电气设备检修

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章600MW发电机设备检修 1第一节发电机的结构 2第二节发电机的检修项目 16第三节发电机的检修工序及要求 20第四节发电机常见故障及处理方法 31第二章大型电力变压器检修 38第一节变压器的结构 38第二节变压器的检修项目 50第三节主变压器检修工序与要求 52第四节油浸式变压器常见故障及处理 63第三章厂用电动机的检修及变频器应用 69第一节发电厂厂用电动机的类型和工作特点 70第二节高压厂用电动机的检修 71第三节厂用电动机的常见故障及检查 76第四节变频调速及其在发电厂中的应用 81第四章高压断路器及隔离开关的检修 91第一节断路器工作原理及检修 91第二节成套高压开关柜及封闭式组合电器GIS的检修 97第三节高压断路器常见故障及处理方法 102第四节户外高压隔离开关结构及工作原理 103第五章发电厂过电压保护及接地装置 106第一节大气过电压及雷电流 106第二节氧化锌避雷器的检查与维护 107第三节发电厂接地装置的检查与维护 110第四节户外高压电气设备的防污闪 116第六章高压电气设备绝缘试验 119第一节同步发电机试验 119第二节电力变压器试验 129第三节互感器试验 133第四节高压断路器及隔离开关试验 137第四节高压断路器及隔离开关试验 138第五节金属氧化物避雷器试验 140第六节绝缘油电气性能试验 141第七节电力电缆的绝缘电阻试验 150第八节红外热成像技术在发电厂电气设备检测中的应用 151第七章蓄电池、直流充电装置及UPS的维护 155第一节蓄电池工作原理及维护 155第二节直流充放电装置工作原理及维护 158第三节UPS工作原理及维护 161第四节蓄电池巡检仪及直流系统接地选线装置 166第五节蓄电池常见故障及处理 170第八章发电厂自动装置 171第一节发电机励磁系统 171第二节微机准同期控制装置 189第九章发电机一变压器组继电保护 198第一节概述 198第二节600MW发电机一变压器组的保护配置 203第四节继电保护的故障处理 226第五节继电保护常见异常情况的处理方法 228第十章发电厂控制和调度自动化 230第一节发电厂控制 230第二节调度自动化 237第一章600MW发电机设备检修同步发电机是电力系统中生产电能的重要设备，其工作原理是利用电磁感应原理，将原动机转轴上的动能通过定子、转子间的磁场耦合，转换到定子绕组变为电能。近年来，我国电力系统中发电机容量不断增长，600MW及以上的单机已经逐渐进入大的电力系统，成为主力机组。自20世纪80年代后期起，我国从国外进口了不同制造厂商生产的600MW汽轮发电机。目前，在电力部门对引进技术600MW发电机组提出优化和机组创优工程要求的基础上，哈尔滨电机有限公司、上海汽轮发电机有限公司、东方电机股份有限公司分别嫁接和引进了美国西屋公司、日本日立公司等国外技术，生产出了QFSN一600—2型汽轮发电机。截至2007年底，国内已投运的600MW机组约200台，其中国产占4／5。QFSN一600—2型汽轮发电机型号所表示的含义如下：QFSN一600—2型发电机容量满足与600MW汽轮机匹配的最大出力要求，额定电压多为20kV和24kV，额定功率因数为0．9，设计效率高达98．7％以上，短路电压比不小于0．5，定子绕组接法为YY型，采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯氢冷的水氢氢冷却方式。改进了转子阻尼结构，提高了电机负序电流承载能力。定子运输质量300t左右，多采用分段式机座，运输方便。QFSN一600—2型发电机具有容量大、效率高、性能好和高可靠性等优点，是完全达到电力部门优化要求的、科技含量很高、相当于当代国际先进水平的新产品。本章介绍600MW同步发电机的基本结构，在此基础上，根据DL/T838--2003《发电企业设备检修导则》中的规定，说明600MW发电机的检修项目，再进一步具体讨论检修工序及要求，最后结合实例分析了发电机常见故障及处理方法。第一节发电机的结构汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成。QFSN一600—2型水氢氢冷汽轮发电机结构与外形如图1．1所示。一、定子定子由机座、铁芯、绕组、隔振结构、端盖和进出水汇流管等部件组成。(一)机座与隔振结构1．机座机座既是发电机机械上的主要支撑，又是风路系统的主要组成部分。机座是用高强度优质钢板焊成的壳体结构，具有足够的强度和刚度，其作用是支承定子铁芯和定子绕组，通过端盖支承转子质量，并构成特定的冷却气体流道。氢冷发电机的氢气冷却器常直放或卧放在机座内矩形框内，一般为2～4组，其布置位置主要有三种形式，即立放在发电机两端的两侧、立放在发电机中部的两侧、横放在发电机上部两端(背包式)。对600MW发电机，机壳内的额定氢气压力为0．4～0．5MPa，整个机座要满足防爆和密封的要求，能承受氢气爆炸时的压力，还要满足强度和振动的要求。在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风(氢气)系统的一部分。对于定子轴向分段、径向通风的发电机，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和出风区，各进风区之间和各出风区之间分别用圆形或椭圆形钢管连通。也有的将每个进风区都设有独自的进风管，以减小各进风区(室)的压力差。这些小室用管子相互连通，并能交替进行通风。氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。对于定子铁芯为轴向通风的发电机，机壳与铁芯背部之间的空间为简单风道。在机座的顶部，汽轮机、励磁机两端各设有一个安装冷却器外罩用的长周边矩形法兰结合面，在结合面上开有矩形密封槽，内充满密封胶以防氢气泄漏之用。在励磁机端底部，设有一个长周边法兰结合面，用以连接出线盒。