风电机组发电机规程.docx
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风电机组发电机规程
风电机组发电机规程
1发电机概述
VEM1550KW-690V-50Hz发电机
发电机是把旋转的机械能转换为电能。
在风机中采用的是双馈式感应发电机。
发电机的定子直接连接到三相电源上,而转子通过变频器与三相电源相连。
发电机的转速范围是1000到2016rpm,同步转速是1500rpm。
转子电压频率和转子电流与转速差(实际和发电机的转速)相对应。
这个差值称为转差率,通常以同步转速的百分比的形式给出。
发电机的定子电压等于电网电压。
转子电压与转差频率成正比。
当发电机以同步转速转动时,转差率为零。
2安全须知
2.1注意事项
首次维护应在风机动态调试完毕且正常运行7—10天后进行;以后间隔按照
此章要求进行!
在发电机安装和试运行前,请仔细阅读此运行和维护手册。
小心妥善保管该运行和维护手册。
只有严格遵守该手册的规定,索赔才有保障。
小心保存日志。
合格人员
合格人员指能够依照相关操作规程或者产品上的标示,进行产品的安装、装配、调试和运行,并具有相关资格的人员,例如:
1)按照标准的安全需求,接受相关培训、指导或授权,操作开关的分断、电气线路和设备接地与标识。
2)按照标准的安全需求,在安全设备的维护和使用方面接受过相关的培训和指导。
3)急救训练。
危险
表示如果没有采取相应的预防措施,会导致死亡、重大的人身伤害或财产损失。
危险标识
危险
警告
表示如果没有采取相应的预防措施,可能导致死亡、重大的人身伤害或财产损失。
警告
小心
带三角的警告标志表示如果没有采取相应的预防措施可能导致轻微的人身伤害。
小心
小心
不带三角的警告标志表示如果没有采取相应的预防措施可能导致财产损失。
小心
注意
表示如果没有遵守相关指示,可能导致不期望的结果和情形。
注意
提示
是与产品有关的重要信息,或在运行规范中需要特别注意的部分。
注释
警告
当电气设备处于运行状态时,这些装置的某些部分将一直处于危险状态。
因此如果不注意相关警告可能导致严重的人身伤害或财产损失。
只有具备相关资格的人员才能被授权操作这些装置。
这些人员必须熟知所有的警告,依照操作指令进行维护。
要安全无误的运行此设备,除了需要小心的运行和维护以外,还需要正确的运输、专业的储存、安装和装配。
必须遵守国家的相关安全指导方针。
危险
该发电机是在工业电力装置上安装使用的单元。
在运行时,有裸露的带电部分和旋转部件,因此,如果未经允许去掉了必需的遮盖,或使用方式不正确、进行了误操作或者没有仔细维护的话,可能会导致重大人身伤害或财产损失。
如果设备应用于工业区域以外,在安装地点应放置适当的装置(例如保护围栏)和标志,防止XX人员进入。
遵守运行规范事项是在合同范围内进行索赔的前提。
认真地保存工作日记。
风场的安全负责人,必须保证:
◆风场的基础施工工作,以及运输、装配、安装、试车、维护和修理工作,都有专业人员执行或控制。
◆在工作过程中,都要遵守运行指南和电机文档规范。
◆严格遵守合理的装配、连接、环境和运行状况的技术数据和详细资料。
◆严格遵守个人防护器材的相关使用规章制度,要安装和并且有安全预防措施。
◆禁止XX的人员操作或接近电机。
因此,该运行规范建议必须由有资格的人员来正确操作电机。
提示
推荐分别使用由VEM提供的支持和服务,进行施工、装配和维修等业务。
提示
该电机不含任何危险物质。
危险物质指致癌物质、诱变剂、有毒物质、放射性物质、水质污染物、导致全球变暖的物质、消耗臭氧层的物质、在德国化学法和危险物质法案的附件VI中“禁止使用或配制物质”所包括的所有特殊物质。
