灯泡贯流式发电机安装使用说明书讲解文档格式.docx
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(8)旋转方向顺水流方向顺时针
(9)电抗(指发电机额定容量和额定电压时的电抗值)
纵轴同步电抗(Xd)(标么值)1.112
纵轴暂态电抗(X’d)(标么值)0.461
纵轴次暂态电抗(X”d)(标么值)0.310
横轴同步电抗(Xq)(标么值)0.75
横轴暂态电抗(X'
q)(标么值)0.75
横轴次暂态电抗(X”q)(标么值)0.32
零序电抗(Xo)(标么值)0.172
保梯电抗(Xp)(标么值)0.333
负序电抗(X2)(标么值)0.315
(10)时间常数
纵轴暂态开路时间常数(T'
do)4.13s
纵轴次暂态开路时间常数(T"
do)0.054s
横轴暂态开路时间常数(T'
qo)0.015s
电机绕组的时间常数(Ta)0.1343s
(11)额定负载时励磁电压252V
(12)额定负载时励磁电流462A
空载励磁电流222A
空载励磁电压85V
(13)发电机每相电容电流值1.64A
(14)绝缘等级(定子/转子):
F/F
(15)励磁方式静止可控硅励磁
(16)飞轮力矩(GD2):
5000KN.m
(17)正向水推力:
1750KN
(18)反向水推力:
2100KN
(19)短路比:
1.4
(20)流道河水水温不高于30℃
(21)灯泡外径4.5m
(22)灯泡比:
1.25
(23)发电机可靠性指标:
a)可用率99.5%
b)无故障连续运行时间18000h
c)大修间隔时间10年
d)退役前的使用期限40年
2.2发电机大件尺寸和重量
名称尺寸重量
定子:
4500250045.7吨
转子3878139037.5吨
冷却套45004950200123.2吨
流道盖板5200443071012.6吨
组合轴承φ3200174520.5吨
泡头6438274914吨
主轴1140485511.26吨
厂房内安装时量最大起吊重量(定子及其起吊工具)48.3吨
3主要结构和工作原理
3.1总体
本发电机是三相同步发电机,卧轴伞式布置。
发电机组合轴承布置在转子下游侧,转子呈悬臂状。
发电机的主要结构安装在一个密封的形似灯泡的外壳里,流道中水流直接环绕该机壳而过。
故称为灯泡式机组。
发电机与水轮机共用一根主轴。
灯泡体支撑方式:
整个机组采用水机管形壳刚性支撑和灯泡体冷却套下部的铰接支撑及在冷却套两侧水平方向辅以铰接辅助支撑。
冷却方式:
常压强迫密闭通风冷却方式。
本发电机主要结构有:
定子﹑转子﹑组合轴承﹑冷却套﹑灯泡头﹑进人筒﹑流道盖板﹑通风冷却系统﹑基础﹑主辅支撑﹑辅助接线﹑油气水管路﹑灭火水管组成。
该机由于处于水下工作,整个灯泡壳体的各个部件的连接部分均设有“O”型密封圈,并在两部件的结合面处涂以7302液态密封胶。
该机由于工作环境潮湿,设有必要的防凝露及排水措施。
3.2定子
定子外形尺寸45002500,重量45.6吨。
定子由机座、铁心及线圈等部件组成,定子采用贴壁结构
3.2.1定子机座
定子机座外径为φ4500,水流方向长度2500。
定子机座焊接结构,用厚钢板卷焊而成,两端焊有法兰。
采用偏心及倾斜工艺加工机座铁心段,以消除转子挠度引起的轴线偏差,保证定、转子之间的气隙均匀。