机座的顶部还设有检查孔，都由盖板密封；底部则设有清理孔法兰和用于气体置换的管道接口法兰，以及测量气体纯度的、气体分析取样的、浮子式液位控制器(又称检漏器)和氢气干燥器等的管道接ISl，还有两端的定子水系统排污法兰。为解决铁路运输问题，机座设计成三段，即一个中段和两个端罩。中段(含铁芯和绕组)是发电机最重最大的部件，其尺寸和质量均在铁路运输极限内，可以通过铁路隧道运往电厂。为便于安装，也有整体式机座，整体运输质量为350t左右，便于船运，也可装专用钳夹车在铁路上运输。2．隔振结构为了减小由于转子磁通对定子铁芯的磁拉力引起的双频振动，以及短路等其他因素引起的定子铁芯振动对机座和基础的影响，在定子铁芯和机座之间多采用弹性隔振结构。不同制造厂采用不同的隔振装置，其中整体机座轴向组合式定位筋弹性隔振结构和内外机座切向弹簧板隔振结构两种形式对大容量机组有较好的效果。(1)定位筋弹性隔振结构(包括组合式弹性结构)，又称卧式隔振结构，东方电机股份有限公司生产的600MW发电机就采用这种结构，主要有以下3种形式-1)在定位筋两侧开槽的弹性隔振结构，如图l-2所示。定位筋开槽后，本身就成为弹性部件，用以完成定子铁芯与机座之间的弹性连接，这是一种最简单的弹性隔振结构。2)在定位筋背部装弹簧板，即组合弹性隔振结构，如图1—3所示，弹簧板通过垫块，用螺栓固定在定位筋的背部，弹簧板中部与机座内的隔板相连，构成弹性隔振结构。3)在定位筋两侧装弹簧板，通过弹簧板再与机座连接，即发电机定子铁芯固定，如图1-4所示。(2)内外机座切向弹簧板隔振结构。这种结构中，机座分为内机座和外机座。定子铁芯先组装在内机座(内壳)中，内、外机座之间用切向弹簧板连接。切向弹簧板沿轴向分为若干组，每组沿内机座外圆切向分布。分布方式有3种：①分布在上下和左右两侧(上下为水平的，左右为立式的)；②分布在左右和下面；③分布在左右两侧。后两种应用较多，见图l．5和图l-6。这种隔振效果很好。哈尔滨电机有限公司、上海汽轮发电机有限公司的产品，采用内外机座切向弹簧板隔振结构，有的称其为立式弹簧板隔振结构。(二)定子铁芯定子铁芯是用相互绝缘的扇形片叠装压紧制成的，其构成发电机的磁路并固定定子绕组。为减少磁滞和涡流损耗，扇形片采用高磁导率、低损耗、厚度为0.35—0.5mm扇形片冲有嵌放定子线圈的下线槽和放置槽楔用的鸽尾槽，叠压时利用定子定位筋定位，叠装过程中经多次施压，两端采用低磁性的球墨铸铁压圈将铁芯夹紧成一个刚性圆柱体。铁芯齿部是靠压圈内侧的非磁性压指来压紧的。边段铁芯涂有粘接漆，在铁芯装压后加热使其粘接成一个牢固的整体，进一步提高铁芯的刚度。边段铁芯齿设计成阶梯状并在齿中问开窄槽，同时在压圈上装有整体的全铜屏蔽，以降低铁芯端部的损耗和温升。定子铁芯的叠装结构与发电机的通风散热方式有关。600MW发电机铁芯的通风冷却方式有三种，即铁芯轴向分段径向通风、铁芯内全轴向通风和铁芯内半轴向通风。(1)轴向分段径向通风式，即铁芯沿轴向分成若干段：中段每段厚度为30-50mm，端部铁芯易发热，每段厚度应比中段的小。国产QFSN一600—2YH型汽轮发电机属此种结构，沿定子铁芯全长分为106段，构成(2)全轴向通风式铁芯，沿轴向是不分段的，铁芯轭部冲有几排孔径较大的通风孔，铁芯齿部也冲有几排孔径较小的通风孔，通风孔全轴向贯通。哈尔滨电机有限公司生产的发电机定子铁芯属此种结构。(3)半轴向通风式铁芯，与全轴向通风式的不同之处是：铁芯两端不分段，只在中问部分有若干轴向分段。冷却气体从铁芯两端进入轭部和齿部的轴向风道，经过其中的若干径向风道流向氢气冷却器。汽轮发电机铁芯端部的发热问题比较突出，为了减少端部漏磁通在压圈和边段铁芯中引起的发热和在端部铁芯中的附加电气损耗，各制造厂都采取了一定措施，主要有：(1)铁芯端部设计成阶梯状。铁芯孔两端逐渐放大，这可以防止转子漏磁通过多聚集在定子铁芯端部，而且可以使部分漏磁通转变成垂直于定子轴线的径向磁通，从而减少损耗，降低端部过热。(2)在转子绕组端部采用非磁性护环。通过励磁绕组护环的去磁作用，增加了漏磁通的磁阻，从而减少了转子端部漏磁通对定子铁芯的影响。(3)在铁芯端部表面，采用一块铜防护板，即所谓的电屏蔽环。采用电屏蔽的目的是防止端部大部分轴向漏磁通穿过铁芯。因为铁芯端部采用阶梯形后，压圈处的漏磁通会有所增加，漏磁通能在铜防护板内产生的大量涡流，此涡流的方向将阻止漏磁通穿过。而铜与用作铁芯端片的石墨铸铁相比，电阻率只有约1／5，根据磁穿透深度定律，损耗会下降约1／2，而且铜的导热系数是石墨铸铁的5倍，因而，铜防护板不会出现过热。(4)铁芯端部压圈和铁芯端板(压指)采用高电阻率、低磁导率材料。这种材料增大了铜防护板和铁芯问的磁阻，使漏磁通不易穿过铁芯，高电阻率又使该部位涡流减小，故此部件也不会过热。(5)在铁芯端部扇形体上开槽。由于在铁芯端部扇形齿部开槽隙，使得涡流流动面积减少了约l／2，涡流损耗随之减小约3／4。(6)冷却风系统中，加强对端部的冷却。(三)定子绕组为获得近似正弦波电动势，消除高次谐波，定子绕组采用三相双层短距分布绕组。绕组为叠绕组，每个线圈由两根条形线棒分别做成半匝后，在端部线鼻处用对接或并头套焊接成一个整单匝式线圈，线圈按双层单叠的方式构成绕组的一个带。600MW发电机定子绕组都采用单匝短距双层叠绕组，相间接成双星形(YY)。定子绕组端部伸出铁芯槽外的部分都向铁芯外圆侧成15°～30°倾斜，呈渐开线式展开，为篮式结构，并且由连接线连接成规定的相带组。采用连续式F极环氧粉云母绝缘系统，表面有防晕处理措施。为抑制集肤效应，使导体内电流均匀，减少漏磁通在导体内产生的环流和附加损耗，线棒由绝缘空心股线和实心股线编织换位组合而成。国产600MW发电机一般由一根空心导线和2～4根实心绝缘扁线编为一组，定子线棒空心、实心导线的组合比例为1：2，直线部分进行540°编织换位。定子绕组绝缘对发电机的造价和寿命有直接影响，也是关系发电机能否在额定电压下长期正常运行的一个重要因素，尤其对大容量、高电压、大电流汽轮发电机更为重要。发电机在运行中，绝缘长期处于高温、高压、强电场、交变的电磁力和复杂的机械力作用下，是一个较易出问题的薄弱部位。