水輪發(fā)電機技術(shù)講課

1、 水輪發(fā)電機工作原理、構(gòu)造、及啟動運行操作檢查注意事項和異常、故障、事故分析處理 -1工程概況 思林水電站位于貴州省思南縣思林鄉(xiāng)境內(nèi)的烏江干流上，上游距構(gòu)皮灘水電站89km，下游距沙陀電站115km。工程開發(fā)的主要任務(wù)是發(fā)電，兼顧航運、防洪及其他綜合利用。水庫總庫容16.94億m3，調(diào)節(jié)庫容3.17億m3，正常蓄水位440m。電站裝機容量1050MW，保證出力303.6MW，年發(fā)電量40.64kWh是貴州省和烏江干流主要的水電電源點之一。 樞紐由大壩、泄洪消能建筑物、電站地下廠房、通航及導(dǎo)流建筑物等組成。 本工程于2005年11月24日實現(xiàn)大江截流，首臺機組2009年05月28日投入商業(yè)運行，

2、2009年12月10日全部機組投產(chǎn)發(fā)電。2思林發(fā)電廠大壩34567891011第一章 水輪發(fā)電機組基本工作原理及技術(shù)參數(shù)我廠水輪發(fā)電機組共有四臺，分別為：#1、2、3、4機.水輪機由上海福伊特西門子水電設(shè)備有限公司生產(chǎn)，發(fā)電機由哈爾濱電機廠生產(chǎn)?，F(xiàn)先簡單介紹一下，再分別介紹其構(gòu)造。若有不對之處,敬請批評指正,謝謝大家。12一、水輪發(fā)電機組基本工作原理 上游大壩蓄水具有位能，具有壓力的水流經(jīng)攔污柵、進水口檢修閘門、工作閘門及發(fā)電引水鋼管進入水輪機蝸殼，初步形成環(huán)流，再經(jīng)座環(huán)固定導(dǎo)葉分流后均勻地進入活動導(dǎo)葉，活動導(dǎo)葉開度的大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪的水流量，轉(zhuǎn)輪在水的壓力和速度作用下旋轉(zhuǎn)，把水能（動能、勢能）轉(zhuǎn)

3、換成機械能，轉(zhuǎn)輪出口水流通過尾水管排至下游；水輪機大軸把轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動力矩傳給與水輪機大軸連接的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，并帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組中通以直流電，形成磁場同時由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。發(fā)電機定子繞組因切割轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場，而在發(fā)電機三相定子繞組中產(chǎn)生交變感應(yīng)電勢。當發(fā)電機三相定子繞組輸出回路接負載時就產(chǎn)生交變?nèi)嚯娏?，此交變電流產(chǎn)生的磁場在發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子形成旋轉(zhuǎn)磁場，并且定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與發(fā)電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場同向，同速，當發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)p一定時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n與電勢的頻率f有嚴格不變的關(guān)系，即同步關(guān)系，f=pn/60；其中f-同步發(fā)電機電勢的頻率(Hz);p-同步發(fā)電機的磁

4、極對數(shù);n-同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(r/min)。131、水能轉(zhuǎn)化為機械能1）進入水輪機的水能控制P=9.81QH,根據(jù)能量守恒，要改 變P，必須調(diào)節(jié)進入水輪機的流量或者改變水頭。因為水頭調(diào)節(jié)范圍較?。?31m440m),汛期留有防洪庫容，水頭調(diào)節(jié)范圍更?。?31m435m)。所以一般通過調(diào)節(jié)進入水輪機的流量來改變P。通過改變活動導(dǎo)葉開度這一途徑來調(diào)節(jié)進水量或切斷水流。導(dǎo)葉的操作力來自液壓接力器，而液壓接力器則受調(diào)速器來控制。2）水電廠電能生產(chǎn)及送出示意圖：天然水流壩水庫取水口壓力鋼管水輪機發(fā)電機輸變電裝置用戶3）流量的調(diào)節(jié)過程：調(diào)節(jié)命令（上位機）機組現(xiàn)地LCU調(diào)速器電氣部分調(diào)速器機械部分液壓接

5、力器控制環(huán)導(dǎo)葉拐臂導(dǎo)葉開度改變改變進入水輪機的流量。4）請寫出有功功率與水頭和流量的關(guān)系式。5）請說出我廠設(shè)計防洪水位是多少？6）請簡要說明進入水輪機流量調(diào)節(jié)過程？142、機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?水流驅(qū)動水輪機轉(zhuǎn)動帶動同軸發(fā)電機轉(zhuǎn)動1）發(fā)電機工作基本原理電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)線切割磁力線將感應(yīng)電動 勢，閉合導(dǎo)線產(chǎn)生交變電流。在工程上由于電樞繞組龐大，故電廠一 般采用移動磁力線去切割固定不動的電樞繞組。當定子繞組流過三相交流電流以后產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁極，該磁極的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)磁極與轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生相互作用力，二者之間的角度決定了力的大小(有功負荷大?。┖托再|(zhì)（發(fā)電機或電動機）。發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n與電勢的頻率f有

6、嚴格不變的關(guān)系，即同步關(guān)系，f=p*n/60。2）發(fā)電機調(diào)壓過程：由電磁感應(yīng)定律E=L*d/dt可知改變等式右側(cè)任意一個參數(shù)就可以改變感應(yīng)電勢E，但一般L不可改變，同步發(fā)電機磁力線切割速度不可改變，所以一般通過改變磁通強度（磁力線密度）來調(diào)整電壓，要改變磁通強度必先改變勵磁電流強度，也就是平時改變可控硅導(dǎo)通角。3）電壓調(diào)整過程：電壓調(diào)整命令現(xiàn)地LCU可控硅導(dǎo)通角轉(zhuǎn)子電壓轉(zhuǎn)子電流磁通感應(yīng)電動勢改變4）我廠機組額定轉(zhuǎn)速為93.75r/min，請計算有多少對磁極？15二、水輪發(fā)電機組基本參數(shù)在介紹水輪發(fā)電機構(gòu)造之前,先介紹我廠發(fā)電機的基本參數(shù)：1） #1#4發(fā)電機 型 號SF262.564/1500

