QF系列汽轮发电机安装使用维护说明书.docx
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QF系列汽轮发电机安装使用维护说明书
QF系列汽轮发电机
安装使用维护说明书
0JS·461·331二版
编制:
审核:
批准:
山东济南发电设备厂
二○○四年一月
山东济南
发电设备厂
QF型汽轮发电机安装使用维护说明书
编号
0JS.461.331二版
共21页
第1页
一.概述第2页
二.技术数据及允许运行条件第2页
三.结构说明第3页
四.安装说明第7页
五.使用说明第11页
六.维护检修说明第18页
七.保证期第21页
八.备注第21页
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第2页
一.概述
此系列汽轮发电机为QF系列3~30MW空冷三相两极交流同步发电机,额定转速为3000r/min,频率为50Hz。
发电机设计为封闭循环通风系统,径向双流式通风系统。
发电机型号:
如QF-3-2型,QF代表空冷汽轮发电机,3-代表容量3MW,2-代表2极。
另外3000KW有快装式,其型号为QFK-3-2(K-代表快装)。
此系列汽轮发电机的旋转方向,从汽轮机端看为顺时针方向。
二.技术数据及允许运行条件
1.本系列汽轮发电机及其励磁机技术数据列表
表1
汽轮发电机
励磁机
冷却器
型号
容量
电压
功率
因数
效率
功率
电压
热交换功率
KVA
V
%
KW
V
KW
QFK-3-2
3750
6300
3150
0.8
95.3
30
100
无
QF-3-2
3750
10500
6300
0.8
95.3
30
100
120
QF-6-2
7500
10500
6300
0.8
96.4
45
150
180
QF-7-2
8750
10500
6300
0.8
97
45
150
240
QF-12-2
15000
10500
6300
0.8
97
65
230
360
QF-15-2
18750
10500
6300
0.8
97
65
230
450
QF-25-2
31250
10500
6300
0.8
97.4
105
230
650
QF-30-2
37500
10500
6300
0.8
97.6
105
230
740
注:
本表中未列出的QF系列发电机的安装使用维护参照本说明书进行。
2.本系列汽轮发电机正常使用条件是:
(1)海拔不超过1000米。
(2)冷却空气温度不超过+40℃。
(3)安装在掩蔽的厂房内。
3.本系列汽轮发电机在额定工作方式连续运行时各主要部件相对冷却空气的允许温升限度如下表:
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表2
发电机
的主要部件
温度测量方法
允许温升限度(K)
定子绕组
电阻温度计法
85
转子绕组
电阻法
90
定子铁芯
电阻温度计法
80
轴承油允许温度
温度计
65℃
4.汽轮发电机的空气冷却器在进水温度不超过+33℃时,开足水量保证冷却后的空气温度不超过+40℃,当进水温度提高到+33℃以上时进口风温相对提高,因此必须相应降低发电机绕组的允许温升,此时,发电机功率以温升不超过降低的允许值为限。
5.本系列汽轮发电机,当功率因数为额定值时,允许电压与额定值偏差不超过±5%,频率与额定值偏差不超过±2%情况下连续运行,保证输出额定功率。
对12000KW及以下的6300V的发电机,允许在定子电压升高至额定值的110%的情况下连续运行,此时定子电流应以转子电流不超过其额定值为限。
发电机的最低运行电压应根据稳定运行的要求来确定,一般不低于额定值的90%。
当发电机电压降低到额定值的95%以下时,定子电流长期允许的数值仍不得超过额定值的105%。
6.发电机在运行中若其功率因数与额定值有出入时,发电机负荷应调整到使定子和转子电流不超过在该冷却空气温度下所允许的数值。
7.本系列汽轮发电机在每相电流不超过额定值时,允许负序分量与额定电流之比不超过10%的三相不平衡负载,保证连续运行。
8.本系列汽轮发电机不允许长期过载运转。
9.本系列汽轮发电机试验项目及标准,按“透平型同步电机技术要求”(GB/T7064-2002)。
三.结构说明
1.QFK型汽轮发电机的结构示图1。
QF型汽轮发电机结构示图2。