从发电机运行中发生的各种事故来看，由绝缘损坏引起的事故比例还是不少的。因此，必须合理选择绝缘材料，保证结构设计和制造工艺的质量，在运行中也应切实加强绝缘的监督和维护工作。对发电机的绝缘材料有多方面的要求，具体如下：(1)在电气性能上，应具有高的耐电场强度能力和小的介电损失，以及强的耐电晕引起的电腐蚀的能力。为了掌握绝缘性能，及早发现绝缘缺陷，防止事故，必须进行规定的预防性试验，加强定期检查和维修。(2)在机械性能上，应具备高的机械强度、弹性和韧性。发电机在运行中，槽部和端部绕组经常受到交变电磁力的作用；当发生突然短路时，所受到的冲击力比正常运行时要大几十倍；当温度变化时，绝缘还要受到拉伸和压缩的热应力。因此，绝缘层要有一定的厚度，线棒应有一定的刚度，线圈在定子槽部和端部都应有很好的固定。(3)应具有高的耐热性和良好的导热能力。运行中的定子和转子导体都是发热体，会引起电机温升，而绝缘材料的温度过高会加速其老化。按耐热能力，通常将绝缘材料分为七级，即O、A、E、B、F、H、C级，对应不同的最高许可温度，见表l—1。绝缘处于表1—1中所列最高温度之内，发电机可长期运行；超过该温度，发电机绝缘寿命将随温度按指数缩短。例如：A级绝缘如在高于许可温度8～10％下持续运行，其绝缘寿命就会缩短一半。(4)从大气污染和发电机工作环境考虑，绝缘材料应具有耐油、耐潮、耐化学腐蚀的能力。也就是说，在运行中应尽可能降低发电机冷却氢气的粉尘和水分的含量。表1-1各等级绝缘材料的最高许可温度绝缘材料等级0AEBFHC最高许可温度(℃)90105120130155180180以上定子绕组的绝缘包括线棒主绝缘、股间绝缘、排间绝缘和换位处的加强绝缘。主绝缘又称对地绝缘或线棒绝缘，是最重要的绝缘，最易受到磨损、碰伤、老化、电腐蚀和化学腐蚀。大型发电机定子绕组的绝缘材料，多采用以玻璃布为补强材料的53841WC牌号环氧树脂为粘合剂或浸渍剂的粉云母带(含胶量为35．5％一36．5％)，连续式液压或烘压成型，表面有防电晕措施。其优点是耐潮性高、老化慢，电气、机械及热性能好，最高允许温度为130℃定子线棒在槽内有良好的固定，如图l-7所示，侧面有半导体弹性波纹板，径向还有带斜度的槽楔组合固定。定子绕组端部用浸胶无纬玻璃纤维带绑扎固定在由绝缘支架和绑环组成的端部固定件上，绑扎固定后进行烘焙固化，使整个端部在径向和周和成为一个刚性的整体，确保端部固有频率远离倍频，避免运行时发生共振。轴向可沿支架滑销方向自由移动，以减少由于负荷或工况变化而在定子绕组和支撑系统中引起的应力，满足机组调峰运行的要求。(四)定予出线发电机定子出线导电杆是装配在出线瓷套管内的。高压绝缘套管由整体的陶瓷和铜导电杆组成，定子出线穿过装在出线盒上的绝缘瓷套管，将定子绕组出线端子引出机座外。出线瓷套端子共有6个，其中3个为主出线端子，另外三个斜装的为中性出线端子，由中性点母板及编织铜排连接起来形成中性点。铜导电杆由双层铜管制成，两端导电面镀银处理。出线瓷套端子和中1生点母板均为水内冷。出线瓷套端子对机座和对水路都是气密的。以每个出线瓷套端子为中心，从出线盒向下吊装着4个同心的电流互感器提供给仪表测量或继电保护用。上海汽轮发电机有限公司600MW发电机的定子出线结构如图l．8所示，出线盒外形像长筒形压力容器，由不锈钢板拼焊而成，既耐爆又有足够的刚度，可安全地支撑着定子出线瓷套端子及套装在瓷套管外的电流互感器。每个出线盒亦要通过与机座相同等级的水压及气密试验的严格考核，具有良好的强度、刚度和气密性能。不锈钢板为反磁性，大大减少了主出线导电杆上大电流在其周围钢板上所产生的涡流损耗。在出线盒上与机座结合的大平面上开T形密封槽，用以加压注入液态密封胶，杜绝氢从合面缝隙中渗漏出来的可能性。(五)端盖端盖是发电机外壳的一部分，600MW发电机常采用轴承端盖，所以端盖又是轴承座，如图l-9所示。为了安装、检修、拆装方便，端盖沿水平方向分为上下两半，由钢板焊接或铝合金铸造而成，具有足够的强度和刚度，以支撑转子，同时承受机内氢气压力甚至氢爆产生的压力。端盖与机座的配合面及水平合缝面上开有密封槽，充以密封胶密封机内氢气，以保证良好的气密。端盖分内端盖、外端盖和挡风圈，内端盖和导风环与外端盖间构成风扇前或风扇后的风路。二、转子转子由转轴、转子绕组、转子引线和集电环、护环、中心环、阻尼环等部件组成。高速汽轮发电机由于旋转应力，其转子直径受到限制，所以一般细而长。转子铁芯采用高强度、高导磁合金钢(26Cr2Ni4MoV合金钢锻件)整体锻制而成，具有良好的导磁性能和机械性能，具有传递功率、承受事故状态下的扭矩和高速旋转产生的巨大离心力的能力。通常沿整体锻件钻一中心孔，有时中心孔内装置中心轴，中心轴沿径向分为两半，其间由弹簧撑住，既便于装配，又可使中心轴贴紧在转轴中心孔表面。中心轴在汽端由法兰固定。钻中心孔目的有两个：①由于中心部分易沉积杂质，故将此部分有规则地钻掉；②便于对大轴的金属探伤。我国引进600MW汽轮发电机转子外径为l．0922m，本体长5．893m。国产优化型600MW汽轮发电机转子外径为l．13m，本体长6．25m，总长12．025m，质量为72t，转轴材料为26Cr2Ni4MoV合金钢锻件。转轴本体上沿转轴方向铣有放置励磁绕组的轴向槽，本体同时作为磁路。转子槽形有矩形槽、梯形槽和阶梯槽，三种槽形在大容量发电机上都有采用。若转子上装设阻尼绕组，则大齿极面上铣有与转子槽距相等的浅形阻尼绕组槽。如装全阻尼，极面上浅槽长和转子本体长相等；如装半阻尼，浅槽只在转子本体两端沿轴向向中心铣几厘米长。为削弱发电机运行时气隙磁通和转子轭磁通在近磁极中心部分的局部饱和，在转轴大齿两侧的两个槽铣成较宽较浅的槽，还在转轴大齿上加工横向槽(即月牙槽)，如图1—10所示，用于均衡大、小齿方向的刚度，以避免由于它们之间的较大差异而产生倍频振动。国产优化型600MW汽轮发电机转子本体上共有32个线槽，大齿附近两个槽比其他线槽宽，但较浅，在转子本体每一磁极的大齿部分，各开有22个横向月牙槽，以均衡转子d轴和q轴的刚度。2．转子绕组600MW汽轮发电机转子绕组采用具有良好的导电性能、机械性能和抗蠕变性能的含银铜线制成。