7、02） 額定容量291.7MVA3） 額定功率262.5MW 4） 額定電壓15.75kV5） 額定電流10692A 功率因數(shù)0.9(滯后) 6） 額定勵磁電壓358V 額定勵磁電流1984.3 A7） 空載勵磁電壓143.5V 空載勵磁電流1164.7A8） 額定轉(zhuǎn)速93.75r/min 飛逸轉(zhuǎn)速185r/min 額定頻率50HZ9） 定轉(zhuǎn)子絕緣等級F級定子繞組120,轉(zhuǎn)子繞組130 飛輪力矩120,000 Tm2轉(zhuǎn)子起吊重量635t發(fā)電機額定效率（計算值）98.61 %10）測速方式殘壓測頻和齒盤測頻 旋轉(zhuǎn)方向俯視順時針11）勵磁方式:靜止可控硅勵磁16發(fā)電機定子鐵心外徑15000 mm定

8、子鐵心長度14200mm氣 隙 長 度27mm 定 子 槽 數(shù)624槽定子電密（計算值）23.05 A/ mm縱軸同步電抗Xd（不飽和值）99.237 %縱軸暫態(tài)電抗Xd（不飽和值）31.244 %縱軸次暫態(tài)電抗Xd（不飽和值）21.822 %橫軸與縱軸次暫態(tài)電抗比Xq/ Xd=1.06負序阻抗（75）0.039；短 路 比1.1017三、水輪機基本參數(shù)1、 #1-#4水輪機 型 號HL270-LJ-6802、最大水頭76.00 m 額定水頭64.00m 最小水頭57.00m3、額定流量446.8m3/s 吸出高度-7.2m4、額定功率267.85MW 最大功率291.53MW5、轉(zhuǎn)輪進口直徑

9、4.950m 活動導(dǎo)葉24片 固定導(dǎo)葉24片 轉(zhuǎn)輪葉片13 片 最大軸向力4750kN，但不包括水輪機轉(zhuǎn)動部分慣量6、額定效率95.08 %及以上最高效率96.56 %及以上7、制造廠家：上海福伊特西門子水電設(shè)備有限公司18第二章 水輪機的構(gòu)造 概述：我廠水輪機采用上海福伊特西門子水電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的HL270-LJ-680型混流式水輪機。是將水能轉(zhuǎn)換為機械能的的一種水力機械，主要由引水部件、導(dǎo)水部件、工作部件和泄水部件組成。還有一些輔助設(shè)備水導(dǎo)軸承部分、密封裝置部分、主軸中心孔補氣裝置、機坑內(nèi)部水、氣管路、測量儀表及專用工具等部分組成。 目前大多數(shù)電站主要采用混流式水輪機，其優(yōu)點比較明顯，

10、結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝方便，運行可靠并具有較高效率和較小空蝕系數(shù)。水輪機轉(zhuǎn)輪上部與主軸相連，在其四周布置有活動導(dǎo)葉，導(dǎo)葉上部通過拐臂與控制環(huán)連接，下部套在底環(huán)內(nèi)，而底環(huán)又布置在座環(huán)的下環(huán)內(nèi)，頂蓋安放在座環(huán)的上環(huán)上，蓋住轉(zhuǎn)輪。固定導(dǎo)葉布置在活動導(dǎo)葉的外圍，座環(huán)的碟形邊與蝸殼相連，并被蝸殼四周包圍。水導(dǎo)軸承位于頂蓋上，控制環(huán)通過推拉桿與接力器相連。在座環(huán)下方布置有基礎(chǔ)環(huán)，通過錐形環(huán)與尾水管相接。19一、轉(zhuǎn)輪水輪機轉(zhuǎn)輪由上冠、葉片、下環(huán)、止漏環(huán)、泄水錐和減壓裝置組成。1、葉片是轉(zhuǎn)輪中最重要的部件，是水能轉(zhuǎn)換為機械能最關(guān)鍵部位，受多種應(yīng)力作用，工作條件惡劣，需要選用高強度，抗空蝕和抗磨損的不銹鋼材料。2、

11、轉(zhuǎn)輪體主要用來裝置葉片，它承受水推力，要求有較高的強度和剛度，其上部與主軸法蘭相連，下部與泄水錐相連，中部四周開有13個孔，安放轉(zhuǎn)輪葉片。3、泄水錐將水引至尾水管，不致因水流脫流而引起機組強烈振動。4、主軸兩端采用雙法蘭結(jié)構(gòu)，下端還采用焊接加固，再用一個不銹鋼蓋板蓋住，在主軸下端1/3有一個水導(dǎo)軸承軸領(lǐng)，我廠水導(dǎo)軸承采用稀油潤滑軸承分塊瓦，油外循環(huán)冷卻方式。20二、導(dǎo)水機構(gòu)1、導(dǎo)水機構(gòu)是由導(dǎo)葉、傳動機構(gòu)（拐臂、連桿和控制環(huán)）、接力器和推拉桿等組成。作用是根據(jù)負荷的變化來改變水輪機的流量，已達到控制機組正常運行的目的。導(dǎo)葉均勻布置在座環(huán)上，其斷面為流線型。導(dǎo)水機構(gòu)接力器型式有導(dǎo)管直缸式、搖擺式、