在拆卸电机之前,先从轴承上排出润滑油(对于普通轴承)或清除油脂(对于耐磨轴承)。
然后使用工具进行电机拆卸工作。
从铁心中取出绕组之前,首先在400℃下通过特殊的装置使单元裂化。
不同部件的处理方法如下表:
装配部件
原料
处理方法
轴承
油脂
废物需要在监控下进行特殊处理
轴承
润滑油
废物可再利用
主轴
钢
废物可再利用
机座
轴承端盖
铸钢
灰口铸铁
废物可再利用
不带绕组的铁芯
电炉钢板
废物可再利用
绕组
铜,部分掺合绝缘材料
废物可再利用
电缆
铜,绝缘材料
废物可再利用
导条
端头
刷握
铜
黄铜
废物可再利用
玻璃纤维部件
可视玻璃窗
过滤垫
波纹管
各种有机原料
废物可再利用
炭刷
石墨
废物可再利用
3描述/技术数据
该设备为转换风能的发电机;
该发电机具有高效率、长寿命和高可靠性等特点。
该电机符合以下规范:
序号
项目
规范与标准
1
尺寸和运行特性
IEC/EN60034-1
2
防护等级
IEC/EN60034-5
3
冷却
IEC/EN60034-6
4
结构
IEC/EN60034-7
5
噪音
IEC/EN60034-9
6
振动等级
IEC/EN60034-14
定子包括一个焊接的沟槽机座,线束叠片铁芯紧缩压入,然后用轴向箝位螺栓夹紧。
定子绕组由一个二层三相交流整体绕组组成,绕组材料为E-Cu扁平金属线,绝缘材料为云母箔。
绝缘系统采用“EMoDURVPI155”的温度达F级的环氧树脂绝缘。
绕组通过铝环悬垂固定。
3.4转子
转子包括一个带叠片铁芯的钢制螺柱轴,铁心被冷缩压制安装,通过轴向箝位螺栓夹紧。
转子绕组由半穿入式线圈组成,绕组材料为E-Cu扁平金属线,绝缘系统采用“EMoDURVPI155”。
转子绕组终端的K,L,M从轴上的孔引出到N侧轴终端,并在此处与滑环装置相连。
转子平衡对称,其离心转速是2640rpm。
转轴通过二个相同电刷接地,接地电刷直接安装在轴承上——在滑环室内的无驱动端和在轴末端的驱动端。
接地电刷支架上装有电刷磨损检测装置,可以通过辅助接线盒来得到相关信号。
在主轴的无驱动端安装有一个空心轴速度传感器,其安装和操作方法请参见附录上的该制造商提供文件。
重要提示:
轴编码器终端的最大偏度半径为:
0.1mm。
3.5静止加热器
在发电机和滑环室内装配了静止加热器,他们通过辅助接线盒与外部连接。
至于容量、电压以及连接位置等信息,请参考下面相关章节有关SLD资料和电机的尺寸表。
3.6耐磨滚珠轴承
轴承通过圆形端罩支撑安装在机座正中。
一个深沟球轴承安装在D侧定位轴承的轴承端盖上,另一个深沟轴承安装在N侧非定位轴承的轴承端盖上。
两个轴承完全绝缘并带预紧,目的是为了降低运行噪音,并在主轴锁紧后传递锁紧力。
定位轴承的尺寸设计,能恰好吸收电机自身产生的径向力和轴向力(4°倾斜角,轴向磁场吸引力),设计时没有考虑吸收任何外部导入的附加的轴向载荷。
油脂排出口位于两个轴承端盖处,可以收集从轴承端盖内排出多余的油脂。
因此在轴承端盖的底部有多个开口和一个油脂收集装置。
主轴轴承端盖朝外一面采用迷宫式密封。
根据DIN71412规则,在轴承端盖上装配了AM10×1的锥形油脂喷口,便于重新添加油脂。
3.7冷却和通风
发电机采用空-空的冷却系统。
内部的空气循环由一个内部的风扇产生,并影响转子的自然通风。
风扇从放射形冷却发生器上抽取空气,使之通过热交换器的铝制管道,并强制冷空气返回到电机。
设备尾部的径流式风扇产生外部的空气循环。
设备周围的空气被吸入并在风压作用下通过空气-空气热交换器的管道。
这种空气排出式扩散器是设计目的是:
让空气在排出的时候,有一部分冷空气流过滑环室。
如果没有特别的要求,冷却条件依照VDE0530的要求。
通过发电机内部的冷却空气与安装位置无关,冷却空气必须严格限制腐蚀性气体和水蒸汽的含量(最大相对湿度为80%,最大粉尘含量为1mg/m3,最大SO2含量为1.5mg/m3)。
3.8监控设备
发电机配置了以下监控装置:
-6个温度传感器(Pt100)
-每个轴承装有两个温度传感器(Pt100)
-排气口装有两个温度传感器
-一个用于电刷监控的触点
-一个用于接地电刷监控的触点
3.9滑环室
滑环室位于电机N侧的外部。
滑环室通过独立的轴流风扇通风,防护等级达到IP23。
滑环主体可以在轴上滑动,并且很容易拆下。
相关的罩体集中在轴承端盖的N侧,并且安装了一个主电刷支架和一个接地电刷支架。
滑环室内有3个独立滑环和1个非独立滑环,用于主轴接地的连接。
有一个宽敞的开口间隙可以方便地进行电刷、电刷支架和滑环的维护。
通过一个微型开关监控电刷磨损(包括主电刷和主轴接地电刷),两个相关信号可以通过辅助接线盒连接。
3.10电气连接
3.10.1定子接线
绕组(U1,V1,W1)的始端引出到接线盒,每个绕组可以分别使用3根电缆连接,并且用M16螺栓紧固。
3.10.2滑环室接线
连接电缆直接连到罩体上的转子接线盒内。
3.10.3保护和接地电缆的连接
该发电机装配了以下的有关保护和接地电缆连接:
◆至少有一条内部的连接接线盒和转子接线盒的保护电缆(温度检测器接线盒除外)。
◆所有连接都用红色标出,并带有保护或接地电缆标志。
3.10.4静止加热器的连接
静止加热器的连接端子放在辅助接线盒内。
3.10.5通风设备的连接
通风设备的连线已经连接到辅助接线盒内。
3.10.6监控设备的连接
温度传感器、电刷监控用微型开关和所有测量装置都已经连接到辅助接线盒内。
3.10.7技术数据
电机型号
带滑环转子的三相异步发电机DASAA5023-4UFB
公差
DINEN60034-1/IEC34-1
测量值
见检查证明
标称额定功率
1550kW
标称视在功率
1550kVA
运行等级
S1
标称电压
690V
10%
标称电流
1118A
标称频率
50Hz
2.5%
标称转速
1750rpm
转速范围
1000~1750~2016rpm
N.max=2050rpm
旋转方向
反时针方向
架构
IMB3
电机/端子的防护等级
IP54/IP54
标称功率因数
1.0
效率
96.6%(
=1时)
转子开路电压
1872V
转子电流I2
452A(
=1时)
失速转矩
1.6×MN
惯性力矩
69kgm2
可接受的振动范围:
●<5Hz振动位移
0.2mm
●5到50Hz振动速度Veff
4.5mm/s
●>50Hz振动加速度a
2m/s2
耐热等级
F
冷却类型
空气-空气散热器
静止加热器
定子:
750W/690VAC
滑环区:
750W/690VAC
环境温度
-30℃~+50℃
总重量
6600kg
4相关图纸
序号
图纸名称
图纸代号
1
尺寸图
AB.21086.00(3)
2
定子电缆连接尺寸图
FR.14628.00(3)
3
转子电缆连接尺寸图
FR.14624.00(3)
4
接线图
AN.13702.00(4)1-2
5
截面图
AB.21137:
00
(2)
图1发电机尺寸图
图2发电机定子电缆连接尺寸图
图3发电机转子电缆连接尺寸图
图4发电机接线原理图之一
图5发电机接线原理图之二
图6发电机截面图
注明(对于图6):
1——发电机外壳
2——轴承端盖D侧
3——轴承端盖N侧
4——带沟球轴承的轴承端盖D侧(锁定轴承),独立(见2.2.4章节)