2.结构说明:
(1)定子机座采用钢板焊接,结构轻巧牢固。
为了便于下线时定子线圈端部的绑扎与检修,机座长度均设计成仅伸至两端铁心压板处。
机座纵向有多层壁板构成进出风区,其外以罩板覆盖。
定子两侧焊有吊拌,以供吊装。
(2)定子铁心由优质电工硅钢片冲制迭压而成。
硅钢片两面具有坚固的绝缘漆膜,铁心通过鸠尾槽沿周向固定在机座的支持筋上,并且分段来用高压力压紧,并设有以铆焊小工字钢为支撑形成的径向通风沟以便通风。
(3)定子线圈采用半组式,端部结构为篮形。
线圈有多股裸铜线和玻璃丝包线间隔迭成。
线圈绝缘是用连续云母带包扎,为B级或F级绝缘,线圈端部由三角形支架与绑环箍紧。
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汽轮发电机的外形尺寸:
表3
型号
主要尺寸(毫米)
A
B
C
D
E
H
QFK-3-2
4500
约5000
2050
1050
1870
QF-3-2
4390
约5000
1780
500
1600
180
QF-6-2
4980
约5500
2190
630
1980
190
QF-7-2
4980
约5500
2190
630
1980
190
QF-12-2
QF-15-2
6170
约7200
2490
630
2280
130
QF-25-2
8040
约8800
2730
750
2510
300
QF-30-2
8040
约8800
2730
750
2510
300
注:
尺寸B为抽出转子时所需的最小空间。
汽轮发电机的主要部件重量:
表4
型号
主要部件重量(吨)
定子
转子
励磁机
最大运输重
QFK-3-2
6.3
3.52
0.42
9.3
QF-3-2
6.5
3.5
0.42
9.5
QF-6-2
12.1
5.4
0.6
14.7
QF-7-2
12.1
5.4
0.6
14.7
QF-12-2
QF-15-2
21.7
9.6(9.8)
0.63
25.5
()内为QF-15重量
QF-25-2
42
16
1.6
46
QF-30-2
42
16
1.6
46
注:
最大运输重包括定子、端盖、底盖等。
快装式定子有六根引出线,在机座两侧出线,每侧有一个铸铁出线盒,每盒内三根出线。
普通式的定子在励磁机侧有六根引出线,连接线和引出线均有绝缘。
(4)转子是用整体优质钢锻制,并加工有辐向线槽,用以嵌装链形的转子线圈。
线圈绝缘等级为F级,线圈的引线和集电环设在转子两侧。
护环为非磁性锻钢,15000KW以下的并钻有通风孔,转子两端装有叶片后倾的离心式风扇,风扇采用优质钢焊接而成。
(5)端盖系铸造而成。
设有视察窗、灭火管以及气密封结构。
碳刷架通过四个刷杆固定在端盖上。
刷杆和端盖间设有绝缘,刷盒通过支架固定在刷杆上。
底盖为钢板焊接,同样设有灭火管。
普通型式励磁机端的底盖装有出线板以支持定子
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图1QFK-3-2汽轮
发电机结构
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图2QF型汽轮
发电机结构
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的六个出线铜排。
(6)轴承是压力油循环的滑动轴承。
具有能自动调心的球面轴瓦。
轴承座由铸铁制成,两端设有迷宫式挡油装置。
励磁机端轴承座与底板间以及与油管间设有绝缘装置。
(7)快装机底架为平板式,由钢板焊接组成。
底架高550毫米,其上有空气过滤器。
普通式底板也为平板式,在电站安装时组装。
轴承座的底板靠近端盖处有挡油沟,励磁机与轴承座安装在一个底板上。
(8)发电机定子埋有测量线圈与铁心温度的电阻测温元件。
端盖与机座装有测量进出口风温的温度计。
在机座出风口处另装有测量出口风温的电阻测量装置。
轴承座出油管处亦装有温度计。
(9)接地电刷设在汽轮机侧的轴承盖上。
(10)快装式发电机采用径向双流式通风系统。
机座由中壁隔成一进二出的风区。
铁心沿轴向分段,设有径向风道,由装在转子两端的离心式风扇供给压力,沿风道对电机进行冷却,而后热空气经过机座出风口排出。
在发电机底架上装有过滤器。
普通式采用径向双流式密闭循环通风系统,与快装式不同之处是,热空气经过水冷却的空气冷却器进行冷却,冷却器横卧地安装在发电机的基础部分。