机座下游端法兰与水轮机管形座用64-M42螺栓把合固定,上游端法兰与冷却套用64-M42螺栓把合固定,两法兰面设有两道“o”型密封圈,并在两法兰结合涂以7302液态密封胶。
3.2.2定子铁芯
定子铁心长1000mm,外径4320mm,厂内整圆叠片,取消合缝,以增加铁芯整体刚度。
铁芯冲片用0.5mm厚的高导磁﹑低损耗优质硅钢片(DW310)冲制而成,冲制后去毛刺后在两侧涂以F级绝缘漆。
上下压板为分块结构。
定子铁芯借助于45根鸽尾筋与定子机座固定,为减少齿部弹开度,在铁芯两端30mm范围内的冲片用粘结剂粘成整体,以加强齿部的刚度。
为防止铁芯热膨胀后铁芯受机座约束使铁芯扭曲变形,除铁芯与机座之间留有一定的间隙外,铁心冷端自由,热端定位,可从热端向冷端轴向膨胀。
铁心压紧采用绝缘穿心螺杆,穿心螺杆中间段加一硅橡胶管相当于与螺杆紧握,以防止机组运行时螺杆产生共振。
3.2.3定子绕组
定子绕组为条式波绕组,F级绝缘结构,采用360°
罗贝尔换位。
股线采用DSBEB-0.25/155涤纶双玻璃丝包扁铜线,线圈表面经防晕处理。
主绝缘采用桐马粉云母带,防晕层直线部分为低阻,端部为高阻,主绝缘和防晕层一次热压固化模压成型,定子线圈嵌线时槽内衬以桐马低阻半导体玻璃布及采用涤纶毡适形垫条,以此保证线圈在嵌线入槽内的紧量。
定子线圈接头条用银合金焊接。
线圈端箍采用非磁性材料。
定子线组为星形连接,主引出线和中性引线均在上游侧,其中主引出线采用电缆引至发电机舱,然后再经发电机进人筒引出;
中性引出线用电缆引至发电机舱接中性点设备后短接。
3.3转子
转子外形尺寸为38781390,重量37.5吨。
转子主要由磁极、转子支架等组成。
每个磁极与转子支架磁轭圈的连接是通过6个M48螺栓固定。
转子支架与水机轴采用止口和12个M80×
4螺栓联接,用4个φ110销钉传递扭矩。
磁极包括磁极线圈、磁极铁心和阻尼绕组。
3.3.1转子支架
转子支架外形尺寸为φ3304×
1390。
转子支架为单幅板结构﹑由磁轭圈﹑幅板﹑轮毂﹑筋板﹑制动环焊接而成。
幅板开有扇形孔,以便冷却空气从中流过,同时它也是通往下游侧的检修通道。
转子支架与主轴采用螺栓把合,销钉传递扭矩,长止口定位。
加长止口配合长度,可大大减轻联轴螺栓的交变负荷应力。
避免疲劳断裂。
3.3.2磁极铁芯
磁极铁芯由1.5mm厚的钢板冲片叠成,借助于拉紧螺杆和压板压紧。
在磁极铁心底部用压板固定磁极线圈,防止磁极线圈在机组起动和停机时上下窜动。
3.3.3磁极线圈
磁极线圈用五边形扁铜线绕成,铜线外缘为三角形,以增加线圈外表面的冷却面积,保证转子的良好的散热性能。
匝间绝缘﹑极身绝缘及上﹑下托板与铜线热压成一体,以提高线圈的防潮和电气性能.。
转子设有纵﹑横阻尼绕组。
阻尼条与阻尼环的联接采用银铜焊接,阻尼条与磁极铁心每间隔一定距离用氩弧焊接,以减小阻尼条的接触电腐蚀和由离心力、电磁力引起的振动产生疲劳断裂。
阻尼环与阻尼环之间用由多层薄铜板叠成两端搪锡成整体的连接片用螺栓连接在一起。
每个磁极用6个M48双头螺柱和螺母与转子支架联接固定,结构简单,装拆方便。
3.4主轴
主轴外形尺寸为1140.4855,重11。
26吨。
材料为锻钢20SiMn。
主轴为中空结构,内孔尺寸为270,为水机操作油管和转轮充油的通道,两端为连接发电机和水轮机转轮用的法兰。