转子线圈放人槽内后，槽口用铝合金槽楔和钢槽楔固紧，以抵御转子高速旋转产生的离心力。转子线圈槽内固定由槽楔、楔下垫条和槽底垫条构成。槽底垫条放置在槽衬底部，防止在径向压紧线圈时槽衬受机械损伤。楔下垫条放置在槽楔和转子线圈顶匝之间，使槽楔与线圈径向夹紧。转子线圈端部用高强度F级环氧玻璃布制成的横、顺轴垫块使线圈端部相互间绝缘并固定。槽衬内表面和端部护环绝缘内表面涂具有低摩擦因数的干性滑移剂，使转子铜线在负荷及工况变化引起热胀冷缩时可沿轴向自由伸缩，避免永久性残余变形，以满足发电机调峰运行的要求。3．护环、中心环、阻尼绕组转子旋转时，转子绕组端部会受到强大的离心力，为了防止对转子绕组端部的破坏，采用护环对转子端部绕组进行固定、保护，以防变形、移位和偏心。护环通常用非磁性、高强度合金奥氏体钢(如Mnl8Crl8)锻件加工而成。护环装配方式有三种：①分离式，即护环通过中心环嵌装，护环端头与转子本体分离；②两端固定式，即护环同时嵌装在转子本体和中心环上；③悬挂式，即护环只嵌装在转子本体上。因分离式嵌装的护环边端与绕组之间有相对位移，所以600MW汽轮发电机多采用后两种嵌装方式。中心环起着将护环与转轴同心的作用，以保证当转子旋转时，轴的挠度不会使护环受到交变应力作用而损伤。中心环还有防止转子绕组端部轴向位移的作用。为减少由于不平衡负荷产生的负序电流在转子上引起的发热，提高发电机承担不对称负荷的能力，发电机在转子本体设有阻尼绕组。阻尼绕组分全阻尼和半阻尼两种：全阻尼是在转子各槽的槽楔下和大齿一些槽中放有一条全长铜制阻尼条，阻尼条端部用铜导体连接在一起；半阻尼只在转子两端装梳齿状阻尼环，梳齿伸进每槽及大齿阻尼槽的槽楔下，由槽楔压紧。国产600MW汽轮发电机转子多采用全阻尼结构，槽楔下及大齿极面放置整根阻尼铜条，每个大齿极面也设置4个全长槽来放阻尼铜条，两端利用护环与本体的搭接面形成短路环，以满足发电机承担不平衡负荷的能力，如图1．11所示。三、发电机冷却系统(一)定子水路定子线棒是通过空心股线中的水介质来冷却的，定子绕组的水路连接可分为串联双流水路和并联单流水路两种形式。600MW发电机都采用并联单流水路，即一个线圈两条水路，每半匝线棒为一条水路，又称半匝水路，如图l—12所示。冷却水从励端的汇流管和绝缘引水管通过线棒端头的水接头进入线圈，冷却线圈后再经过汽端的绝缘引水管和汇流管排入外部水系统。发电机内设有进水母管和出水母管，对地设有绝缘，运行时需接地，因分别装在励端和汽端的机座内，又称双边进出方式。这种方式水路短、水压降小、进水压力低，上层和下层线棒内的水流方向相同，进水侧线棒温升较出水侧低，适用于大容量和长铁芯的发电机。进、出水口及排气管分别放在汇流管上方，这是为了防止绕组在断水情况下失水，它们的法兰设在机座的上侧面，便于和机座外部总进、出水管相连接。排放水管口分别放在机座两端的下方，它对机座是密封的，但能适应温度变化而产生的变形，对机座和相连接的外部管道都是可靠绝缘的。在外部总进、出水管上装有测温及报警元件。在用水冷专用绝缘电阻表测量定子绕组绝缘电阻时，要求总进、出水汇流管对地有一定的绝缘电阻；而在做绕组耐电压试验时，又要求把它们接地。为了试验时方便，在接线端子板上各设有接地接线柱，专为变更总进、出水汇流管及出线盒内出水小汇流管对地绝缘或接地之用。水电接头是水冷发电机中关键的部件，因为在水内冷的定子绕组中既通电又通水，必须有一个可靠的水电接头，使定子绕组按电路接通，又让水方便地引入和排出。绕组鼻端上下层两线棒间的水电连接必须十分可靠，若发生渗水或漏水，会严重影响发电机安全可靠运行，甚至造成重大事故。我国优化设计的600MW汽轮发电机定子绕组的水电接头如图l—13所示。水电并头套(水套)上焊有与引水管连接的接头，还焊有一组长短依次排列的导电片。每根线棒空心和实心导线分成两排，中间填放一块斜楔，并排放进水电并头套内，楔紧后焊封。焊在水电并头套上的导电片，经弯曲与另一根线棒端的并头套上的导电片逐一焊接成电的通路。这种水电接头具有轴向长度短、焊接简单、嵌线后装配方便等优点。但水接头焊接工艺要求高，应在加热后用银或锡焊接，并且要严防内孔堵塞。这种水电接头线圈的全部电流都流进水套，我国的发电机还有不同于上述结构的地方是：上下线棒两个水电接头套上的导电铜排是互相靠拢后放人铜并头套内，两组铜排间打入双斜楔并用销子销住双斜楔，以保持电的良好通路。对于大容量水氢氢冷汽轮发电机定子绕组水冷系统有如下基本要求：(1)供给额定的定子绕组冷却水流量。(2)控制进入定子绕组的冷却水温度达到要求值。(3)保持高质量的冷却水质。一般要求冷却水的电导率低于2．0,最高不大于10(25°C时)，否则应停机。水氢氢冷却发动机定子绕组的水冷系统大同小异，其基本组成是：一只水箱，两个100％互为备用的冷却水泵，两个100％的冷却器，两只过滤器，一或两台离子交换树脂混床(除盐混床)，进入定子绕组冷却水的温度调节器，以及一些阀门和监视仪表。图l一14所示为QFSN一600—2型水氢氢冷发电机定予绕组水冷系统原理。(二)转子风路氢内冷转子采用氢气对转子绕组导体进行直接冷却，按氢气流通方式，主要有分段气隙取气斜流通风式和两侧高压强迫轴向通风式两种。1．分段气隙取气斜流通风方式分段气隙取气斜流通风方式是大容量电机氢内冷转子应用最广泛的通风方式，哈尔滨电机有限公司、上海汽轮发电机有限公司、东方电机股份有限公司的600MW汽轮发电机等都有采用。采用这种通风方式的转子，在转子线棒凿了两排错开而倾斜方向相反的斜流孔至槽底，这样，沿转子本体轴向就形成了若干个平行的斜流通道。通过这些通道，冷却用氢气交替地进入和流出转子绕组进风口的风斗，迫使冷却氢气以与转子转速相匹配的速度通过斜流通道到达导体槽的底部，然后拐向另一侧，同样沿斜流通道流出导体。从每个进风口鼓进的冷风是分成两条斜流通道向两个方向流进导体，同样，有两条出风通道汇流在一起从出风口流出进入气隙。因此，每个通道从平行线棒纵向切面看为V形，而垂直线棒横断面投视图为U形，如图l一15所示。由于任何数量的斜流段都可以沿轴向排列，因而转子绕组的这种结构设计方式与转子长度无关，具有很方便的灵活性。