12、雙直缸式和小直缸式。我廠接力器采用雙直缸式。2、導(dǎo)葉采用不銹鋼整體鑄造，共計24個。每個導(dǎo)葉設(shè)有3個自潤滑導(dǎo)軸承支承，1個座落在底環(huán)中，另2個在頂蓋中。導(dǎo)葉軸上部設(shè)有一個可調(diào)整的自潤滑推力軸承。導(dǎo)葉設(shè)有摩擦限位裝置，在導(dǎo)葉軸穿過頂蓋處的軸承套上設(shè)有活動導(dǎo)葉軸密封。由各部件（包括自潤滑軸承、銷、拐臂、連桿、控制環(huán)和推拉桿）組成的導(dǎo)葉操作機構(gòu)將導(dǎo)葉與接力器相連接，并設(shè)有剪斷銷、導(dǎo)葉保護裝置等 。3、水輪機設(shè)有2個油壓操作、雙作用直缸接力器，用于通過導(dǎo)葉操作機構(gòu)來操作導(dǎo)葉。接力器設(shè)置于水車室的接力器坑襯內(nèi)，支承在經(jīng)加工過的支座板上，支座板與機坑里襯形成整體。操作接力器的壓力油由調(diào)速系統(tǒng)的油壓裝置供給

13、，其額定工作油壓為6.3MPa。接力器還設(shè)有可調(diào)的分段關(guān)閉裝置和可靠的油壓操作接力器鎖錠裝置。 21三、尾水管、蝸殼和盤型閥1、每臺機在尾水管底部設(shè)有2個800mm盤形閥和在蝸殼1個800mm盤形閥，用于機組檢修時排空流道內(nèi)的積水。蝸殼盤形閥布置在蝸殼進口段的最低高程處，將蝸殼內(nèi)的積水排到尾水管內(nèi)。2個尾水管盤形閥分別位于尾水管擴散段的兩側(cè)，通過排水管引至排水廊道。2、盤形閥埋入混凝土的埋件有：盤形閥操作機構(gòu)套管、盤形閥座及操作機構(gòu)的埋設(shè)、排水管、閥坑攔污柵及基礎(chǔ)埋件。3、蝸殼為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，按不進行水壓試驗設(shè)計和制造，約分為30節(jié)。蝸殼在機坑進行掛裝、調(diào)整和焊接。蝸殼延伸段設(shè)有止推環(huán)（止推環(huán)

14、由設(shè)備制造廠VSS提供），蝸殼包括進口延伸段，它與距水輪機X軸線上游10.55m的壓力鋼管的焊接需要在現(xiàn)場進行，壓力鋼管的內(nèi)徑為8.52m，厚度約30mm 。4、尾水管為不帶中間支墩的肘型金屬尾水管，采用肘形主要作用將轉(zhuǎn)輪出口的水流引向下游，當轉(zhuǎn)輪高于下游水位，使轉(zhuǎn)輪出口形成靜力真空，利用高于下游水面的吸出高度。還有使轉(zhuǎn)輪出口處的水流動能恢復(fù)為動力真空，提高水輪機效率。金屬尾水管里襯自基礎(chǔ)環(huán)開始襯至肘管出口與擴散段進口連接斷面處，里襯厚度25mm。22四、水輪機底環(huán)和頂蓋1、頂蓋為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，一般要分瓣運輸?shù)焦さ兀捎妙A(yù)應(yīng)力螺栓把合，不需要在現(xiàn)場做結(jié)構(gòu)焊接，頂蓋帶法蘭，與座環(huán)用螺栓和定位銷連

15、接，頂蓋設(shè)有引至尾水管的泄壓管。2、底環(huán)為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，由上環(huán)、下環(huán)和固定導(dǎo)葉組成，置于基礎(chǔ)環(huán)上，用螺栓與基礎(chǔ)環(huán)連接，分瓣件在工地用螺栓把合，不需要在現(xiàn)場做結(jié)構(gòu)焊接。3、頂蓋和底環(huán)上裝有用于導(dǎo)葉軸的自潤滑軸承和密封，設(shè)有導(dǎo)葉軸承孔；頂蓋和底環(huán)均有可更換止漏環(huán)。頂蓋內(nèi)設(shè)有排水道將主軸密封的滲漏水排出，并設(shè)有兩臺頂蓋排水泵，通過設(shè)在頂蓋內(nèi)的液位信號器進行自動控制。 23五、水輪機軸密封系統(tǒng)1、水輪機軸采用中空結(jié)構(gòu)，上端與發(fā)電機軸采用外法蘭連接，下端與轉(zhuǎn)輪采用外法蘭連接。主軸有中心補氣設(shè)備、補氣管及相應(yīng)的水密封裝置。 2、軸密封系統(tǒng)分為工作密封和檢修密封兩部分。在主軸通過頂蓋的部位設(shè)置工作密封。密封

16、采用恒壓式徑向密封，其密封水壓為0.8MPa1MPa。工作密封能在不拆卸主軸、水輪機導(dǎo)軸承、導(dǎo)水機構(gòu)、管路系統(tǒng)和頂蓋排水設(shè)施的情況下進行檢查、調(diào)整和更換密封元件。密封環(huán)為自補償型。3、在機組停機導(dǎo)水葉漏水較大時，為防止水進入頂蓋，在工作密封下方設(shè)置有用壓縮空氣充氣的橡膠檢修密封裝置，檢修密封由電站空壓機系統(tǒng)提供工作壓力約為0.8MPa壓縮空氣。24第三章 發(fā)電機的構(gòu)造概述：我廠發(fā)電機均采用立軸半傘式水輪發(fā)電機，推力軸承位于發(fā)電機轉(zhuǎn)子下部的下機架上。軸系由上端軸、轉(zhuǎn)子支架中心體、發(fā)電機主軸和水輪機主軸組成。并由發(fā)電機上導(dǎo)軸承支撐。發(fā)電機采用密閉雙路無風扇自循環(huán)端部回風空氣冷卻系統(tǒng)，熱風由12個固

17、定在定子機座周圍的針式高效冷卻器冷卻（三峽發(fā)電機采用了半水冷方式，即轉(zhuǎn)子為空冷，定子為水內(nèi)冷）。發(fā)電機勵磁采用靜止可控硅勵磁系統(tǒng)。 我廠發(fā)電機采用哈爾濱電機廠生產(chǎn)的SF262.5-64/15000型立軸半傘式水輪發(fā)電機。主要由定子、轉(zhuǎn)子、推力軸承、下機架、上機架、上導(dǎo)軸承、制動和除塵系統(tǒng)、通風冷卻系統(tǒng)、防油霧和消防系統(tǒng)、上蓋板等組成。定子和轉(zhuǎn)子是發(fā)電機產(chǎn)生電磁作用的主要部件，其它部件僅起支持或輔助作用。水輪發(fā)電機的主軸用法蘭盤與水輪機主軸直接連接，由水輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 發(fā)電機為立軸半傘式結(jié)構(gòu)，我廠采用二部導(dǎo)軸承和一部推力軸承，推力軸承和下導(dǎo)軸承支撐在下機架上，發(fā)電機軸與水輪機軸采用法蘭

