發(fā)電機培訓課件

平寨電站水輪發(fā)電機培訓一、概述

水輪發(fā)電機是指以水輪機為原動機將水能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機。水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子短粗，機組的起動、并網(wǎng)所需時間較短，運行調(diào)度靈活，除一般發(fā)電外，特別宜于作為調(diào)峰機組和事故備用機組。水流經(jīng)過水輪機時，將水能轉(zhuǎn)換成機械能，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，而在發(fā)電機三相定子繞組中產(chǎn)生交變感應電勢。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)嚯娏鳎私蛔冸娏鳟a(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有嚴格不變的關系，即同步關系，f=p·n/60；其中f----同步發(fā)電機電勢的頻率(Hz);p----同步發(fā)電機的磁極對數(shù);n----同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(r/min)。平寨電站水輪發(fā)電機參數(shù)水輪發(fā)電機組的型式

按推力軸承位置分：立式發(fā)電機又分為懸式和傘式兩種。推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方的發(fā)電機稱為懸式發(fā)電機；推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方的發(fā)電機稱為傘式發(fā)電機，無上導的稱為全傘式，有上導的稱為半傘式，它適用于轉(zhuǎn)速在150r/min以下。

按布置方式分：可分為臥式和立式兩種。一般低、中速的大、中型機組多采用立式發(fā)電機。臥式水輪發(fā)電機適合中小型、貫流及沖擊式水輪機。

水輪發(fā)電機由轉(zhuǎn)子、定子、上機架、下機架、推力軸承、導軸承、冷卻器、制動器等主要部件組成。

定子主要由機座、鐵芯和繞組等部件組成。定子鐵芯用冷軋硅鋼片疊成，按制造和運輸條件可做成整體和分瓣結(jié)構(gòu)。平寨電站機座共分三瓣，在工地組裝成圓。水輪發(fā)電機冷卻方式一般采用密閉循環(huán)空氣冷卻。對于懸式發(fā)電機，機座又承受轉(zhuǎn)動部分的所有重量；鐵芯由硅鋼片堆疊而成，是發(fā)電機磁路的一部分；線圈則形成發(fā)電機的電路，它是外包絕緣的銅導線。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子由主軸、輪輻、支臂、磁軛、磁極、端壓板、風扇、阻尼環(huán)、制動板等組成。二、水輪發(fā)電機的主要部件結(jié)構(gòu)1.水輪發(fā)電機主軸水發(fā)連接法蘭下導軸承配合面推力頭作用：水輪機與發(fā)電機的重要連接部件，連接發(fā)電機轉(zhuǎn)子和水輪機轉(zhuǎn)輪體；將水輪機的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)子。2.機座1、作為定子鐵芯疊片的支撐結(jié)構(gòu)；

2、承受定子的扭矩,并將其傳至底腳；3、構(gòu)成冷卻氣體的通道；

4、構(gòu)成軸承、機架和冷卻器的支撐結(jié)構(gòu)；5、承受整個機組的重量并將其傳到基礎上。3.下機架下機架位于立式水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子下部與基礎相連接的支撐部件。通常用于裝設下導軸承。4.上機架上機架位于立式水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子上部，并與定子機座相連接的支撐部件。上機架中心安裝有上導軸承和推力軸承，防止發(fā)電機主軸晃動，使它穩(wěn)定的處于中心位置，同時推力軸承承受整個機組的重量。5.發(fā)電機定子發(fā)電機定子鐵芯由導磁良好的硅鋼片疊成，在鐵芯內(nèi)圓均勻分布著許多槽，

用來嵌放定子線圈。定子線圈嵌放在定子槽內(nèi)，組成三相繞組，每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律排列。定子鐵芯定子繞組出口母線中性點出口定子機座空冷器空冷器支架6.發(fā)電機轉(zhuǎn)子平寨電站水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子采用凸極式結(jié)構(gòu)。下圖是發(fā)電機的磁軛與磁極，磁極安裝在磁軛上，磁軛是磁極磁力線的通路，發(fā)電機有N/S相間的20個磁極，每個磁極上都繞有勵磁線圈，勵磁電源由安裝在主軸端頭集電環(huán)通過由外部的晶閘管勵磁系統(tǒng)提供（由集電環(huán)向勵磁線圈供電）。