5——带沟球轴承的轴承端盖N侧(非锁定轴承),独立并预加载荷(见2.2.4章节)
6——转轴
7——转子叠片铁芯
8——转子绕组
9——用于外部空气流动的外部风扇
10——定子叠片铁芯
11——定子绕组
12——用于转子接线的接线盒
13——用于定子接线的接线盒
14——辅助接线盒
15——空气-空气散热器
17——排气口
18——滑环室
19——滑环齿轮
20——速度监视器
21——接地电刷N端
22——内部风扇
25——接地电刷D端
26——主电刷支架
27——主电刷25×32×80
5安装/装配
危险
发电机外壳有用于装卸与运输的吊装孔。
吊装工具一定要使用一个带4个可调载荷吊装点的支架(方式如下图)。
重量参见电机铭牌或电机尺寸表。
5.2运输后的检查
仔细目测检查潜在的损伤。
立即修理较小的损伤。
通过彻底地对整个机壳表面重新刷油漆的方法,来修理机座上的油漆损伤。
如果电机不能够在10天内安装,则应保证发电机安全存储。
5.3存储预防措施
应该将发电机、发电机部件或备件等存储在一个不受天气影响的、干燥的、具有适宜温度和振动的房间内。
好的存储条件有助于以后的试车和调试。
保持房间温度合适,避免电机部件上凝结水珠。
5.4防腐蚀保护:
◆在存储之前,对所有的部件都要做防腐蚀保护。
◆任何未涂部位都要使用防腐蚀漆、防腐蚀油脂或者防腐蚀蜡进行防腐蚀处理。
◆任何涂油脂的部件和位置都要用油浸纸和塑料布等类似物品包裹。
◆一年之后,要重新涂抹油脂层,因为此时其保护效果已经减弱。
◆定期检查存储的部件。
◆只有在装配电机的时候才能清除相关位置的防腐蚀保护介质。
◆使用专业的商用溶剂来清除防腐蚀保护介质。
小心电机运行时,外壳以及外壳上布置的电缆或其它元件可能发热。
查看电机文档中的相关的技术数据和在电机外壳上的铭牌。
电机出厂时已经进行了防腐蚀保护处理。
只有当电机被移动到其安装和装配位置,并开始安装时,才能清除这些防腐蚀保护。
另外,维持以下条件:
5.5联轴器
电机适合于直连式弹性联轴器的使用场合,联轴器应保持动态平衡。
如果不采用联轴器,将会产生并且传递附加的轴向载荷(这种载荷有别于规范中描述的轴向载荷)
5.6噪声的产生
在任何安装工地评估噪声等级,必须考虑3相交流电机在额定负荷下运行时会产生超过70dB(A)的A级噪声水平。
稳定的地基、精确调整机身的水平,以及主轴上的各个滑动部件极佳的平衡,将产生一个平稳的、低振动的运行状态。
电机将被放置在由4个螺栓固定在地基的座板上,也可以安装在抗扭底座上。
电机底部支撑平面与水平面的允许偏差
0.2mm。
按照减震器厂商的规范安装减震器。
为了安全紧固,并且能够传递驱动力矩,使用紧固螺栓,紧固强度等级参照ISO898-1标准,例如10.9级。
,
警告
使用化学清洗剂时,必须遵守相关的安全数据表中的警告与规范。
所有的化学溶剂都必须与各部件兼容,尤其是塑胶部件。
为了确保电机能够被正确地校准和安全地固定,必须具有良好的专业知识和技能,包括:
◆地基的准备
◆联轴器的选择和装配
◆实际运行和轴向偏差的测量
◆轴向和水平调整。
如果对于以上任何一项活动和工序有不清楚的地方,建议联系当地的VEM服务中心,请求技术支持。
5.7地基准备
◆安装工必须确保当地工作状况符合电机的保护等级要求。
◆使用一个与钢铁机座尺寸配套的钢筋混凝土平台,并且在铸造和吊装混凝土部件时,钢板必须保持水平。
◆水平面的允许偏差可以参见尺寸图。
◆安装工按照尺寸图做抗振底座的连接尺寸和准备工作。
◆最小的混凝土强度等级为C20/25(B25)(按照DIN1045/DINEN206标准)。
◆在设计电缆管道的时候,需要考虑在连接时的电缆弯曲半径。