采用这种通风方式的转子，其端部冷却方式与槽内绕组不同。转子的端部导线用两根槽形导线合成一根中空的矩形导线，和槽内导线用银焊连接成匝。端部各线匝上都有进、出风口。转子绕组端部的冷却，有的采用单路内部冷却，如图1-16(a)所示；也有采用双路内部冷却，即一路冷却端部直线部分，另一路冷却端部圆弧部分，如图l-16(b)所示。大容量电机转子绕组多采用双路内部冷却。2．两侧高压强迫轴向通风方式两侧高压强迫轴向通风又称半轴向通风式，适用该方式的通氢内冷转子也是一种大容量电机中较广泛采用的一种转子。半轴向通风内冷转子的气流方向从两端进入转子励磁绕组内沿轴向流动，在转子中间部位径向排出。励磁绕组各线匝导体，是由两根一侧铣有一条或两条凹槽的导体相向合成一根空心的导线。下面以哈尔滨电机有限公司的600MW汽轮发电机转子通风系统为例，对这种通风方式进行介绍。转子风路分为端部和槽部，此外，转子的磁极引线及极间连接线也采用氢内冷。转子绕组槽部(直线部分)和端部(拐弯部分)的气流路径如图1—17所示，氢气从靠近转子本体端部导线侧面的进风口流人，然后分成两路，一路流向槽部，由槽部中央的出风口流出，另一路流向端部，由端部线匝中间的出风口流出。转子绕组直线部分的截面及风路如图l-18所示。图中每层导线尺寸不一样，但截面相等，每匝线圈的直线部分由两端进风，在中间部分径向经绝缘垫块和槽楔的孔排到气隙。转子端部结构及风路如图1-19所示。绕组端部由风区挡板和中心环下的绝缘挡块隔成4个风区，位于两个磁极中心处风区为绕组端部的出风区，而其他两个风区则为转子绕组端部和槽部导线的进风区。冷氢自位于进风区的靠近转子本体的导线侧面进风孔分别进入绕组端部和槽部的各匝导线，其中：端部的冷却气体流至磁极中心处，沿轴向出风口流出导线进入出风区，然后通过本体上靠近护环的通风槽排往气隙，再被高压风扇抽出；磁极引线的冷氢自励端导电螺钉处附近的进风孔进入磁极引线，然后在位于转子绕组端部出风区的出风孔排出，再经转子本体的通风槽进入气隙。(三)发电机的通风系统600MW水氢氢冷汽轮发电机的典型通风冷却系统有三种：①定、转子耦合的径向多流式通风系统；②定子铁芯轴向通风、转子绕组半轴向通风冷却系统；③半轴向通风的冷却系统。下面分别加以介绍。1．定、转子耦合的径向多流式通风系统定、转子耦合的径向多流式通风系统，又称定子铁芯径向通风、转子绕组气隙取气斜流通风的冷却系统，如图l．20所示。上海汽轮发电机有限公司生产的600MW水氢氢冷汽轮发电机就采用这种通风冷却方式。定子铁芯径向通风冷却，转子绕组采用气隙取气双排斜流通风(一风斗二路)，定子铁芯和转子绕组采用“五进六出”相对应的通风结构，即沿发电机轴向长度分为5个进风区和6个出风区，进出风区交替布置。机座内设有4个冷却器，分别布置在励端和汽端两侧。经冷却器冷却后出来的冷氢，由汽端和励端的风扇送到各个进风区，冷却定子铁芯和转子绕组后都经铁芯的径向风道排向出风区，再进入冷却器，完成机内氢气循环冷却功效。采用这种通风冷却方式的发电机，为了防止风路的短路，常在定、转子之间气隙中冷热风区间的定子铁芯上(或定、转子上)加装气隙隔环，以避免由转子抛出的热风被吸入转子再循环。一种具有气隙隔环的转子斜流内冷通风结构如图l-21所示。东方电机股份有限公司生产的600MW发电机采用带有气隙隔环的“六进七出”的多风路结构，定、转子沿轴向共有13个风区。2．定子铁芯轴向通风、转子绕组半轴向通风的冷却系统定子铁芯轴向通风、转子绕组半轴向通风冷却系统如图l-22所示，风路是：由转子护环外汽端的五级轴流式高压头风扇抽的热氢，首先进入设置在汽端的冷却器，冷却器出来的冷风分为两路。一路经铁芯背部流到励端水母管，一部分进入定子铁芯的全轴向通风道，在汽端排出，另一部分进入转子绕组的端部和轴向风道，分别在转子本体端部排气槽和转子中部径向排至气隙；另一路冷风转弯，经风路隔板和汽端端盖间的风路进入汽端转子绕组端部和轴向风道，分别在转子本体端排气槽和转子中部径向排至气隙。铁芯的轴向出风和转子的气隙出风(热氢)都被高压头风扇抽出再进入冷却器，完成氢气的机内循环冷却功效。为防止励端风路短路，在励端铁芯端部的气隙处设有气隙隔环。3．半轴向通风的冷却系统定子铁芯和转子绕组都采用半轴向通风的冷却系统如图l．23所示，冷却器置于电机中部，经冷却器冷却后的冷氢，由汽端(即汽轮机侧的发电机端部)风扇迫使其分成两路。其中一路直接进入汽端铁芯和转子绕组轴向冷却风道；另一路经机壳上的风道送至励端(即发电机的励磁机侧)进入铁芯和转子绕组的另一半轴向冷却风道。汽、励两端进入铁芯和转子绕组的氢气都从铁芯中段径向风道排出。排出的热氢再进人冷却器，这就完成了机内氢气的循环冷却功效。四、轴承与油封1．轴承600MW汽轮发电机采用端盖式轴承，轴瓦采用椭圆式水平中分面结构。轴承与轴承座(端盖)的配合面为球面，以使轴承可以根据转子挠度自动调节自己的位置。励端轴承设有双层对地绝缘，以防止轴电流烧伤轴颈和轴承合金。润滑油来自汽轮机供油系统。起动和停机时的低转速下提供高压顶轴油，以避免损伤轴承合金。2．油封发电机转轴和端盖之间的密封装置叫轴封。转轴穿过端盖处的氢气密封是依靠油密封的油膜来实现的，又称油封。油封的作用是防止外界气体进入电机内部或阻止氢气从机内漏出，以保证电机内部气体的纯度和压力不变，为此需要一套供油系统，称为密封油系统。采用油进行密封的原理是，在高速旋转的轴与静止的密封瓦之间注入一连续的油流，形成一层油膜来封住气体，使机内的氢气不外泄，外面的空气不能侵入机内。为此，油压必须高于氢压，才能维持连续的油膜，一般只要使密封油压比机内氢压高出0.0l5MPa就可以封住氢气。从运行安全上考虑，一般要求油压比氢压高0.03～0.08MPa。为了防止轴电流破坏油膜、烧伤密封瓦和减少定子漏磁通在轴封装置内产生的附加损耗，轴封装置与端盖和外部油管法兰盘接触处都需加绝缘垫片。目前应用的油密封结构足以使机内氢压达0.4～0油密封从结构上可分为盘式(径向轴封)和环式(轴向轴封)两种，其中环式油密封主要有单流环式、双流环式和三流环式三种，每一种又有不同的具体结构。