磁軛安裝在轉(zhuǎn)子支架上，在轉(zhuǎn)子支架中心安有發(fā)電機主軸，在主軸的上端頭安裝有勵磁發(fā)電機或集電環(huán)。軸下端有連接水輪機的法蘭。轉(zhuǎn)子支架磁軛磁極裝配推力頭集電環(huán)組件轉(zhuǎn)子引線制動環(huán)主軸連接法蘭磁 軛11處放大磁極安裝位置磁極鐵芯磁極線圈磁 軛轉(zhuǎn)子插在定子中間，與定子有很小空氣間隙（24mm），轉(zhuǎn)子由上機架的推力軸承支撐，可以自由旋轉(zhuǎn)。下圖是轉(zhuǎn)子吊裝在下機架上。6.推力軸承擋油桶推力軸承座底盤支柱螺栓托瓦推力瓦油槽蓋密封圈推力頭卡環(huán)鏡板油冷器推力油箱推力瓦座上導推力油冷卻器冷卻進水孔冷卻出水孔冷卻銅管上導推力冷卻器托瓦與推力軸瓦結(jié)合面與彈支柱螺栓結(jié)合面推力軸瓦與鏡板結(jié)合面與托瓦結(jié)合面HOMIS推力頭套軸后大軸轉(zhuǎn)子引線集電環(huán)組件推力頭和上導軸承配合面卡環(huán)三、水輪機一般運行知識1.機組機手動開機操作1.1檢查機組備用正常。1.2檢查機組調(diào)速系統(tǒng)正常，勵磁系統(tǒng)正常。1.3檢查機組保護、監(jiān)控系統(tǒng)、錄波、在線監(jiān)測裝置等各裝置投入運行正常。1.4檢查機組制動系統(tǒng)正常，制動氣源壓力正常，風閘在落下狀態(tài)。1.5檢查蝶閥已全開。1.6投入機組技術供水系統(tǒng)，檢查技術供水運行正常。1.7對空氣圍帶排氣降至“0”位。1.8檢查調(diào)速器現(xiàn)地控制柜在“手動”方式。1.9拔出機組接力器鎖錠。1.10在調(diào)速器現(xiàn)地控制柜上緩慢增加導葉開度開機至空轉(zhuǎn)，監(jiān)視機組轉(zhuǎn)速升至額定值。（轉(zhuǎn)速以齒盤測速為準）。1.11投入勵磁，調(diào)整發(fā)電機定子電壓至額定。1.12根據(jù)要求投入自動準同期裝置并網(wǎng)。1.13根據(jù)要求增加機組負荷至要求值。1.14監(jiān)視機組運行正常。2.開機過程中注意事項2.1開機過程中，嚴密監(jiān)視轉(zhuǎn)速上升情況，嚴禁過速。2.2機組在建壓過程中，嚴密監(jiān)視啟勵建壓情況，如有異常立即停機檢查。2.3機組并網(wǎng)后，應檢查機組狀態(tài)，應盡快將機組轉(zhuǎn)入發(fā)電運行狀態(tài)，應檢查出口開關位置指示正確，機組振動、擺度、瓦溫、冷卻水壓及流量等正常。3.頂轉(zhuǎn)子操作3.1檢查機組在停機位；3..2檢查機組接力器鎖錠投入，將調(diào)速器切至“手動”；3.3退出空氣圍帶。3.4關閉制動柜內(nèi)進氣閥，打開進油氣閥。3.5在水車室水輪機大軸上刻一標記，選好一參照物，設專人監(jiān)視判斷轉(zhuǎn)子頂起高度（一般用鋼板尺測量大軸上升高度）；3.6接上高壓油泵，打開機組頂轉(zhuǎn)子供油閥打油；3.7待轉(zhuǎn)子頂起高度為10mm后停止高壓油泵；3.8停留兩分鐘后，打開組頂轉(zhuǎn)子排油閥排油，退出高壓油泵；3.9關閉進油氣閥，打開制動柜進氣閥。3.10手動操作機組風閘頂起、落下，反復2～3次；3.11將調(diào)速器打到“自動”位置。3.12投入空氣圍帶。4發(fā)電機運行中的監(jiān)視檢查項目4.1正常情況下，發(fā)電機應盡可能地避免在機組振動區(qū)內(nèi)運行，并做到各機組間合理的分配負荷，以確保機組安全、穩(wěn)定的運行。4.2值班人員應認真監(jiān)視和分析發(fā)電機各運行參數(shù)顯示和變化情況，必要時進行適當?shù)恼{(diào)整，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應及時報告值長，待查明原因后加以消除。