18、連接。25一、發(fā)電機定子 定子是水輪發(fā)電機的固定部件之一。主要由機座、鐵芯、繞組、上下止壓板、端箍支架、端箍、基礎(chǔ)板及引出線等部件組成。1、定子機座：即定子外殼，主要作用是承受定子自重、上機架及機架其他部件的重力、承受電磁扭矩和不平衡磁拉力、承受繞組短路時的切向力。因此必須具有高強度，做好防止變形和振動的措施。機座由軋制鋼板焊接而成，分成6瓣運至現(xiàn)場，在安裝場進行組圓焊接，并測圓度。在安裝間定子組裝平臺支架基礎(chǔ)埋件。所有焊縫應(yīng)進行無損探傷定子機座下環(huán)板與定子鐵芯的結(jié)合型式為齒壓板結(jié)構(gòu)，定子機座基礎(chǔ)板與混凝土結(jié)合部位設(shè)有契子板、調(diào)平螺桿、螺栓及灌漿孔。2、定子鐵芯：是水輪發(fā)電機磁路的主要通道，由

19、于存在交變磁通，才在繞組中感應(yīng)交變電流。稱此為磁電交換元件。定子鐵芯由硅鋼片疊裝而成，疊裝一定高度，分層壓緊，并用高強度螺栓壓緊，定子鐵芯采用鴿尾形定位筋焊接于定子機座上，焊縫要進行探傷。3、定子繞組：當交變磁場切割繞組時，便在繞組中產(chǎn)生交變電動勢和交變電流，從而完成水能機械能電能最終轉(zhuǎn)換。定子繞組固定好壞，關(guān)系機組安全運行和繞組壽命，如固定不牢在電磁力和機械振動力的作用下，容易造成絕緣損壞，匝間短路等故障。因而槽部線棒用槽楔壓緊，端部用端箍結(jié)構(gòu)固定。定子繞組由條式線棒組成，“Y”形連接，支路并聯(lián)，所有的線棒接頭連接采用銀銅焊，繞組絕緣為國家標準中規(guī)定的F級絕緣。26二、發(fā)電機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是水輪

20、發(fā)電機旋轉(zhuǎn)部件，位于定子里面，與定子之間保持一定空氣間隙，它的作用是產(chǎn)生磁場并通過與定子的相互作用，將水能轉(zhuǎn)換為電能。由主軸，轉(zhuǎn)子支架、磁軛和磁極等部分組成。磁極是凸極的，首尾兩磁極與轉(zhuǎn)子引線相連接，轉(zhuǎn)子引線接至集電環(huán)。運行時勵磁裝置向集電環(huán)供給直流電。1、主軸：主要起中間連接、承受機組在各種工況下的轉(zhuǎn)矩、承受推力負荷引起的拉應(yīng)力、單邊磁拉力和轉(zhuǎn)動部分機械不平衡的力。2、轉(zhuǎn)子支架：連接主軸和磁軛的中間部件，并起到固定磁軛和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，我廠采用是組合式。3、磁軛：主要產(chǎn)生轉(zhuǎn)動慣量和固定磁極，同時也是磁路一部分。由扇形沖片交錯疊成整體，再用螺桿拉緊，然后固定在轉(zhuǎn)子支架上。磁軛外緣的T型槽用以固

21、定磁極。為防止過速時磁軛徑向膨脹，造成磁軛與轉(zhuǎn)子支架分離而產(chǎn)生偏心振動支架將磁軛加熱后用徑向鍵加以固定。4、磁極：產(chǎn)生磁場的部件，由磁極鐵芯、勵磁繞組、阻尼繞組與極靴壓板等組成，疊片磁極由薄鋼板迭成，勵磁繞組用扁銅線繞成。27三、發(fā)電機通風冷卻系統(tǒng) 通風冷卻系統(tǒng)為無風扇密閉自循環(huán)系統(tǒng)，空氣通過轉(zhuǎn)子的徑向氣流作用產(chǎn)生循環(huán)，在上、下機架側(cè)設(shè)有擋風板。在發(fā)電機定子機座周圍，對稱地布置12個水冷式空氣冷卻器，冷卻器與水管之間的全部接頭為法蘭或柔性管接頭，冷卻水來自電站技術(shù)供水系統(tǒng)。 28四、發(fā)電機的附屬系統(tǒng)1、空氣冷卻器、推力軸承和上、下導(dǎo)軸承油冷卻器供、排水系統(tǒng)系統(tǒng)以及及相應(yīng)部位上設(shè)置的流量、壓力、

22、溫度等自動控制元件。2、上導(dǎo)軸承油槽、推力軸承油槽和下導(dǎo)軸承油槽供、排油/油霧收集系統(tǒng)和油位、溫度等自動控制元件，以及油霧收集系統(tǒng)。3、機械制動/頂起/粉塵收集系統(tǒng)自動控制元件。發(fā)電機制動和頂起系統(tǒng)包括制動閘及其連接管路和附件、制動閘的粉塵收集裝置及管路、機組制動柜、油壓頂起轉(zhuǎn)子時所用的移動式油泵油槽車及管路和附件。制動器不僅用于發(fā)電機停機時制動，還設(shè)計成能用作液壓千斤頂來頂起機組整個轉(zhuǎn)動部分。 制動閘設(shè)有供油、供氣環(huán)管。環(huán)管經(jīng)預(yù)埋的套管引出機坑后與機組制動柜連接，在機組制動柜中預(yù)留了一個在油壓頂起轉(zhuǎn)子時與移動式油泵油槽車相連的管口。制動閘的粉塵收集裝置包括靜電過濾器、吸風機和相關(guān)的風管、風道