国产600MW汽轮发电机都采用双流环式油密封系统，下面结合上海汽轮发电机有限公司600MW发电机的双流环式油密封装置进行介绍。油密封及轴承端盖装配见图l-24；油密封剖面见图l-25；密封油控制系统见图l-26。进油系统中，由差压阀跟踪机内氢压，从而控制空侧油压，保证油压大于氢压，严格地维持0.084MPa的油氢压差。在氢侧进油系统中，由平衡阀跟踪空侧油压，控制氢侧油压，使两者保持平衡。从密封瓦流出的氢侧回油汇集在密封支座下方，位于下半端盖外侧的消泡箱内。流入消泡箱内的油中释放出来的氢气泡沫被隔离在箱内，而氢气则回到机内，氢侧油则流回密封油供油装置上的氢气侧回油箱，通过氢侧油泵及冷油器或加热器和过滤器再进入氢侧油路中循环。而从轴上流出的空侧回油则流入轴承座与轴承回油一起流回主油箱，在途中先流经空侧回油箱，油中带有的微量氢气在此被U形油封管堵住，被抽油烟风机排出回油箱，使回到主油箱的轴承油不含氢气，保证了主油箱的运行安全。空侧油泵则将一部分回油从空侧回油箱抽出，通过冷油器或加热器及过滤器送回密封瓦。密封油系统为空侧油泵设有3个备用油源，用来保证密封油的供应，确保运行安全。密封瓦跨着轴颈，坐落在密封支座的瓦槽中，而支座是安装在端盖上的，与端盖既是绝缘的又是密封的；在励端密封支座与端盖之间加装了一个绝缘的中间环，使之成为双重绝缘，能在运行中连续监测其对地绝缘电阻。密封瓦用铜合金制成，装配在端盖内腔中的密封座内。密封瓦分为4块，径向和轴向均用卡紧弹簧箍紧。密封瓦径向可随转轴浮动。密封座上下均设有定位销，可防止密封瓦切向转动。压力密封油经密封座与密封瓦之间的油腔，流人密封瓦与转轴之间的间隙，沿径向形成油膜，防止氢气外泄。密封油压高于机内氢气压力0.056MPa左右。流向机内的密封油经端盖上的排油管回到氢侧油箱，流向机外的密封油与润滑油混在一起，流人轴承排油管。该系统具有配置简单，运行维护方便的特点。尤其在油系统中设置有真空净油装置，能有效去除油中水分，对保持机内氢气湿度有明显的作用。励端油密封设有双层对地绝缘，用以防止轴电流烧伤转轴。五、电刷与刷架电刷的作用是将励磁电流通入高速旋转的转子绕组。600MW汽轮发电机采用盒式刷握结构，以保证发电机在运行时能安全、迅速地更换电刷，每次可更换一组(4个)电刷。正常操作条件下，电刷磨损量在l000h时为l0～15mm。当电刷长度接近磨损极限时，电刷软导线处于几乎完全伸长的状态。因此在电刷上标有一条磨损极限，如果电刷磨损超过这条线，则不能继续使用，需进行更换。电刷采用天然石墨材料粘结制成，有较低的摩擦系统和一定的自润滑作用。每个电刷带有两根柔性的铜引线(即刷辫)，螺旋式弹簧恒定地将压力施加在电刷中心上，具体结构如图1-27所示。刷架采用左右分瓣把合结构，由导电环、刷座及风罩等部件组成，对地绝缘。第二节发电机的检修项目发电设备在运行一定时间后，应进行检修与维护，以防止故障发展，保证发电机组安全、稳定、经济运行。目前，发电厂设备以定期检修为主，这是一种以时间为基础的预防性检修，即根据设备的磨损和老化的统计规律，事先确定检修等级、检修间隔、检修项目、需用备件及材料等。DL／T838--2003《发电企业设备检修导则》中，规定了大容量、高参数发电厂设备的检修l甘-JN、项目、停用时间、检修计划及相关管理等基本内容，600MW发电机的检修可以该导则为依据进行。一、检修等级根据机组检修规模和停用时间，发电企业机组的检修分为A、B、C、D四个等级。(1)A级检修：对发电机进行全面的解体检查和修理，以保持、恢复或提高设备性能。检修的主要内容包括：制造厂要求的项目；全面解体、定期检查、清扫、测量、调整和修理；定期监测、试验、校验和鉴定；按规定需要定期更换零部件的项目；按各项技术监督规定检查项目；消除设备和系统的缺陷和隐患。(2)B级检修：针对机组某些设备存在问题，对机组部分设备进行解体检查和修理。B级检修项目根据机组设备状态评价及系统的特点和运行状况，有针对性地实施部分A级检修项目和定期滚动检修项目。(3)C级检修：根据设备的磨损、老化规律，有重点地对机组进行检查、评估、修理、清扫。检修的主要内容包括：消除运行中发生的缺陷；重点清扫、检查和处理易损、易磨部件，必要时进行实测和试验；按各项技术监督规定检查项目。C级检修可进行少量零件的更换、设备的消缺、调整、预防性试验等作业，实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。(4)D级检修：机组总体运行状况良好，对主要设备的附属系统和设备进行消缺。D级检修除进行附属系统和设备消缺外，还可根据设备状态的评估结果，安排部分c级检修项目。汽轮发电机组的A级检修间隔以及各检修等级的组合，规定如下：进口汽轮发电机组A级检修间隔为6～8年，国产汽轮发电机组A级检修间隔为4～6年；在两次A级检修之间，安排l次机组B级检修。除有A、B级检修年外，每年安排一次C级检修，并可视情况，每年增加l次D级检修。如A级检修间隔为6年，则检修等级组合方式为A—C(D)一C(D)一B—C(D)一C(D)一A，即第1年可安排A级检修1次，第二年安排c级检修1次、并可视情况增加D级检修1次，以后照此类推。新机组第一次A／B级检修可根据制造厂要求、合同规定以及机组的具体情况确定。若制造厂无明确规定，一般安排在正式投产后1年左右。对于机组容量t9在500～750(MW)的汽轮发电机组，标准项目检修停用时间为A级检修60～68天，8级检修30～45天，c级检修20～26天，D级检修9～12天。此处的检修停用时间已包括带负荷试验所需的时间。二、检修项目发电机检修可分成大修和小修两个部分：大修以A级检修项目(参见表1-2)为标准，要对发电机作全面的检查、清扫、测量和修理，消除设备和系统的缺陷，更换已到期的、需要定期更换的零部件等；小修则只对发电机作一般性的检查和维护，并消除一些小的设备缺陷，可视为C／D级检修。在检修过程中可结合发电机的具体特点，按电力部门相关规定进行各项试验与检查，进行预防性电气试验时可参照DL／T596--1996《电力设备预防性试验规程》。