在发电机外部风道中有补充空气的通风口,并装有过滤器。
(11)发电机的励磁由同轴的励磁机供应,其定子及底架与发电机后轴承共一底板。
四.安装说明
<一>保管和运输过程注意事项
1.发电机在安装前应妥善地存放在清洁、干燥、保暖的仓库或厂房内,防止电机及零件上凝结水珠。
存放地点温度一般不低于5℃并不应有温度的剧烈变化。
2.保管期间,至少每三个月进行一次检查。
所有防护漆层应无脱落,轴颈、铁心、滑环等处不应锈蚀,并测定线圈的绝缘电阻。
检查后应重新包装完好。
3.转子的轴颈、轴头、滑环表面应特别注意涂以防锈油或漆,并用防潮纸包好,刷架、刷握、弹簧及碳刷应用防潮纸包好。
4.转子存放时应该让本体受力支撑,不允许使护环受力。
5.运输起吊使用的机械、绳索、工具及其制动装置均应仔细检查,并应对其动负荷进行校验。
起吊及搬运过程中钢丝绳必须放在箱壁上起吊线位置处。
<二>安装说明
发电机的安装可按照安装图纸、电业部门规程及安装队的经验,根据实际情况进行。
唯尚须注意下列事项:
1.电机基础、地脚螺栓孔、风道、电缆沟以及通向发电机小间预留孔的位置尺寸及质量
(1)基础、风道、地脚螺栓孔内的模板及杂物应清除干净。
(2)地脚螺栓孔应垂直,并符合发电机纵横中心线。
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(3)检查混凝土承力面及电机混凝土风道顶部的标高。
(4)管沟底部应平整,并按设计设有正确的倾斜度。
2.底板下垫板的布置
(1)根据基础图纵横中心线及标高水平进行底板初步安装,并在其下部垫以垫板。
(2)垫板布置对称于发电机纵横中心线,应设在负荷集中的地方,距离为250毫米左右,至于其它地方间距可以放宽至400~700毫米。
(3)垫板下混凝土受压面的单位荷重应不超过392N。
(4)垫板层数应尽量减少,一般不允许超过4块。
(5)放置垫板处之混凝土应铲平,垫板应放置水平,垫板与混凝土面、垫板与垫板及垫板与底板之间均匀接触良好。
(6)为了防止灌入混凝土内的垫铁移动,可将斜垫铁间点焊牢。
3.安装轴承座
(1)安装前应清洗并检查轴承及轴承座。
a.轴承座的油室及轴承与轴承座的油通路应清洁无铸砂及污垢,并检查轴承钨金应无裂纹、气孔、杂质及脱壳等缺陷。
b.轴承与轴承座洼窝以及轴承水平结合面应接触良好。
c.轴承进油孔应与轴承座进油孔一致,不得装反。
(2)轴承座应根据汽轮发电机中心线进行安装和调整。
轴承下应按设计放置干燥的绝缘垫板及调节垫片。
在安装励磁机端的轴承座时,为了防止绝缘垫板损坏应暂用其它垫板代替,绝缘锥销应用钢锥销代替。
(3)QF型发电机转子轴颈外凸肩与轴承挡油板间设计留有一定的间隙,已经考虑电机及汽轮机转子热膨胀伸长时引起的窜动,但是考虑到膨胀伸长后油封位置的对准,汽机侧轴承应向后方(即向发电机方向)移过一个距离(见表5)。
励磁机侧轴承应向后方(即励磁机方向)移过一个距离(见表5)。
发电机轴承及定子向励端偏移尺寸(mm)表5
发电机型号
汽端轴承
励端轴承
定子
QF-3-2
X
3+X
1.5+X
QF-6-2
QF-7-2
X
3.7+X
1.7+X
QF-12-2
QF-15-2
X
4.4+X
2.2+X
QF-25-2
QF-30-2
X
5+X
2.5+X
注:
X为汽轮机热胀长度,由汽轮机厂定。
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图3下瓦垫块间隙示意图
(4)轴承下瓦的两侧垫块与轴承座洼窝应接触良好,下面的垫块与轴承座洼窝之间在转子不压在下瓦时应保留0.03~0.05毫米的间隙(如图3示)。
(5)轴承内轴颈与轴瓦间隙的调整应符合下列要求:
a.轴颈与轴瓦接触面中心角为60°~90°,接触点分布均匀。
b.轴颈与轴瓦顶部间隙为轴颈直径的1.5~2.0/1000,两侧单面间隙为0.70~1.00/1000。
c.轴承盖与上瓦应有适当的紧力或间隙为±0.03毫米。
(6)修准挡油板间隙:
上部为0.20~0.25毫米,两侧为0.10~0.20毫米,下部为0.05~0.10毫米。
4.发电机转子中心的找正
(1)吊入发电机转子于轴承上,起吊转子时应注意下列事项:
a.钢丝绳不得触及转子轴颈、风扇、滑环等处。
b.起吊时不得以转子护环为支点。