与发电机转子连接的法兰直径为φ1140mm,与水轮机转轮连接接法兰直径为φ1090mm,主轴两端分别为发电机和水轮机导轴承的轴颈,发电机导轴承轴颈直径为φ650mm,水轮机导轴颈直径为φ600。
3.5组合轴承
组合轴承尺寸32001745mm,重20.5吨。
组合轴承由负荷机架﹑油槽﹑密封盖﹑镜板﹑正向推力轴承﹑反向推力轴承﹑径向轴承等部套构成。
负荷机架承受着轴向水推力和径向载荷。
负荷机架布置在发电机转子的下游侧,通过48个M482螺栓与水轮机管形壳连接固定。
机架呈锥形,用优质钢板焊接而成。
支架的内圆装设向轴承,其上游侧端面装有轴承密封盖,以防油雾进入转子。
而下游侧安装正、反推力轴承。
轴承支架上主设置排油雾管,下方设置径向瓦进出油管及高压油管。
油槽为铸造结构,分两半把合,底面装有12个支柱螺钉套筒,并与正向推力座把合,承受正向水推力。
壳内充满润滑油,为避免漏油,在其端面上高有密封环。
反推力轴承座为钢板焊接结构。
它与轴承支架连接合缝处设有调整垫片。
反推力轴承座平面设置M12螺钉,用以安装橡胶垫和反推力瓦。
径向轴瓦与推力瓦采用不括瓦工艺加工,使轴瓦在电站安装时不需要刮研。
径向轴承由支撑﹑球座和径向轴瓦组成。
径向瓦为球面支撑方式,具有一定的自调心能力,以适应主轴的挠度的变化。
径向轴瓦尺寸为650560mm,瓦背球面直径为Sφ900mm。
径向轴承为液体润滑方式,分为动压和静压两种工况:
动压轴承为部分圆单油楔轴承;
静压轴承径向单向油垫。
动静压两种运行工况分别为:
静压起动和停机,动压正常运行。
正向推力轴承为液体润滑摆动瓦轴承结构。
轴瓦支撑方式为悬挂式支柱螺丝刚性支撑,通过调整支柱螺钉来保证反推力瓦与镜板的间隙(约0.3~0.5mm)。
推力轴瓦的定位柱起两个作用:
即固定瓦的位置,承受瓦的重量,又能起立式轴承中挡块的作用。
它能保证瓦绕定位线(支撑中心)自由转动,以形成建立油膜的楔形。
正向推力轴瓦采用巴氏合金瓦。
瓦结构尺寸为:
外径为1410mm,内径780mm,瓦厚130mm,瓦块数为12。
反向推轴瓦为液体润滑动压轴承,瓦面为巴氏合金,轴瓦尺寸为:
外径1400mm,内径780mm,瓦厚100,瓦块数为12。
采用弹性支撑方式,瓦背后垫有橡胶垫。
镜板为双面工作方式,分两瓣把合,两瓣通过10个M36螺栓和4个φ30锥销连接成整体,镜板尺寸为1410420。
发电机上游侧端盖设有阻油环和毡密封,阻止油雾进入发电机。
3.6供油、供水、供气系统
3.6.1供油系统
润滑系统分高低压两种,为水轮机与发电机共用。
在开停机时高压油路给发电机侧的径向轴承及水轮机侧的径向轴承瓦提供高压油。
高压油在机组启动或停机、转速在(0~90%)nN范围内投入。
低压油路向水轮机和发电机两大轴承供润滑。
润滑油牌号为L-TSA46。
组合轴承(正推﹑反推﹑径向)及水导轴承润滑油为压力供油方式,润滑油从重力油箱,借助于重力形成的压力差经流量计和节流阀分别供给正推力轴承、反向推力轴承、径向轴承及水导轴承供给相应流量的润滑油。
压力油的压力不得少于0.16Mpa,即重力油箱的高程不得小于20m。
润滑油从回油箱,由低压泵组加压后流经油冷却器、滤油器到重力油力箱再向各轴承供油,热油经回油管流回回流箱。
重力油箱内有油量应保证在供油泵发生故障时仍能向轴承提供5min的润滑油。