每台发电机应建立检修记录卡，登录测试结果和检修记录，以利今后参考。建议发电机在最初运行1年后，与厂家进行技术交流，确定是否抽转子进行定、转子全面检修，如定子槽楔、定子绕组引出线检查等。表1-2汽轮发电机A级检修项目序号标准项目特殊项目l发电机气体置换定子：(1)更换定子线棒或修理线棒绝缘；(2)重新焊接定子端部绕组接头；(3)更换25％以上槽楔或端部隔木；(4)修理铁芯局部或解体重装；(5)抽查水内冷定子绕组水电接头超过6个；(6)更换水内冷定子绕组引水管超过25％；(7)定子绕组端部测振转子：(1)拔护环，处理绕组匝间短路或接地故障；(2)更换风扇叶片、集电环及引线；(3)更换转子绕组绝缘；(4)更换转子护环、中心环等重要结构部件；(5)更换转子引水管氢冷器：(1)冷却器铜管内壁酸洗；(2)更换冷却器励磁部分：(1)更换励磁机定子、转子绕组或集电环；(2)吊芯检修励磁变压器；(3)更换功率整流元件超过30％；(4)大量更换控制装置的插件2发电机水路通水正反冲洗3打开发电机两侧端盖4修前定转子间隙和转子磁力中心测量5修前导风圈和风叶之间的间隙测量6发电机抽转子7定子膛及其他各部位吹扫、清理8发电机端盖、连接片、钢圈、衬垫、密封垫检修9发电机定子线棒收缩、膨胀弹簧片检查10紧固件螺栓及止动垫片全面检查及处理11定子铁芯、端部压圈及屏蔽环检修12定子槽楔检查及缺陷处理，波纹板间隙测量13定子风区挡风块及通风孔检查14定子线棒端部绝缘、损伤、过热、半导体漆脱落以及是否有黄粉情况检查及处理15定子线棒防晕情况检查，必要时进行电气试验及处理16定子线棒端部绑扎、压紧部位检查及必要的防磨损处理17定子端部手包绝缘部位检查、电位外移试验及处理18定子线棒、并头套、水接头、绝缘引水管等漏水、渗水痕迹检查及处理19定子端部结构件(槽口垫块、间隙垫块、适形材料、绑扎带、绝缘引水管、绝缘大锥环、绝缘支架、内外可调绑环、径向支持环及其螺杆螺母、汇水环及固定支架螺栓等)检查及处理20定子出线、中性点包括出线套管、接线端面、互感器、箱罩等的清扫、检查及电气试验21定子出线、中性点部位手包绝缘的检查、电位外移试验及处理22发电机出线箱、机座、冷却器外罩、中性点外罩至发电机漏水探测器的漏水收集及排污管道吹扫清洗23测温元件检查、校验及处理24定子绕组及出线水路水压及气密试验25定子线棒流量试验26转子平衡重块、平衡螺栓及其他紧固件检查27转子中心环、护环风扇叶片、风扇座环、轴颈检查28转子护环、风扇叶片探伤(必要时技护环进行探伤检查)29转子护环位移检查30转子表面、转子槽楔检查31用工业内窥镜检查护环下的挡风板、绕组、绝缘垫块32转子风路清扫、通风试验和气密试验33转子导电螺栓及引线清洁、检查34检查、修理交流励磁机定子、转子绕组和铁芯，必要时打磨或车削集电环35检查、清扫励磁变压器36检查无刷励磁机定子、转子绕组和铁芯，测试整流元件及有关控制调节装置37检查、测试静态励磁系统的功率整流装置38检查、修理励磁开关及励磁回路的其他设备39检查、清理通风装置和冷却器40校验自动励磁调节装置，进行励磁系统性能试验4l发电机穿转子42发电机修后定、转子间隙和转子磁力中心测量及调整43发电机组装44更换端盖密封胶条45发电机整体气密试验、查漏并处理46发电机A级检修预防性电气试验47发电机轴承对地绝缘测量检查48氢气冷却器清理、抽芯检修、更换密封垫49氢气冷却器水压试验发电企业可根据设备的状况调整各级检修项目，原则上在一个A级检修周期内所有的标准项目都必须进行检修。特殊项目为标准项目以外的检修项目，以及执行反事故措施、节能措施、技改措施等项目，还有一些是技术复杂、工期长、费用高或对系统设备结构有重大改变的重大特殊项目，发电企业可根据需要安排在各级检修中。一般情况下，小修项目包括：(1)清除可以触及部件(特别是电刷架及集电环)上的脏物及灰尘。(2)清洗定子冷却水系统中的过滤器，并进行反冲洗。(3)清洗油密封系统中的过滤器。(4)清扫检查集电环、刷架、引线，并更换部分电刷。(5)检查可以触及的部件是否有螺栓及销子松动。(6)测量定子绕组的直流电阻及绝缘电阻。(7)测量电阻检温计的直流电阻及绝缘电阻，并与以前记录值比较。(8)测量转子绕组冷态直流电阻、静态交流阻抗及对地绝缘电阻。(9)检测励端密封座及轴瓦的绝缘电阻。(10)根据用户经验认为其他必要的检修项目。(11)发电机整体氢密封测试。(12)清扫检查发电机引线，检查有无异常。(13)检查氢气冷却器，根据实际情况进行清洗。(14)发电机定子绕组系统水压试验。为保证发电机大修的顺利完成，大修前，要进行下列准备工作：确定大修标准项目；列出存在缺陷；确定改进项目；制订大修进度表；备出大修所需材料、备品、专用工具；准备有关图纸、资料、表格、记录；组织检修人员学习检修规程、安全规程及安全、技术措施。首次大修应提前通知厂家。发电机解体大修工序流程图依不同类型不同结构的发电机而异，但一般情况下解体大修工序流程如图l-28所示。检修后要进行检修总结。大修总结报告一般采用固定格式，内容包括设备检修质量、大修标准、非标准项目以及设备更改项目、大修所用工期、消耗工时睛况、材料消耗、安全等方面情况。第三节发电机的检修工序及要求发电机组的A级检修是对发电机组进行全面的解体检查和修理，以保持、恢复或提高设备性能。按照最新的质量管理体系的要求，对检修质量有重大影响的关键工序要确定为H或W质检点。质检点(H、W、R点)是指在工序管理中根据某道工序的重要性和难易程度而设置的关键工序质量控制点。检修的质检点分H点、W点、R点。(1)H点：停工待检点。工序中关键质量因素应控制的点，需要由检修单位作业人员和质检员、监理工程师以及点检人员验证的点。停工待检点应通过监理工程师、点检员验收合格，方可进行下一道工序。主要包括：1)重要的检测数据等；2)频发故障点或重大缺陷；3)重点反措要求；4)隐蔽工序恢复之前；5)容器封盖以前；6)转动机械扣盖、扣缸之前；7)技术监控在工序中明确的受控点或管理监督点；8)W点验收不合格自动生成的H点。(2)W点：质量见证点。