4.3在調(diào)整發(fā)電機的有、無功負荷時，應密切注意表計、顯示數(shù)值的變化情況，當出現(xiàn)調(diào)整負荷3次以上而發(fā)電機負荷未發(fā)生變化時，應停止調(diào)整，并報告值長，待查明原因后加以消除。4.4當發(fā)生較大短路沖擊，或較大幅度增加負荷后，應對發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)所屬設備進行詳細檢查。4.5檢查機組操作控制交、直流電源投入運行正常，現(xiàn)地控制單元LCU運行正常,信號指示燈正確，機組測溫裝置運行正常，溫度顯示正確，機組電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率指示在正常范圍內(nèi)。4.6勵磁調(diào)節(jié)器工作正常，無故障信息，功率柜溫度及風機運行正常，轉(zhuǎn)子滑環(huán)、碳刷接觸良好，無火花，刷辮無氧化變色，碳刷無嚴重磨損等現(xiàn)象。4.7發(fā)電機風洞內(nèi)無異音、異味，發(fā)電機空冷器溫度正常，各軸承油溫、油色、油位正常，各管路、油槽無滲漏現(xiàn)象，各軸承冷卻水溫、水壓、流量正常，閥門位置正確，各部無滲漏現(xiàn)象。發(fā)電機定子引出線和中性點引出線無異常發(fā)熱，引出線支座完好，無異常發(fā)熱現(xiàn)象。4.8機組機械制動系統(tǒng)各閥門位置正確，各部無漏氣現(xiàn)象，氣壓正常。4.9發(fā)電機出口開關、刀閘位置正確，操作機構(gòu)正常，各電源正常，控制方式正確，發(fā)電機中性點接地運行正常，刀閘合上。機組澆筑母線無放電、發(fā)熱等異常現(xiàn)象。4.10機組在線監(jiān)測裝置運行正常，機組各部振動、擺度在允許范圍內(nèi)。機械過速保護裝置正常。4.11機組技術供水系統(tǒng)運行正常，機組消防系統(tǒng)未動作、備用良好，消防水系統(tǒng)各閥門位置正確，水壓正常，各部無滲漏現(xiàn)象。4.12轉(zhuǎn)速裝置、同期裝置運行正常。機組電能表運行正常。機端PT無異常，CT接線端子排接觸良好，無異常氣味。5推力（上導或下導）瓦溫升高

現(xiàn)象：1.計算機監(jiān)控系統(tǒng)上發(fā)“推力（上導或下導）瓦溫升高”信號且語音報警，顯示某推力瓦溫升高，可能啟動水機事故停機流程。2.現(xiàn)地觸摸屏顯示推力（上導或下導）瓦溫升高，機組可能振動、擺度較大。

處理：1.檢查推力（上導或下導）油槽油位、油溫、油色、瓦溫正常則可能系瓦溫傳感器誤發(fā)信號，記錄該缺陷。2.檢查確認機組推力（上導或下導）瓦溫升高，立即降低機組有、無功負荷，并做好停機檢查的準備。3.如計算機監(jiān)控系統(tǒng)顯示推力瓦（上導或下導）溫異常，但無上升趨勢或上升非常緩慢則應立即檢查其冷卻水壓、流量、閥門狀態(tài)、有不正確者應立即恢復。

4.如果確實推力（上導或下導）瓦溫較高且振動或擺度較大，則調(diào)整其負荷脫離振動區(qū)。5.若因推力（上導或下導）軸承油槽油位過低導致瓦溫升高，則立即聯(lián)系維護人員補油，同時查明油位降低原因。6.經(jīng)以上處理后如果瓦溫不能降下來或仍上升很快則應匯報調(diào)度及上級領導，申請轉(zhuǎn)移負荷停機處理。7.如果機組已經(jīng)啟動事故停機流程停機則應監(jiān)視停機情況，聯(lián)系維護人員全面檢查推力（上導或下導）油槽及相關設備并取油樣化驗。6.發(fā)電機過負荷

現(xiàn)象：1.計算機監(jiān)控系統(tǒng)上發(fā)“定子過負荷”信號，語音報警提示相應故障。2.發(fā)電機定子電流超過額定值。3.發(fā)電機有、無功負荷及轉(zhuǎn)子電流之一或全部超過額定值。

處理：1.檢查發(fā)電機的功率因數(shù)和電壓，并注意電流達到允許值所經(jīng)過的時間。2.如電壓或頻率升高，應立即降低無功負荷，使定子電流降至額定值，如調(diào)整無效，應迅速