23、、儀表和控制裝置。安裝還包括所有附屬的電氣設(shè)備。4、發(fā)電機自動化元件：發(fā)電機自動化元件包括溫度開關(guān)、液位信號器、示流信號器、壓力開關(guān)、限位開關(guān)、溫度檢測計、振動傳感器、擺度傳感器、蠕動探測器、發(fā)電機局部放電檢測裝置及發(fā)電機氣隙監(jiān)測裝置等。29第四章 水輪發(fā)電機啟動試運行時的檢查和操作注意事項 概述：當水輪發(fā)電機安裝完畢或大、小修結(jié)束，水輪發(fā)電機啟動試運行時應(yīng)該做哪些準備工作、啟動前應(yīng)作哪些檢查和啟動操作時應(yīng)注意些什么？30一、水輪發(fā)電機啟動前的條件1、所有檢修工作已結(jié)束，所有工作票均已收回辦終結(jié)。2、所有安裝或檢修各項目經(jīng)組織驗收合格。設(shè)備變異通 知書已交運行；3、啟動前的各項試驗均已模擬試驗

24、正常，如保護帶開 關(guān)、水機控制流程、調(diào)速器、勵磁調(diào)節(jié)器等二次設(shè)備 靜特性試驗及回路傳動試驗合格。 4、各項安全措施已拆除，愎復(fù)常設(shè)遮欄，具備啟動條件 按總指揮令作啟動前的檢查各部正常。 5、充水前應(yīng)檢查檢修井、滲漏井排水泵運行正常。6、檢查啟動機組有關(guān)照明系統(tǒng)良好、安全通道暢通無 阻、通訊暢通、滅火系統(tǒng)完備等。31二、啟動前的檢查注意事項 1、引水系統(tǒng)的檢查： （1）檢查進水口工作閘門已安裝或檢修完畢，在無水情況下各項試驗合格，啟閉正常，工作閘門在全關(guān)狀態(tài)； （2）檢查壓力鋼管、蝸殼、尾水管內(nèi)部無雜物已清理干凈，蝸殼及尾水管所有檢修工作全部結(jié)束，所有人員已全部撤離，尾水管和蝸殼進人孔已關(guān)閉；

25、（3）尾水、蝸殼放空閥已關(guān)閉無誤；鋼管取水閥在全關(guān)位置； 2、檢查水輪機技術(shù)供水系統(tǒng)已愎復(fù)正常，水壓調(diào)整正常； 3、檢查水車室及頂蓋清潔無雜物，頂蓋射流泵工作正常，密封潤滑水投入正常。 4、檢查機組各軸承油槽油位、油色正常； 5、檢查壓油裝置及漏油泵已愎復(fù)正常，各試驗已合格，油位、油壓正常，自動啟、停正常； 6、檢查調(diào)速器系統(tǒng)已愎復(fù)正常，啟動前的各靜態(tài)試驗調(diào)試合格； 7、檢查推力外循環(huán)油泵工作正常； 8、檢查制動系統(tǒng)試驗正常； 9、檢查發(fā)電機風洞內(nèi)無雜物； 10、上位機、現(xiàn)地LCU開停機模擬試驗正常，各測量顯示正常； 32三、啟動操作注意事項 （一）尾水充水平壓試驗：檢查水車室內(nèi)檢修密封是否漏

26、水，檢修密封排氣后檢查工作密封漏水情況；檢查頂蓋排水情況，導(dǎo)葉套筒有無漏水；尾水管、蝸殼進人門有無漏水，我廠采用尾水管充水平壓閥。1、投入機組制動及檢修密封，必要時在水車室設(shè)置臨時潛水泵；2、將調(diào)速器放機手動，并將導(dǎo)葉打開3-5%的開度。3、打開尾水門上充水閥對尾水充水；注意檢查水車室內(nèi)檢修密封是否漏水，檢修密封排氣后檢查工作密封漏水情況；檢查頂蓋排水情況，導(dǎo)葉套筒有無漏水；尾水管、蝸殼進人門有無漏水。4、檢查尾水平壓后無異常，提起尾水閘門，并鎖定。5、將調(diào)速置機手動，關(guān)閉導(dǎo)葉，手動按下緊急停電磁閥。投入接力器鎖錠。（二）鋼管充水試驗：檢查蝸殼進人門、伸縮節(jié)有無漏水；水車室頂蓋、導(dǎo)葉軸套有無漏

27、水，各部水壓指示正常，測壓管接頭有無漏水；1、投入制動和檢修密封；導(dǎo)葉全關(guān)，接力器鎖錠投入，投入急停。2、檢查進水口工作閘門全關(guān)位置；3、提起進水口檢修閘門；4、充水前設(shè)專人監(jiān)視蝸殼壓力和蝸殼進人門漏水情況；5、提工作閘門至充水平壓位置打開門上充水閥對蝸殼鋼管充水。嚴密監(jiān)視記錄蝸殼壓力上升情況和充水時間；336、充水過程中應(yīng)注意檢查蝸殼進人門、伸縮節(jié)有無漏水；水車室頂蓋、導(dǎo)葉軸套有無漏水，各部水壓指示正常，測壓管接頭有無漏水；7、檢查工作密封投入水壓正常，退出檢修密封，檢查頂蓋漏水、排水情況；8、靜水中做機械轉(zhuǎn)速140%模擬動作落進水口閘門正常；9、全面檢查鋼管充水正常，將進水口工作閘提至全開

