發(fā)電機(jī)培訓(xùn)課件

平寨電站水輪發(fā)電機(jī)培訓(xùn)一、概述

水輪發(fā)電機(jī)是指以水輪機(jī)為原動(dòng)機(jī)將水能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子短粗，機(jī)組的起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間較短，運(yùn)行調(diào)度靈活，除一般發(fā)電外，特別宜于作為調(diào)峰機(jī)組和事故備用機(jī)組。水流經(jīng)過(guò)水輪機(jī)時(shí)，將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，水輪機(jī)大軸把轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳給與水輪機(jī)大軸連接的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中通以直流電，形成磁場(chǎng)同時(shí)由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。發(fā)電機(jī)定子繞組因切割轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而在發(fā)電機(jī)三相定子繞組中產(chǎn)生交變感應(yīng)電勢(shì)。

當(dāng)發(fā)電機(jī)三相定子繞組輸出回路接負(fù)載時(shí)就產(chǎn)生交變?nèi)嚯娏?，此交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而在發(fā)電機(jī)三相定子繞組中產(chǎn)生交變感應(yīng)電勢(shì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)三相定子繞組輸出回路接負(fù)載時(shí)就產(chǎn)生交變?nèi)嚯娏?，此交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同向，同速，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)p一定時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電勢(shì)的頻率f有嚴(yán)格不變的關(guān)系，即同步關(guān)系，f=p·n/60；其中f----同步發(fā)電機(jī)電勢(shì)的頻率(Hz);p----同步發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù);n----同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(r/min)。平寨電站水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)水輪發(fā)電機(jī)組的型式

按推力軸承位置分：立式發(fā)電機(jī)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(jī)稱為懸式發(fā)電機(jī)；推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方的發(fā)電機(jī)稱為傘式發(fā)電機(jī)，無(wú)上導(dǎo)的稱為全傘式，有上導(dǎo)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(jī)組多采用立式發(fā)電機(jī)。臥式水輪發(fā)電機(jī)適合中小型、貫流及沖擊式水輪機(jī)。

水輪發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、上機(jī)架、下機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)軸承、冷卻器、制動(dòng)器等主要部件組成。