径向轴承高压油供油系统由液压泵站的高压泵组把油加压经滤油器﹑毛细管节流器、单向阀进入轴承静压油垫。
润滑油的供油及排油管路均布置在水轮机管形座内。
由总供油管供给的润滑油分4个支路,分别进入发电机的径向轴承和及正、反推力轴承及水轮机径向轴承,然后再汇入3根回油管排至轴承回油箱。
3.6.2供排水系统
空气冷却器﹑油冷却器冷却水均为水泵直接取水单元供水方式,即水取自水轮机流道内,通过全自动滤水器过滤,离心水泵组加压后,分成两路,一路给油冷却器提供冷却水,冷却水量为15m3/h;
另一路通过自动供水转阀向空气冷却器供水,供水量为160m3/h。
从空气冷却器与油冷却器出来的热水排到流道下游侧。
3.6.3排水系统
在灯泡头、冷却套、定子机座下部设有排水管,凝露水由排水管排至积水井。
3.7供气系统:
制动用压缩空气气源由电站提供,正常制动气压为0.5~0.7MPa,强迫制动气压为2.5MPa。
3.8重力油箱与高压泵站
重力油箱外外形尺寸为1780×
2750,油箱自身重量0.85t,容积5m3。
重力油箱的工作油量的保证是依靠液位信号器控制液压泵站的低压泵的工作状况来实现。
重力油箱的安装高程要保持在距机组轴线高程20m以上。
以此高程保证重力油箱的供油油压满足组合轴承润滑油的压力要求。
3.9液压泵站
外形尺寸:
3060×
1560×
1905,重量3.1t。
液压泵站由油箱、高压泵组系统和低压泵组系统、回油管路空气过滤器、水气滤网、电加热器、信号温度计、液位信号计等组成。
高压泵组系统:
高压泵组(C5-6-1E135-20-L-CH齿轮泵,油压20MPa,油量9.2L/min,电动机功率4KW,电压380V),滤油器、溢流阀、止回阀组成。
低压泵组系统由:
低压泵组(SNF280-54螺杆泵,油压1MPa,流量360l/min,电动机功率11KW,电压380V)、止回阀等组成。
液压泵站一方面收集了机组轴承润滑系统的回油,轴承密封盖处的泄漏油等,并把这些润滑油通过油泵依此压力使油冷却器并送至重力油箱。
当油温低时电加热器把油加温,以使润滑油保持在25℃~35℃之间。
高、低压泵组均为两套,以互为备用,确保机组润滑油的安全供给。
3.10油冷却器
油冷却器为圆筒式,重0.651t,内部装有φ16/φ14铜管224根。
冷却面积10.5m3。
进油温度45℃
出油温度35℃
进水温度30℃
冷却油量360L/min
工作油压0.4MPa
冷却水量15m3/h
3.11通风冷却系统
本机组采用常压密闭循环轴向强迫通风一次冷却方式。
冷却系统由冷却空气密闭循环与冷却水密闭循环两大系统组成通风冷却系统。
散热途径为:
损耗通过空气冷却器冷却水带走,再通过冷却套,把损耗传递到河水中。
风路系统包括:
8个空冷器﹑4个轴流风机﹑挡风板﹑立式挡风板﹑定子﹑转了等共同组成风路。
冷却空气流动的途径为:
冷风从风机出来后进入转子上游侧空间经转子幅板孔到达转子下游侧空间后,分成三路:
一路进入转子极间空间,一路进入定转子气隙,一路进入定子轭部轴向通风孔,三路热风在定子上游侧空间会合后,进入8个空气冷却器,经4个“Y”形导风筒进入轴流风机,其中每两个空气冷却器共用一个风机。
对于这种通风结构型式,电机上下侧都有隔离密封板与灯泡头侧和水轮机侧隔开,从而形成密闭循环轴向通风结构。
在运行中,工作人员可以安全地进入灯泡头内,对机组的集电环﹑电刷﹑冷却系统和油水管路等进行检查。