c.钢丝绳拴住转子的地方应用木板垫起,防止损及转子。
(2)移动底板位置,根据联轴器找好汽轮机与发电机转子的中心,其偏移及两端面的平行度具体数值应根据汽轮机安装使用说明书规定。
(3)找正转子中心后应用塞尺及手锤轻敲的办法检查底板下垫铁接触面情况,并最后旋紧地脚螺栓。
5.吊去转子、安装定子
(1)定子起吊应注意不使损及绕组端部。
(2)考虑到运行时汽轮机转子相对伸长及发电机转子伸长,定子比转子中心应向励磁机侧偏移一个距离(见表5)。
6.转子插入定子
转子向定子内安装方法很多,一般有两类,简述如下:
(详细方法可参阅水力电力部出版的“大型电机的安装“)
(1)将发电机转子汽轮机侧联轴器上接装一有适当法兰的短轴以加长转子轴。
短轴的长度
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图4转子向定子安装第一类方法
应以在装入转子、当转子的重心临近定子线圈时,轴的汽轮机侧端部能从定子露出为准,以便第二次时能绑系短轴及转子本体,继续安装至规定位置如图4示:
(2)将转子与后轴承一并吊起,此时可将短轴缩短,或根本不用,因为按照这种办法钢丝绳只要绑扎一次,便能将转子向定子内装入很深,转子一端已能从定子露出,使第二次能绑系转子继续安装至规定位置如图5示:
图5转子向定子安装的第二类方法
7.根据联轴器检查发电机及汽轮机中心是否找正,并应检查下列部位:
(1)发电机定子与转子空气隙应均匀,相互间差别不得大于气隙平均值的2%。
(2)装上端盖后,检查风扇与端盖径向与轴向间隙,以及端盖密封圈与转轴的径向间隙
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见表6。
单位:
毫米表6
见图6图7
汽轮机端
励磁机端
δ1
2.4~5.0
2.4~5.0
δ2
0.25~0.6
0.25~0.6
Δl
8~12
15~23
8.励磁连接线、刷架及定子引出线安装时注意检查
(1)励磁连接线、刷架应固定牢固,导电部分应连接紧密,对地绝缘良好。
(2)刷盒与滑环表面间隙安装时调整为2~4毫米。
电刷与刷握应有0.10~0.20毫米间隙。
(3)定子引出线接触面应清洁,平整光滑,制造厂并已搪锡。
(4)接触面包扎绝缘前进行直流电阻测定,其值不大于同长度引出线电阻120%。
9.冷却器的安装按照冷却器装置图进行。
(1)冷却器应装置成有一定的斜度,以便检修时滴干管部。
(2)冷却器水压试验,打0.4MPa大气压5分钟不得漏水。
铜管胀口处有渗漏时,应补行胀口。
在补胀无效或管子有砂眼、裂纹时允许堵管,其数量不超过总数的5%
(3)冷却通风道及冷热风室墙壁应密闭、光滑,并刷油漆。
室内应清洁、干燥,地面设有坡度并装置排水管。
风室应严密紧闭,如装有电流互感器、套管,电缆引出处均应密封。
电机固定部分接缝应密封。
一切漏缝均应堵塞,以防止漏风及未经过滤的补给风进入电机
内部。
图6风扇与挡风圈间隙图7转轴与密封圈间隙
五.使用说明
<一>发电机的干燥
1.发电机在运输过程中,线圈和铁心都可能吸收潮气,有时电机在冷态下,绝缘电阻和吸
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收比虽都合格,但在运输后绝缘电阻仍会下降,因此发电机在安装后最好先行干燥。
2.干燥时铁心和线圈最热点的最高容许温度如下:
用温度计测定70℃
用电阻温度计测定80℃
用电阻法测定90℃
从电机排出的空气温度不得超过65℃
3.电机进行干燥时,温度应缓慢增加,一般其温升为每小时5~8℃,并应定时测量绝缘电阻、线圈温度、周围空气温度等有关数据。
4.当电机干燥后吸收比和绝缘电阻值符合下列标准并经5小时以上稳定不变时,方可认为干燥良好:
(1)定子线圈温度在10~30℃时吸收比:
(本项仅供参考)
(2)在接近线圈运行温度时,定子线圈绝缘电阻不小于:
式中R---绝缘电阻(MΩ)U---发电机额定电压(V)P---额定容量(KVA)
5.干燥时转子线圈绝缘电阻升高,并经3小时以上不再变化而其值大于0.5MΩ时则认为干燥合格(20℃时)。
6.电机在干燥前应清扫或者用压缩空气吹干净。
如果所采用干燥方法必须使转子处于运转状态时,尚应注意定转子气隙、旋转零件间隙、轴承间隙、油路润滑等起动前一般机械检查。
在运转中同样应注意检查轴承油温度及轴承振动。
