地,并应考虑其承载实力。、应有适当的检修场地,并应考虑其承载实力。2 2、进入发电机内部时,与工作无关的物件不应带、进入发电机内部时,与工作无关的物件不应带、进入发电机内部时,与工作无关的物件不应带、进入发电机内部时,与工作无关的物件不应带入。人员、工具、材料应登记,工作结束后应注入。人员、工具、材料应登记,工作结束后应注入。人员、工具、材料应登记,工作结束后应注入。人员、工具、材料应登记,工作结束后应注销。销。销
21、。销。3 3、在发电机内运用明火作业,如电焊、气焊、气、在发电机内运用明火作业,如电焊、气焊、气、在发电机内运用明火作业,如电焊、气焊、气、在发电机内运用明火作业,如电焊、气焊、气割,应做好防火和防飞溅的措施。作业完毕应细割,应做好防火和防飞溅的措施。作业完毕应细割,应做好防火和防飞溅的措施。作业完毕应细割,应做好防火和防飞溅的措施。作业完毕应细致清理焊渣、熔珠,在转动部件上进行电焊时,致清理焊渣、熔珠,在转动部件上进行电焊时,致清理焊渣、熔珠,在转动部件上进行电焊时,致清理焊渣、熔珠,在转动部件上进行电焊时,地线必需牢靠地接在转动部件施焊部位上,严禁地线必需牢靠地接在转动部件施焊部位上,严禁
22、地线必需牢靠地接在转动部件施焊部位上,严禁地线必需牢靠地接在转动部件施焊部位上,严禁转子不接地线进行电焊作业。转子不接地线进行电焊作业。转子不接地线进行电焊作业。转子不接地线进行电焊作业。4、部件拆卸前,对有关部件应做好动作试验,、部件拆卸前,对有关部件应做好动作试验,各部件动作敏捷,拆卸时,应留意各零部各部件动作敏捷,拆卸时,应留意各零部件的相对位置和方向做好记号,记录后分件的相对位置和方向做好记号,记录后分解。解。5、卸机械零部件时先检查各部件接合面标记、卸机械零部件时先检查各部件接合面标记是否清晰,不明显的应重新作记号标记,是否清晰,不明显的应重新作记号标记,并作记录,同一部件拆卸的销钉
23、、螺栓、并作记录,同一部件拆卸的销钉、螺栓、螺母、垫圈需放在同一箱内或袋内,做好螺母、垫圈需放在同一箱内或袋内,做好标签注明。螺栓、螺母要清点数目,妥当标签注明。螺栓、螺母要清点数目,妥当保管。保管。6、部件的组合面、键和键槽、销钉和销钉孔、部件的组合面、键和键槽、销钉和销钉孔、止口应细致进行修理,使其光滑,无高点止口应细致进行修理,使其光滑,无高点和毛刺。但不得变更其协作性质。螺栓和和毛刺。但不得变更其协作性质。螺栓和螺孔亦应进行修理。全部组合协作表面在螺孔亦应进行修理。全部组合协作表面在安装前须细致地清扫干净。安装前须细致地清扫干净。7 7、部件分解拆卸时,应先拆销钉,后拆螺栓;回复、部件
24、分解拆卸时,应先拆销钉,后拆螺栓;回复、部件分解拆卸时,应先拆销钉,后拆螺栓;回复、部件分解拆卸时,应先拆销钉,后拆螺栓;回复时先装销钉,后装螺栓。时先装销钉,后装螺栓。时先装销钉,后装螺栓。时先装销钉,后装螺栓。8 8、部件分解后,应刚好清洗零部件,检查零部件完、部件分解后,应刚好清洗零部件,检查零部件完、部件分解后,应刚好清洗零部件,检查零部件完、部件分解后,应刚好清洗零部件,检查零部件完整与否,如有缺损应进行更换或修复。所拆零部整与否,如有缺损应进行更换或修复。所拆零部整与否,如有缺损应进行更换或修复。所拆零部整与否,如有缺损应进行更换或修复。所拆零部件按系统分门别类,妥当保管。件按系统
25、分门别类,妥当保管。件按系统分门别类,妥当保管。件按系统分门别类,妥当保管。9 9拆卸的主要部件,如轴颈、轴瓦、镜板等高光滑度拆卸的主要部件,如轴颈、轴瓦、镜板等高光滑度拆卸的主要部件,如轴颈、轴瓦、镜板等高光滑度拆卸的主要部件,如轴颈、轴瓦、镜板等高光滑度部件表面,以及联轴法兰和销孔面应做好防锈蚀部件表面,以及联轴法兰和销孔面应做好防锈蚀部件表面,以及联轴法兰和销孔面应做好防锈蚀部件表面,以及联轴法兰和销孔面应做好防锈蚀措施。应用白布或塑料布,包盖防护好。管路或措施。应用白布或塑料布,包盖防护好。管路或措施。应用白布或塑料布,包盖防护好。管路或措施。应用白布或塑料布,包盖防护好。管路或基础拆
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