此外,还可以有效地防止水轮机侧和灯泡头侧的潮湿空气及脏物进入发电机,使碳刷或刹车粉尘也不会污染发电机,有效地保证了机组内的清洁,延长了机组的检修周期及寿命。
空气冷却器
8个空气冷却器的总进水量:
160m3/h
冷却器水压降:
1.97mmH2O
冷却器最高进水温度:
30℃
冷却器最大换热容量:
50KW
冷却器工作水压:
0.5MPa
冷却器进风风量:
2.1m3/S
冷却器风压降≤30mmH2O
轴流风机:
风机风压:
129mmH2O
风机风量:
4.2m3/S
电动机功率:
7.5KW
电压:
380V
本机空气冷却冷却系统供水采用水泵直接取水的单元供水方式,设有两台高性能离心水泵,两台水泵互为备用,自动轮换动行;
其参如下:
型号:
KL150-250
数量:
2
运行方式:
互为备用,自动轮换运行
扬程20m
流量:
200m3/h
电动机功率:
18.5KW
为反冲洗空气冷却铜管和冷却套及进人筒夹层内的污物,防止其堵塞进水管路,设有自动供水转阀,改变空气冷却器冷却水进出水方向。
3.12顶罩
顶罩由灯泡头、锥形冷却套、扶梯及进人筒组成。
3.12.1锥形冷却套
锥形冷却套外形尺寸:
下游侧直径为φ4500×
4950×
2001,重量13.5t,水流方向长为2450mm。
锥形冷却套为夹层结构,由内外两层钢板组成,外壁厚20mm,内壁为10mm;
内外壁之间形成高度为30mm的空腔,作为空气冷却器冷热水分配收集的通道。
冷却套上游侧法兰与灯泡头连接,其下游侧法兰与定子机座法兰连接,其顶部与进人筒相连接,冷却套的底部有铰接结构的主支撑,在冷却套的水平方向两侧均装有铰接结构的侧向支撑,以此三支撑支持泡体的重量、水压力、水浮力、额定和短路力矩、制动力矩及各种振动力矩和保持其稳定。
3.12.2灯泡头
灯泡头外形尺寸为:
Φ3968×
1315,重4.38吨。
灯泡头呈半球形,为钢板焊接结构,内部焊有放射状的筋板。
灯泡头承受轴向水推力及其压力和水浮力。
泡头内装有巡视检修发电机用的平台。
下部设有一个φ500mm的流道进人孔。
3.12.3进人筒
进人筒为钢板焊接结构,外形尺寸为φ1846×
3000重量3.94t,分上下两节组成
进人筒为油水气管路﹑定转子引出电缆﹑照明引出线﹑监测元件引出线以及监护运行人员进出发电机舱及检修吊物用的通道。
进人筒为夹层结构,由内外两层钢板组成,外壁厚12mm,内壁厚10mm;
内外壁之间形成高度为30mm的空腔,作为空气冷却器冷热水进出水的通道。
3.13流道盖板及基础
流道盖板外形尺寸为:
52004430710,重12.64吨,为钢板焊接框架结构。
流道盖板,基础,灯泡体支墩及灯泡体形成发电机的流道。
基础承受着整个机组的各种力和力矩。
3.14泡头的辅助支撑
灯泡头的辅助支撑分为垂直支撑和水平支撑,均采用球面铰接形式。
该支撑方式允许灯泡体有微小的轴向及周向移动,以消除灯泡体由于热应力及机械变形而引起的轴向力的作用。
水平侧向支撑起防振作用,外形呈流线形。
所有支撑均为不锈钢材料制成。
3.15制动管路
制动装置采用压缩空气操作的机械制动装置,其空气压力为0.5~0.7Mpa。
该制动装置能在2min内,将机组的转动部件从30%额定转速下连续制动至停机。