5.8联轴器的装配
◆定义联轴器安装侧的膨胀温度,检查轴颈和联轴器孔的尺寸和形状。
◆使用汽油,清除轴颈上的防腐蚀保护蜡膜。
◆使用石油溶剂或石脑油溶剂,清理所有的安装面。
◆确保使用带温度监控的烤炉、小煤气炉或感应加热器对联轴器胀套均衡加热,该项工作由专家执行。
◆快速准确的将联轴器胀套的中心安装到轴颈上。
◆避免冲击和碰撞,确保不损坏轴承。
◆遵守联轴器制造商的规范。
◆确保联轴器胀套能被拆卸。
◆在拆卸联轴器胀套时必须使用适当的装置。
5.9粗略调整
◆把发电机放在地基上,避免碰撞,并且用工具校正,准确校准其轴。
◆为了能够准确地同轴连接,在电机底部与机座之间插入垫片来调整。
◆使所有水平面平衡。
◆检查与发电机相关的装配尺寸(具体尺寸参见尺寸图)。
◆粗略调整后,标记发电机底部与机座的定位销孔位置。
◆从地基上吊起发电机。
◆在地基上钻出底部螺栓孔,并攻螺纹。
◆预留定位销座垫(不是为了安装减震器的)。
11.5.10精细调整
◆需要的测量工具有:
针盘式卡规和卡规支撑座。
◆填充垫片使电机水平。
◆同时轻轻紧固地脚螺栓,校正电机轴向和径向。
◆使用卡规全周校准。
◆按照普通4×90°旋转增量,获得测量值。
◆将同一个测量点的多次测量值取平均,并且比较平均值。
发电机的偏移量,与发电机转轴中心和联轴器表面平行面的偏差不能超过以下值:
转速(rpm)
频率(Hz)
x(mm)
<1800
50
0.14
同轴性偏差和联轴器表面平行面的偏差定义如下图指示。
弹性联轴器也需要精细校正。
误差越小,联轴器的使用寿命越长。
弹性联轴器的校正需要遵守联轴器制造商的规范和以下预防措施:
◆交叉地紧固地脚螺栓。
◆留意不要使保护套变形。
◆用测量仪表,检查发电机底部与机座平面连接螺栓处,应该没有缝隙(即完美连接)。
◆校准后,扩大地基上的锥形螺栓孔(电机底部的预钻孔)。
◆打定位销。
注意
垫片将覆盖所有接触面(垫片轴向长度=承重板底部的轴向长度)。
6定子绕组连接
◆由专业人员在电缆连接点(接线盒)装配电缆。
◆确保按照正确工序,使用符合标称电流容量的、合适的电缆接线头来进行电缆布置、电缆接入和电缆连接。
◆允许的最大外部电缆直径参见“电缆连接”。
◆按照标称电压,裸露的部件之间应该保持最小放电间隙。
◆确保所有电缆都有序排列,避免混乱、短路和产生电弧。
◆按照各自的保护等级密封电缆入口。
◆确保使用了正确的端子标记、线路,良好的接触和紧密的螺纹连接。
◆依照VED0530的要求:
右旋时,相序是L1,L2,L3到U,V,W;而左旋时,相序是L1,L2,L3到V,U,W。
◆旋转方向的指示参见铭牌或检验证明书。
劳动保护
不属于运行回路的导电元件,都通过导电体连接起来,并最终与保护终端或接地电缆连接。
这些元件的保护或接地电缆的电阻,最大不超过0.1欧姆,维修时要特别注意这一点。
由受过培训的人员,依照相关规章,来完成所有的装配、连接和安装,并且严格遵守安装场地意外事故预防的相关规定。
7接地体的连接
◆按照国家相关法律,进行外部接地电缆和接线盒上的接地和保护电缆的连接。
◆在安装场地,应遵守工厂规范。
电机的接地体应符合安装规范(如IEC/EN60204-1),对于横截面积超过35mm2的功率电缆,其接地导线截面积至少是主电缆的50%。
在连接电缆时必须确保:
◆保持电缆末端毛胚,以便进行正确的连接和适当的试剂进行防腐保护,例如使用抗酸石蜡油膏防腐。
◆在螺丝钉下面需要放防松挡圈和平垫圈。
8辅助电路连接
◆在专用接线盒内,确保正确连接温度测量装置、静止加热器、风扇和电刷监控的电缆。
◆电缆通过电缆管道接入。
辅助电路详细的连线图参见接线盒盖内侧的端子配置图和电机文档。