定子主要由機(jī)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(yùn)輸條件可做成整體和分瓣結(jié)構(gòu)。平寨電站機(jī)座共分三瓣，在工地組裝成圓。水輪發(fā)電機(jī)冷卻方式一般采用密閉循環(huán)空氣冷卻。對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)，機(jī)座又承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分的所有重量；鐵芯由硅鋼片堆疊而成，是發(fā)電機(jī)磁路的一部分；線圈則形成發(fā)電機(jī)的電路，它是外包絕緣的銅導(dǎo)線。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由主軸、輪輻、支臂、磁軛、磁極、端壓板、風(fēng)扇、阻尼環(huán)、制動(dòng)板等組成。二、水輪發(fā)電機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu)1.水輪發(fā)電機(jī)主軸水發(fā)連接法蘭下導(dǎo)軸承配合面推力頭作用：水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的重要連接部件，連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體；將水輪機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。2.機(jī)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(jī)架和冷卻器的支撐結(jié)構(gòu)；5、承受整個(gè)機(jī)組的重量并將其傳到基礎(chǔ)上。3.下機(jī)架下機(jī)架位于立式水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子下部與基礎(chǔ)相連接的支撐部件。通常用于裝設(shè)下導(dǎo)軸承。4.上機(jī)架上機(jī)架位于立式水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上部，并與定子機(jī)座相連接的支撐部件。上機(jī)架中心安裝有上導(dǎo)軸承和推力軸承，防止發(fā)電機(jī)主軸晃動(dòng)，使它穩(wěn)定的處于中心位置，同時(shí)推力軸承承受整個(gè)機(jī)組的重量。5.發(fā)電機(jī)定子發(fā)電機(jī)定子鐵芯由導(dǎo)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(lái)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(gè)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(diǎn)出口定子機(jī)座空冷器空冷器支架6.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子平寨電站水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用凸極式結(jié)構(gòu)。下圖是發(fā)電機(jī)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(jī)有N/S相間的20個(gè)磁極，每個(gè)磁極上都繞有勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁電源由安裝在主軸端頭集電環(huán)通過(guò)由外部的晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)提供（由集電環(huán)向勵(lì)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(jī)主軸，在主軸的上端頭安裝有勵(lì)磁發(fā)電機(jī)或集電環(huán)。軸下端有連接水輪機(jī)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(dòng)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(jī)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(jī)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(dǎo)推力油冷卻器冷卻進(jìn)水孔冷卻出水孔冷卻銅管上導(dǎo)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(dǎo)軸承配合面卡環(huán)三、水輪機(jī)一般運(yùn)行知識(shí)1.機(jī)組機(jī)手動(dòng)開(kāi)機(jī)操作1.1檢查機(jī)組備用正常。1.2檢查機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)正常，勵(lì)磁系統(tǒng)正常。1.3檢查機(jī)組保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)、錄波、在線監(jiān)測(cè)裝置等各裝置投入運(yùn)行正常。1.4檢查機(jī)組制動(dòng)系統(tǒng)正常，制動(dòng)氣源壓力正常，風(fēng)閘在落下?tīng)顟B(tài)。1.5檢查蝶閥已全開(kāi)。1.6投入機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)，檢查技術(shù)供水運(yùn)行正常。1.7對(duì)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(dòng)”方式。1.9拔出機(jī)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(dǎo)葉開(kāi)度開(kāi)機(jī)至空轉(zhuǎn)，監(jiān)視機(jī)組轉(zhuǎn)速升至額定值。（轉(zhuǎn)速以齒盤測(cè)速為準(zhǔn)）。1.11投入勵(lì)磁，調(diào)整發(fā)電機(jī)定子電壓至額定。1.12根據(jù)要求投入自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置并網(wǎng)。1.13根據(jù)要求增加機(jī)組負(fù)荷至要求值。1.14監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行正常。2.開(kāi)機(jī)過(guò)程中注意事項(xiàng)2.1開(kāi)機(jī)過(guò)程中，嚴(yán)密監(jiān)視轉(zhuǎn)速上升情況，嚴(yán)禁過(guò)速。2.2機(jī)組在建壓過(guò)程中，嚴(yán)密監(jiān)視啟勵(lì)建壓情況，如有異常立即停機(jī)檢查。2.3機(jī)組并網(wǎng)后，應(yīng)檢查機(jī)組狀態(tài)，應(yīng)盡快將機(jī)組轉(zhuǎn)入發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)檢查出口開(kāi)關(guān)位置指示正確，機(jī)組振動(dòng)、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(jī)組在停機(jī)位；3..2檢查機(jī)組接力器鎖錠投入，將調(diào)速器切至“手動(dòng)”；3.3退出空氣圍帶。3.4關(guān)閉制動(dòng)柜內(nèi)進(jìn)氣閥，打開(kāi)進(jìn)油氣閥。3.5在水車室水輪機(jī)大軸上刻一標(biāo)記，選好一參照物，設(shè)專人監(jiān)視判斷轉(zhuǎn)子頂起高度（一般用鋼板尺測(cè)量大軸上升高度）；3.6接上高壓油泵，打開(kāi)機(jī)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(kāi)組頂轉(zhuǎn)子排油閥排油，退出高壓油泵；3.9關(guān)閉進(jìn)油氣閥，打開(kāi)制動(dòng)柜進(jìn)氣閥。3.10手動(dòng)操作機(jī)組風(fēng)閘頂起、落下，反復(fù)2～3次；3.11將調(diào)速器打到“自動(dòng)”位置。3.12投入空氣圍帶。4發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視檢查項(xiàng)目4.1正常情況下，發(fā)電機(jī)應(yīng)盡可能地避免在機(jī)組振動(dòng)區(qū)內(nèi)運(yùn)行，并做到各機(jī)組間合理的分配負(fù)荷，以確保機(jī)組安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。4.2值班人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)視和分析發(fā)電機(jī)各運(yùn)行參數(shù)顯示和變化情況，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)報(bào)告值長(zhǎng)，待查明原因后加以消除。