28、位置。（三）水輪發(fā)電機組空轉(zhuǎn)試驗：檢查機組各部運行情況；各軸承溫升情況；水力測量系統(tǒng)表計及電氣轉(zhuǎn)速表是否正常；檢查核實監(jiān)控上位機與現(xiàn)地LCU數(shù)據(jù)采集處理情況及程序執(zhí)行情況；檢查調(diào)速器擾動、動態(tài)試驗、手、自動切換、雙電源切換試驗、掉電試驗、導(dǎo)葉反饋斷線試驗、測頻回路斷線試驗，機組手、自動下擺度試驗；1、檢查水輪發(fā)電機組各部已清理干凈，各部人員已到位，振動擺度等測量儀器、儀表準備齊全。2、檢查充水試驗正常無留問題；3、檢查各部冷卻水、潤滑水投入正常。潤滑油系統(tǒng)、操作油系統(tǒng)工作正常。各油槽油位油色正常。344、檢查高、低壓氣系統(tǒng)及滲漏井水泵自動運行正常；5、啟動高壓頂轉(zhuǎn)子正常；6、漏油泵自動運行正常

29、；7、調(diào)速器系統(tǒng)工作正常；8、發(fā)電機出口開關(guān)斷開或出口刀閘斷開；發(fā)電機集電環(huán)碳刷已研磨安裝完畢，碳刷撥出；滅磁開關(guān)斷開；9、水機保護和測溫裝置已投入正常；10、外接試驗接線已接好；現(xiàn)地LCU工作正常。11、水輪機工作密封投入正常，檢修密封已排氣，頂蓋無漏水；12、撥出接力器鎖錠（手動復(fù)歸緊急停機電磁閥）解除制動；檢查風閘全部落下13、手動打開調(diào)速器的導(dǎo)葉開度，待機組開始轉(zhuǎn)動后，立即將導(dǎo)葉關(guān)回，檢查各部機組轉(zhuǎn)動部分與靜止部件之間有無磨擦和碰撞情況；14、待檢查確認各部正常后，手動打開導(dǎo)葉啟動機組，當轉(zhuǎn)速升至50%的額定轉(zhuǎn)速時暫停升速。觀察各部運行情況 檢查無異常后繼續(xù)增大開度，使轉(zhuǎn)速升至額定值，

30、機組空轉(zhuǎn)運行。15、機組空轉(zhuǎn)運行中應(yīng)注意檢查各部運行情況，水車室漏水情況；各軸承溫升情況；各油槽甩油情況；檢查上位機與現(xiàn)地LCU數(shù)據(jù)采集處理情況及程序執(zhí)行情況；3516、待機組空轉(zhuǎn)運行穩(wěn)定后開始做調(diào)速器擾動、動態(tài)試驗、手、自動切換、雙電源切換試驗、掉電試驗、導(dǎo)葉反饋斷線試驗、測頻回路斷線試驗，機組手、自動下擺度試驗。17、機組空轉(zhuǎn)各部瓦溫穩(wěn)定后手動停機檢查；主要檢查各部位螺栓、銷釘、鎖片及健是否松動或脫落；檢查轉(zhuǎn)動部分的焊縫是否有開裂現(xiàn)象；檢查發(fā)電機上、下檔風板檔風圈是否有松動或斷裂，檢查風閘的磨損及動作的靈活性。（四）水輪發(fā)電機過速試驗：檢查水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)動部分的機械強度和觀察測速裝置動作是否

31、正確；1、經(jīng)機組空轉(zhuǎn)試驗檢查各部正常；2、手動方式開機至額定轉(zhuǎn)速，監(jiān)視各部無異?，F(xiàn)象；3、將導(dǎo)葉開度手動繼續(xù)加大，使機組升速至額定轉(zhuǎn)速的115%觀察轉(zhuǎn)速裝置觸點動作停機或?qū)y裝置過速115%ne保護觸點從水機保護回路解開觀察其觸點動作情況；4、如機組運行無異常，繼續(xù)將轉(zhuǎn)速升至140%ne過速保護監(jiān)視過速裝置動作停機，并落下工作閘門。5、過速試驗中應(yīng)注意檢查記錄各部位擺度和振動值。記錄各軸承的溫升情況；及發(fā)電機空氣間隙的變化。監(jiān)視有無異常響聲；366、過速試驗后檢查：全面檢查水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)動部分，如轉(zhuǎn)子磁軛鍵、磁極鍵、阻尼繞組及磁極引出線、磁軛壓緊螺桿等有無松動或移位；檢查發(fā)電機定子基礎(chǔ)及千頂?shù)?/p>

32、狀態(tài)；檢查各部位螺栓、銷釘、鎖片及健是否松動或脫落；檢查轉(zhuǎn)動部分的焊縫是否有開裂現(xiàn)象；檢查發(fā)電機上、下檔風板檔風圈是否有松動或斷裂，檢查風閘的磨損及動作的靈活性。（五）水輪發(fā)電機自動開停機試驗：檢查開停機流程動作，其附屬設(shè)備動作是否正常，記錄開機令至機開始起動的時間和達到額定轉(zhuǎn)速的時間。停機令至制動加閘時間和加閘至機組全停的時間。分別在現(xiàn)地LCU及上位機進行。1、試驗前檢查調(diào)速器處于自動位置，機組各部 附屬設(shè)備處于自動狀態(tài)；2、水機保護均已投入。具備自動開停機條件；3、首次自動開機前現(xiàn)地檢查接力器及風閘的實 際位置與自動回路相符；（六）水輪發(fā)電機短路升流試驗：檢查發(fā)電機各電流回路的正確性和對稱

33、性；各繼電保護電流回路的極性和相位檢查各測量表計接線及顯示的正確性。檢查額定電流下機組的振動和擺度以及碳刷、集電環(huán)工作情況；錄制三相短路特性曲線等。371、發(fā)電機短路升流試驗應(yīng)具備的條件：（1）發(fā)電機出口端已設(shè)置可靠的三相短路線。（2）用廠用電提供主勵磁裝置電源；（3）投入機組水機保護；2、手動開機至額定轉(zhuǎn)速，檢查機組各部運轉(zhuǎn)正常；3、手動合上發(fā)電機滅磁開關(guān)，通過電壓勵調(diào)節(jié)器手動設(shè)置升流至此5%定子額定電流，檢查發(fā)電機各電流回路的正確性和對稱性；各繼保護電流回路的極性和相位檢查各測量表計接線及指示的正確性。4、檢查無異常后將電流升至額定電流，檢查記錄在額定電流下機組的振動和擺度及碳刷、集電環(huán)工