7.若转子插在定子内干燥电机而转子又处于静止状态,当定子温度达到70℃后,转子至少每两小时转动180°。
8.干燥方法主要根据现场可能条件以及电机受潮情况而选择。
可以用下述干燥方法的一种或者几种结合起来使用。
9.外部加热干燥法。
应注意下列事项:
(1)电机用帆布罩起,帆布顶上开一个小孔,在发电机下部放置电阻器、白炽灯等。
利用自然通风使潮气从小孔逸出,应注意到不要使靠近加热器部分的电机局部过热。
(2)利用外鼓风机加强通风,可以使电机各部分均匀加热,但最好应在入风口处装设空气过滤器。
(3)应防止加热器的火星酿成火灾。
10.外部电源电流干燥法
本法系利用外部电源在绕组通入电流产生损耗发热进行干燥,绕组通入电流一般不超
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过额定电流50~70%,干燥时机壳应可靠接地,由电源不同可分为:
(1)用外部直流电源通入绕组。
所需电压值根据绕组的直流电阻和所需电流大小来确定。
在供电线路上应接上能长期工作的变阻器作为调节电流以及用逐步降低电压方法切断用的电源。
不应直接使用闸刀开关或自动开关来切断电流以避免瞬时过电压击穿绝缘。
(2)在定子绕组通入三相交流电源进行干燥。
干燥电流一般不超过额定电流的50~70%,此时电压一般在额定值8~20%。
采用本办法时转子必须从定子中取出,以防止定子旋转磁场造成转子局部过热而受损。
(3)定子绕组按开口三角形联接,通入单相交流电进行干燥,此时转子可以不必抽出。
11.短路干燥法,应注意下列事项:
(1)定子三相接成短路。
短路必须在油开关之前或是必须将油开关锁住(即将跳闸线圈回路断开)以避免油开关断开引起操作过电压击穿潮湿的线圈。
此外,短接必须可靠,各相电流必须相同,为此必须在三相中装置三个安培表,以避免不平衡电流造成转子表面过热。
(2)发电机被起动接近正常转速时,由本身励磁机或外来电流通入转子绕组,调节励磁电流使定子短路电流于干燥初期为额定电流的50~60%,以后可逐步增加,但最高不超过额定电流的80%。
(3)短路电流干燥时,有效铁心磁路不饱和,定子绕组端部漏磁可能较大,会引起两端铁心及零件的过热。
(4)短路干燥时其负载很小,应注意检查汽轮机汽缸尾部是否发生强烈过热。
<二>起动前准备
发电机在起动前,必须仔细检查所有机件,确保运转条件齐备,起动前应注意检查下列事项:
(1)电机本体附近的全部土建工程应结束,现场务必清理整齐,风道应清扫干净。
(2)机组安装就绪,全部螺栓应紧固。
(3)轴承润滑油系统应畅通,润滑油系统及其传动情况应经汽轮机安装部门检查与试运行。
(4)电机冷却系统的试运行情况良好,冷却器的冷却水管路系统应畅通。
(5)电机的电阻测温元件、电阻测温装置与偶衡指温计业已接好并校验正确,且各部位温度计已装接完毕。
(6)励磁回路的检查试验已经完毕。
a.回路接线正确,灭磁开关动作正常。
b.自动调整励磁装置的检查试验与整定完毕。
c.电刷与滑环接触情况良好,电刷接触压力均匀。
山东济南
发电设备厂
QF型汽轮发电机安装使用维护说明书
编号
0JS.461.331二版
共21页
第14页
(7)保护、测量、操作、信号和同期回路的接线应完整并检查试验完毕,所有保护装置的整定值应选择正确,并进行经由断电器接点分闸的油开关和自动灭磁开关试验。
(8)机组的安全、消防、通讯设备及事故照明设备应符合运行要求(包括发电机灭火装置)。
(9)电机定子线圈引出线与电网的相序应正确。
(10)电机定子机座应可靠的接地。
(11)不需要在运行状态进行试验的发电机交接试验项目,应该试验完毕并且合格。
(12)启动前应该用盘车装置来转动转子,确保转动部分没有任何卡住。
<三>发电机的起动、并列、增加负荷及停车
1.发电机在空载无励磁下起动,起动时间按照汽轮机暖机时间的要求逐步地提高转速并注意检查下列各点:
(1)检查轴承油温、轴承振动是否正常。
(2)整流子和滑环上的碳刷是否因振动而有接触不良或跳动现象。
(3)注意转子轴向窜动情况,旋转部件与静止部件间应无磨擦。
(4)检查轴承绝缘情况。
2.发电机的并列
(1)对于按发电机--变压器单元联接的汽轮发电机以及在自同期时次瞬间电流的周期分量小
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- QF 系列 汽轮发电机 安装 使用 维护 说明书