4.3在調(diào)整發(fā)電機(jī)的有、無(wú)功負(fù)荷時(shí)，應(yīng)密切注意表計(jì)、顯示數(shù)值的變化情況，當(dāng)出現(xiàn)調(diào)整負(fù)荷3次以上而發(fā)電機(jī)負(fù)荷未發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整，并報(bào)告值長(zhǎng)，待查明原因后加以消除。4.4當(dāng)發(fā)生較大短路沖擊，或較大幅度增加負(fù)荷后，應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)所屬設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查。4.5檢查機(jī)組操作控制交、直流電源投入運(yùn)行正常，現(xiàn)地控制單元LCU運(yùn)行正常,信號(hào)指示燈正確，機(jī)組測(cè)溫裝置運(yùn)行正常，溫度顯示正確，機(jī)組電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率指示在正常范圍內(nèi)。4.6勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作正常，無(wú)故障信息，功率柜溫度及風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，轉(zhuǎn)子滑環(huán)、碳刷接觸良好，無(wú)火花，刷辮無(wú)氧化變色，碳刷無(wú)嚴(yán)重磨損等現(xiàn)象。4.7發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)無(wú)異音、異味，發(fā)電機(jī)空冷器溫度正常，各軸承油溫、油色、油位正常，各管路、油槽無(wú)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(wú)滲漏現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)定子引出線和中性點(diǎn)引出線無(wú)異常發(fā)熱，引出線支座完好，無(wú)異常發(fā)熱現(xiàn)象。4.8機(jī)組機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)各閥門位置正確，各部無(wú)漏氣現(xiàn)象，氣壓正常。4.9發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)、刀閘位置正確，操作機(jī)構(gòu)正常，各電源正常，控制方式正確，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地運(yùn)行正常，刀閘合上。機(jī)組澆筑母線無(wú)放電、發(fā)熱等異?，F(xiàn)象。4.10機(jī)組在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行正常，機(jī)組各部振動(dòng)、擺度在允許范圍內(nèi)。機(jī)械過(guò)速保護(hù)裝置正常。4.11機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行正常，機(jī)組消防系統(tǒng)未動(dòng)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(wú)滲漏現(xiàn)象。4.12轉(zhuǎn)速裝置、同期裝置運(yùn)行正常。機(jī)組電能表運(yùn)行正常。機(jī)端PT無(wú)異常，CT接線端子排接觸良好，無(wú)異常氣味。5推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）瓦溫升高

現(xiàn)象：1.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上發(fā)“推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）瓦溫升高”信號(hào)且語(yǔ)音報(bào)警，顯示某推力瓦溫升高，可能啟動(dòng)水機(jī)事故停機(jī)流程。2.現(xiàn)地觸摸屏顯示推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）瓦溫升高，機(jī)組可能振動(dòng)、擺度較大。

處理：1.檢查推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）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(hào)，記錄該缺陷。2.檢查確認(rèn)機(jī)組推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）瓦溫升高，立即降低機(jī)組有、無(wú)功負(fù)荷，并做好停機(jī)檢查的準(zhǔn)備。3.如計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)顯示推力瓦（上導(dǎo)或下導(dǎo)）溫異常，但無(wú)上升趨勢(shì)或上升非常緩慢則應(yīng)立即檢查其冷卻水壓、流量、閥門狀態(tài)、有不正確者應(yīng)立即恢復(fù)。

4.如果確實(shí)推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）瓦溫較高且振動(dòng)或擺度較大，則調(diào)整其負(fù)荷脫離振動(dòng)區(qū)。5.若因推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）軸承油槽油位過(guò)低導(dǎo)致瓦溫升高，則立即聯(lián)系維護(hù)人員補(bǔ)油，同時(shí)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(lái)或仍上升很快則應(yīng)匯報(bào)調(diào)度及上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，申請(qǐng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷停機(jī)處理。7.如果機(jī)組已經(jīng)啟動(dòng)事故停機(jī)流程停機(jī)則應(yīng)監(jiān)視停機(jī)情況，聯(lián)系維護(hù)人員全面檢查推力（上導(dǎo)或下導(dǎo)）油槽及相關(guān)設(shè)備并取油樣化驗(yàn)。6.發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷

現(xiàn)象：1.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上發(fā)“定子過(guò)負(fù)荷”信號(hào)，語(yǔ)音報(bào)警提示相應(yīng)故障。2.發(fā)電機(jī)定子電流超過(guò)額定值。3.發(fā)電機(jī)有、無(wú)功負(fù)荷及轉(zhuǎn)子電流之一或全部超過(guò)額定值。

處理：1.檢查發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)和電壓，并注意電流達(dá)到允許值所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。2.如電壓或頻率升高，應(yīng)立即降低無(wú)功負(fù)荷，使定子電流降至額定值，如調(diào)整無(wú)效，應(yīng)迅速