制动管路由ZD120-O制动器﹑空气过滤器﹑制动柜(电磁空气阀﹑压力表﹑压力信号器)﹑限位开关﹑阀门等组成。
6个制动器装在发电机转子上游侧冷却套下游上,灵活可靠。
制动压力释放后用气动复位。
制动器上装有限位开关,以便监视制动闸板位置并发送复位信号。
为了润滑制动器,在制动管路上设有油雾器,以润滑制动器活塞和气缸。
发电机设有制动器粉尘收集装置。
3.16转子锁定装置
当机组长期停机时,或当人需进入发电机的转动部位时应使制动处于制动状态,以防止转子因漏水而转动。
3.17灭火装置
发电机舱内所有零件材料均为难燃或阻燃材料,所以本机没有另设灭火装置。
3.18接地炭刷装置
接地炭刷装置设在水机径向轴承下游侧端盖上。
3.19防潮装置
在发电机定子下游侧空间里装有容量3KW﹑电压380V的电加热器4个,分别固定在水机管形壳上。
加热器在长期停机时使用。
当长期停机时,加热器投入并保持发电舱内温度高于室温约5℃,防止定子绕组受潮。
在发电机灯泡内设有小型除湿机一台,在停机能自动投入,机组运行时能自动退出,除湿机内的凝结水经中间环下部的凝露水排出管排至集水井。
。
3.20测温装置
为测量发电机线圈和铁芯温度,在定子铁芯槽中共埋置18个Pt100铂热电阻测温线圈,埋置的槽号和位置详见定子测温装置图。
为了监视机组的安全运行,在发电机轴承﹑空气冷却器进出风部位设有测温元件,其中有的测温元件配有数字式温度显示调节议,用来发出报警信号(详见辅助接线图)。
3.21防凝露措施
在灯泡头﹑冷却套和进人筒内壁涂以防凝露漆,以此有效地保证发电机舱内不因电机运行工况变化而凝露。
在发电机底部设有收集凝露水的水管。
4运输与储存
3.1发电机所有零部件均由制造厂根据尺寸、重量及结构特点分别包装,在运输过程中吊运必须按箱上的标记进行。
4.2所有零部件运到工地后,应开箱检查运输过程中有无损坏并按装箱单清点有无缺件。
4.3运到电站的零部件一般均应保存在干燥清洁的库房中。
4.4拆箱后的零部件应水心放在框架或垫块上。
经加工的零部件表面应涂以防锈脂或防锈漆。
至少每三个月检查零部件有无腐蚀,如有则必须立即加以清除,对镜板等到高精度零件的工作表面尤应加以注意,慎重地加以保护。
3.5必须特别注意定子线圈的存放,应保证其绝缘不受任何潮湿和机械损伤。
其仓库房的室温不低于5℃。
5安装说明
本节只对本发电机安装时的主要特点及特殊要求作简要说明,但不包括为确保安装质量所必须执行的全部内容。
5.1安装前的准备工作
a)安装前,安装人员必须熟悉下列文件及规程:
本产品技术条件;
本产品说明书;
随机供给的图纸以及图中规定的技术要求;
发电机的其它技术文件;
制造厂提供的试验及检查记录;
b)安装现场必须清理干净符合要求。
c)认真校对各大件的重量和起重设备的能力,并予先考虑大件的起吊和搬运方法。
d)清点并熟悉制靠造厂提供的专用工具;
e)注意检查零部件的X、Y标记或编号;
f)发电机在流道内的安装工作是在水轮机安装工作基本完成后进行,水轮机管形壳安装应达到设计要求。
5.2安装程序。
5.2.1吊入轴承机架,找机架、水机管表壳安装轴线,找正后机架与水机管形壳同钻铰销孔,然后折下机架,将机架吊出流道。
a)在安装间将机架和镜板径向
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- 灯泡 贯流式 发电机 安装 使用 说明书 讲解