34、作情況；5、在發(fā)電機額定電流下跳開滅磁開關(guān)，檢查滅磁開關(guān)的滅磁情況是否正常，錄制發(fā)電機在額定電流時的滅磁過程的示波圖；6、錄制發(fā)電機三相短路特性曲線，每隔10%定子額定電流記錄定子電流與轉(zhuǎn)子電流；7、測量定子繞組對地絕緣電阻（換算到100時）RU/（1000+S/100）；8、短路升流試驗合格后模擬水機保護動作停機，并拆除三相短路線。（七）水輪發(fā)電機升壓試驗：檢查發(fā)電機各部帶設(shè)備帶電是否正常；機組運行中各部振動和擺度是否正常；電壓回路二次電壓相序、相位和電壓值是否正確；1、 水輪發(fā)電機升壓試驗應(yīng)具備的條件：（1）發(fā)電機保護裝置投入，（2）用廠用電提供主勵磁裝置電源；（3）投入機組水機保護；38

35、2、 自動開機至額定后檢查各部運行正常。測量發(fā)電機短路升流試驗后的殘壓值，并檢查三相電壓的對稱性；3、 手動升壓至25%額定電壓值后，檢查發(fā)電機及引出線等各部帶電設(shè)備是否正常；檢查機組運行中各部振動和擺度是否正常；檢查電壓回路二次電壓相序、相位和電壓值是否正確；4、 檢查無異常后升壓至50%額定電壓，跳開滅磁開關(guān)檢查滅弧情況并錄制示波圖；5、 繼續(xù)升壓發(fā)電機額定電壓值時檢查帶電范圍內(nèi)的一次設(shè)備運行情況，測量二次電壓的相序與相位，測量機組振動和擺度；測量發(fā)電機軸電壓，檢查軸電流保護裝置；6、 在額定電壓下跳開滅磁開關(guān)檢查滅弧情況并錄制滅磁過程示波圖；7、 零起升壓，每隔10%額定電壓記錄定子電壓

36、、轉(zhuǎn)子電流與機組頻率，錄制發(fā)電機空載特性的上 升曲線；8、 繼續(xù)升壓，當發(fā)電機勵磁電流升至額定值時測量發(fā)電機定子最高電壓。9、 由額定電壓開始降壓，每隔10%額定電壓記錄定子電壓、轉(zhuǎn)子電流與機組頻率，錄制發(fā)電機空載特性的下降曲線；10、對于裝有消弧線圈的發(fā)電機還要進行發(fā)電機單相接地試驗：設(shè)置單相接地點，斷開消弧線圈，升壓50%額定電壓后，測量定子繞組單相接地時的電容電流。選擇適當?shù)姆纸宇^投入運行，升壓至100%額定電壓后，測量補償電流及殘余電流，并檢查接地保護裝置信號。39（八）水輪發(fā)電機并列試驗：檢查水輪發(fā)電機的同期裝置及同期回路的正確性；1、選擇同期點的同期開關(guān)，檢查同期回路的正確性；2、

37、先做假同期試驗：拉開同期點開關(guān)所在的隔離刀閘， 分別用手動與自動同期方式進行機組的模擬并列試驗，檢查同期裝置及同期回路是否正常。同時錄制發(fā)電機電壓、系統(tǒng)電壓、斷路器合閘脈沖示波圖；3、模擬并列試驗正常后，再分做機組的手動與自動同期（真同期）并列試驗，錄制發(fā)電機電壓、系統(tǒng)電壓、斷路器合閘脈沖示波圖；（九）水輪發(fā)電機負荷試驗：主要有甩負荷及帶負荷試驗，其目的檢查水輪發(fā)電機帶負荷能力及甩負荷時電壓勵磁調(diào)節(jié)器和調(diào)速系統(tǒng)的反應(yīng)和各部運行情況的變化是否符合要求；1、水輪發(fā)電機帶負荷、甩負荷相互穿插進行。在機組初帶負荷后注意檢查機組及相關(guān)機電設(shè)備各部運行情況，無異常后再根據(jù)系統(tǒng)具體情況做甩負荷試驗；2、水輪

38、發(fā)電機帶負荷試驗：（1）有功增加要逐步逐級進行，并注意觀察記錄機組各部位運行情況和各儀表指示。觀察和測量機組在各種負荷工況下的振動和擺度；測量尾水管壓力脈動值，觀察水輪發(fā)電機補氣裝置工作情況，必要時進行補氣試驗；（2）進行機組帶負荷下調(diào)速器動態(tài)試驗：檢查機組調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性及相互切換過程的穩(wěn)定性；40（3）進行快速增、減負荷試驗：增、減變化量不大于額定負荷的25%；并自動記錄機組轉(zhuǎn)速、蝸殼壓力、尾水管壓力脈動、接力器行程和功率變化等的過渡過程；注意檢查機組振動情況；（4）進行機組帶負荷下電壓勵磁調(diào)節(jié)器試驗檢查發(fā)電機無功功調(diào)整的各項指標符合要求；（5）調(diào)整機組有、無負荷時要在分別在現(xiàn)地調(diào)速器與勵磁調(diào)

39、節(jié)器上進行正常后，再通過上位機進行調(diào)整。3、水輪發(fā)電機甩負荷試驗：（1）機組甩負荷試驗應(yīng)在額定負荷的25%、50%、75%和100%下分別進行，錄制過渡過程的各種參數(shù)變化曲線及過程曲線注意檢查各部運行情況；記錄各部軸承瓦溫的變化情況，記錄接力器不動時間，檢查真空破壞閥的動作和中心孔大軸補氣閥的情況。（2）在額定功率因數(shù)下機組甩負荷時應(yīng)注意檢查電壓勵磁調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性和超調(diào)量（電壓15%、振蕩次數(shù)3次、調(diào)節(jié)時間5S）；（3）檢查調(diào)速器的動態(tài)調(diào)節(jié)性能，校核導(dǎo)葉接力器緊急關(guān)叛亂時間；蝸殼水壓力上升率、機組轉(zhuǎn)速上升率等；均符合要求；41（十）、水輪發(fā)電機72h帶負荷連續(xù)試運行及30d考核試運行試驗：1、