端子适用于截面积不大于4mm2的电缆。
(菲尼克斯UK5N型端子)。
电缆选择需要考虑配线电流容量和环境条件。
(例如环境温度,电缆敷设类型等,参照IEC/EN60204-1标准)。
9收尾工作
在关闭接线盒之前,请检查:
◆电缆连接是否与接线盒上的端子配置相一致。
◆打扫接线盒内部,并且除掉未连接线头。
◆电缆连接螺钉部分紧密配合,并符合相应的保护等级、电缆敷设类型、容许的电缆截面积等,并且是按照相关规范进行安装。
◆连接电缆自由排列,互不干扰,不要损伤电缆护套。
◆所有接入电缆都被卡紧,并且用螺丝紧固插头(只有使用工具才可以松开)。
◆接线盒内的密封和封接面都要整齐有序。
◆适当的紧固所有螺丝夹具的箝位螺栓(包括自由夹具)。
10螺栓连接的预紧扭矩
生产和试验扭矩
无润滑螺栓连接
铜/黄铜螺栓连接
强度4.6和5.6或铜、黄铜、铝、灰铸铁螺栓
强度8.8
-无锁定
-导条和电缆插座锁定
强度8.8
-锁定
尺寸
生产
[N.m]
试验
[N.m]
生产
[N.m]
试验
[N.m]
生产
[N.m]
试验
[N.m]
生产
[N.m]
试验
[N.m]
M4
1.0
0.7
1.4
1.0
3.0
2.6
3.3
2.8
M5
2.0
1.4
2.7
1.9
5.9
5.0
6.7
5.7
M6
3.5
2.5
4.6
3.2
10
8.5
5
9.8
M8
8.4
5.9
11
7.7
25
21.3
27
23.0
M10
13.2
9.2
17.1
12.0
38.1
32.4
54
45.9
M12
22.6
15.8
30.3
21.2
66.1
56.2
92
78.2
M14
-
-
48.2
33.7
105
89.3
145
123.3
M16
55.2
38.6
73.9
51.7
163
138.6
225
191.3
M18
-
-
101
70.7
233
198.0
320
272
M20
107
74.9
143
100.1
331
281.4
460
391
M22
-
-
194
136
451
383
620
527
M24
183
128
245
172
568
483
790
672
M27
-
-
366
256
856
728
1160
986
M30
369
258
494
346
1130
961
1550
1320
M33
502
385
673
471
1560
1330
-
-
M36
840
588
1120
784
2020
1720
-
-
M39
-
-
1380
966
2640
2240
-
-
M42
-
-
1370
959
3230
2750
-
-
M45
-
-
1700
1190
3990
3390
-
-
M48
-
-
2050
1440
4860
4130
-
-
M52
-
-
2630
1840
6200
5270
-
-
M56
-
-
3280
2300
7750
6590
-
-
M64
-
-
4890
3420
11600
9860
-
-
M68
-
-
5890
4120
13800
11700
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11在长时间停机或存储之后检查轴承润滑
在常温环境下(-30℃~+50℃),处于停机状
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- 机组 发电机 规程
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