40、在完成上述各項試驗正常后，檢查無異常，機組已具備并網(wǎng)帶額定負荷72h試運行的條件；2、按運行值班要求全面檢查記錄運行所有相關(guān)參數(shù)；3、如果由于運行水頭不足或系統(tǒng)條件等原因，使機組達不到額定出力時，可按當時的具體條件確認機組帶最大負荷進行由72h試運行；4、在72h試運行中由于機組及相關(guān)機電設(shè)備的制造、安裝質(zhì)量或其他原因引起運行中斷時經(jīng)檢查處理合格后重新開始。5、在72h試運行后，停機進行機電設(shè)備全面檢查。必要時還需要將蝸殼、壓力鋼管及尾水管的水排空檢查機組過流部分的工作情況。6、消除并處理72h試運行中所發(fā)現(xiàn)的所有缺陷后，可以交系統(tǒng)運行（新安裝機組進行30d考核試運行試驗，結(jié)束后方可正式投入商

41、業(yè)運行）。42第五章 水輪發(fā)電機運行中的異常、故障分析及事故處理概述：針對水輪發(fā)電機在運行中易出現(xiàn)的異常、故障分析和事故處理是每位值長當班時常常思考的問題，現(xiàn)就容易出現(xiàn)異常、故障和事故分析從中吸取教訓。43一、軸承溫度升高1、現(xiàn)象：中控上位機報軸承溫度升高信號，某軸承溫度指示達到或超過故障溫度。2、分析及處理：（1）檢查各軸承冷卻器供、排水閥是否誤關(guān)閉或堵塞，供排水壓力是否正常， 推力還檢查外循環(huán)油泵運行是否正常；（我們現(xiàn)場經(jīng)常碰到誤技術(shù)供水總供、排水閥、冷卻水某一軸承供水閥、推力油泵未啟動但油流指示正常等）（2）檢查軸承油位是否正常，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)查明原因（某廠就因水導(dǎo)軸承底板漏油跑完，使瓦溫

42、升高燒瓦停機）。（3）機組擺度是否過大，檢查機組軸位移，查明電氣部分當時運行情況。（4）若系機組振動過大，應(yīng)調(diào)整機組負荷，避開振動區(qū)。（5）檢查是否表計誤發(fā)信號（一般表計誤發(fā)是其中某瓦溫升，很少有全部升高的現(xiàn)象，在未查明系表計誤發(fā)時應(yīng)相信它是真的瓦溫升高了）。（6）若表計誤發(fā)信號，則退出該表計，并由維護人員處理。（7）若某軸承溫度確實升高，應(yīng)采取相應(yīng)措施（必要時轉(zhuǎn)移機組負荷），使溫度下降至允許值。44二、水輪機頂蓋水位升高1、 現(xiàn)象：中控上位機發(fā)“頂蓋水位升高”，“頂蓋射流泵投入”信號?，F(xiàn)地檢查頂蓋水位實際升高。2、分析處理：（1）檢查如系頂蓋真空破壞閥開焊、裂紋或水輪機工作密封漏水嚴重，應(yīng)匯

43、報廠總工程師和發(fā)電部主任，并加強監(jiān)視，當無法限制水位時減負荷解列停機。（2）檢查頂蓋射流泵工作是否正常，閥門芯是否脫落，逆止閥是否卡死，或吸水管是否堵塞，應(yīng)聯(lián)系檢修人員處理。（3）檢查自流排水孔如果堵塞，應(yīng)排除阻塞物，用高壓水或高壓氣暢通排水。（4）檢查浮子繼電器是否有故障，如有故障，聯(lián)系檢修人員進行處理。（5）經(jīng)上述仍無效時，應(yīng)及時增加臨時排水泵排水，保證水位在正常水位以下。（6）水位升高而處理無效時，應(yīng)向調(diào)度匯報聯(lián)系調(diào)度降低該機組出力以減小漏水量，同時作好停機準備（必要時可按緊急停機按鈕）。（7）若機組停穩(wěn)后頂蓋水位仍然繼續(xù)上升，可以先試投檢修密封，檢查水導(dǎo)冷卻供、排水管是否破裂，如果頂蓋

44、水位還是繼續(xù)上升，則可落進水口工作閘門和尾水檢修門。45三、 低油壓事故停機1、 現(xiàn)象：中控上位機發(fā)“號機事故低油壓”停機和“水機事故”信號，且語音報警。發(fā)電機出口主開關(guān)跳閘。兩臺壓油泵可能同時啟動或沒有啟動。調(diào)速器液壓操作系統(tǒng)有明顯的跑油現(xiàn)象或機組發(fā)生了大負荷波動。2、分析處理：（1）監(jiān)視機組事故停機過程及自動器具動作情況，自動不良則手動幫助。（2）檢查油壓下降原因，并設(shè)法處理（我們經(jīng)常碰到的是機組發(fā)生了大負荷波動象11月14日三值碰到的2#機低油壓因接力器導(dǎo)葉返饋傳感器萬向螺絲脫落使機組機組發(fā)生了大負荷波動）。（3）若是大量跑油，應(yīng)立即設(shè)法制止跑油。（4）若油壓下降已無法關(guān)閉導(dǎo)水葉時，應(yīng)按“緊急落閘門”關(guān)閉工作閘門。（5）匯報值班調(diào)度員、廠總工程師及發(fā)電維護部主任。（6）查明故障原因，消除故障后將機組恢復(fù)運行。46四、水輪發(fā)電機過負荷1、現(xiàn)象：中控室“上位機發(fā)定子過負荷”信號 ，語音報警提示相應(yīng)故障。發(fā)電機定子電流超過