根据设备特点，对影响设备稳定运行的过程和影响产品关键质量特性的过程及工艺要求，需由检修单位作业人员和质检员以及监理工程师进行质量验证的点。质量见证点在到达通知的验收时间，而监理工程师及点检员未到场的情况下，可以进行下一道工序，此时W点自动转成文件见证点(R点)。W点验收不合格将自动生成H点。(3)R点：文件见证点。针对检修所提供的文件资料(含进场原材料、构配件及外购设备等产品合格证、质量保证书和使用说明书、检验记录和试验报告等)进行的审核。审核内容包括数量、质量、规格、尺寸、参数、文件的真实性和有效性等。监理工程师应根据所提交的报验文件到现场对实物进行见证和复核，必要时还应进行抽验复验，进一步检验其真实性、有效性、适用性；审核合格后签字确认，否则退回。一、检修前的准备工作发电机检修前应完成拆除工作，包括：拆开低压缸一发电机联轴器，发电机与主励磁机的联轴器及连接轴；拆下发电机端盖轴承与密封瓦的油管路，励磁机轴承油管路；拆开测温装置的引线、机壳上的温度表、压力表计等。检修前要准备好检修工器具、试验测量工具、安全用具、主要材料、主要备品配件等。进行发电机温升试验：机组负荷分别调节到50％、80％、l00％试验工况下，cos90应尽量接近0．9并保持不变，将AVR调节到手动方式，持续稳定lh后，每隔l5～20min记录一次。此时要求转子电流变化‘不大于l％，P1、Ul、，I1、变化不大于3％，维持氢气压力、氢气纯度稳定，冷却介质工况应维持额定状态，试验时冷风温度控制变化不大于1cc。每种工况下试验所需时间约为4h。二、检修工序及要求发电机检修的工序大体为发电机反冲洗、发电机解体、定子检查和缺陷处理、转子检查和故障处理、氢冷器检修、励磁系统检修、发电机端部各部件检修、发电机本体回装、发电机各项试验等，具体检修内容及要求应符合A级检修管理标准、作业标准。(一)发电机氢气置换和绕组水路整体反冲洗(I)发电机氢置换：必须严格执行氢气置操作规程，进行氢气置换，经化验合格。要求：氢气浓度小于4％。(2)发电机解列后联系运行人员进行反冲洗，将两侧汇水环排污管打开排污后，关闭阀门，定冷水路切换为反冲洗方式，一般每隔l2～24h，正反冲洗切换一次，共冲洗2～3次。要求：人口滤网无机戒杂质、污物，排污水澄清无杂物。此工序质检点为H点。(二)发电机解体发电机解体要拆除发电机各引线及集电环引线、电刷、刷握，还要将发电机端盖解体，拆冷却器并完成抽转子等工作。1．拆除发电机各引线及集电环引线、电刷、刷握此道工序要求拆发电机三相引出线、集电环引线、测温接线，以及转子上的接地电刷、刷握及接地线。在拆开发电机集电环刷架引线时，要做好正负极标记，取出电刷、刷握，并清点数目，所拆物件要放在指定地点或放入专用箱。2．发电机解体前的电气试验(1)定子绕组绝缘电阻的测试。用绝缘电阻表分别测量三相定子绕组对地绝缘电阻、吸收比、极化指数，并进行记录。绝缘电阻与历年相比不应有明显变化，否则应进行分析，查明原因。(2)引水管电阻和?[水环对地绝缘电阻测量。用专用绝缘电阻表测量引水管及汇水环对地绝缘电阻并记录，应符合要求，否则应查明原因。(3)定子线圈直流泄漏和直流耐压测试。记录测试结果，并与标准和历年测试结果相比较，如有较大变化，应分析原因。此项测试应在停机排氢后，清污前的热态下进行。(4)定子线圈交流耐压试验。发电机解体前的电气试验也可以在转子抽出后立即进行。此工序质检点为H点。3．发电机端盖解体(1)拆除与汽、励两端端盖相连接的油管路、上半轴承外油挡，拆开轴瓦、轴瓦座、绝缘顶块、挡油盖密封支座、中间环的测量绝缘引线，拆除两侧上端盖。(2)拆离密封瓦及支座，测量汽、励两端转子风叶与导风筒之间的间隙，做好记录。要求：风扇叶片与导向片座径向间隙符合标准。(3)拆卸汽、励两端上半内端盖，并做好回装标记。注意：不要碰伤端部线圈及引水管。(4)拆卸汽、励两端内端盖上的导风筒，并做好对接标记。(5)拆除汽端风扇叶片。(6)拆卸汽、励两端下半内端盖及可调绑环上的挡风环，并做好回装标记。(7)用专用测量工具，取上、下、左、右四点测量发电机定转子汽、励两端间隙，做好记录。要求：定转子间隙符合标准，间隙差应满足：(Smax—Smin)／Sadv×l00％<3％。此工序质检点为W点。4．拆冷却器(1)拆除氢气冷却器进出水管和中间水管法兰，排气管，排水管，并将管口包住。(2)拆卸冷却器后水室框架、盖板，平衡阀，定位块。(3)拆卸冷却器的固定螺杆，用手拉葫芦配合行车吊出氢气冷却器。注意：不要碰伤冷却器翅片。5．抽转子(1)从励端轴径外侧轴肩处吊起转子，将转子托架安装牢固，落下吊车，使转子重量移至转子托架，校中心标高，垫平且牢固稳定，取出励侧轴承下瓦。(2)用行车将转子吊起，用方木将端盖与端面间垫起。(3)用弧形滑板、保护橡皮板等保护定子铁芯，覆盖汽、励两端定子端部及定子铁芯外露部分，以防异物进入端部绕组的夹缝内。(4)升起汽、励侧转子，拆除汽端的转子支撑支架，用行车将转子向外抽出。注意移动转子时不能碰坏定子膛内气隙隔板，转子的突出槽楔不能碰到铁芯内圆气隙隔板挡风环。(5)抽出的转子放在指定位置，转子两端轴颈用厚胶皮(或羊毛毡)保护好。要求：在抽转子过程，不得碰撞和伤及转子、定子铁芯、端部绕组等。此工序质检点为H点。(三)定子检修和缺陷处理定子部分的检修含定子铁芯、定子绕组、端盖、结构件等部件的检查、清理，具体工序及要求见表1-3。此工序质检点为H点。表1-3定子部分的检修内容及要求序号检修项目检修内容要求1定子膛定子膛及其他各部位吹扫、清理无杂物、油污、灰尘2发电机端盖将汽、励两端定子下端盖拆掉，用刮铲和清洗剂清理发电机两侧端部及上下端盖结合面和密封槽端盖面应清洁、光滑，无毛刺、污物3定子线棒线圈端部绝缘：若有油垢和灰尘，应用白布浸绝缘清洗剂清擦干净无油污、灰尘线棒防晕情况：防晕层应无脱落和电腐蚀现象，若有电腐蚀现象发生，则对线棒进行有关的电气试验，进行防晕处理无脱落和电腐蚀检查端部线圈绑扎、压紧部位是否有黄粉、油泥析出等磨损现象，若有进行防磨处理无黄粉、油泥对运行中电位较高的测温元件，用槽放电法或防晕层表面电位法进行检测4铁芯检查定位筋螺杆螺母及穿芯螺杆螺母是否松动，防松措施是否完好，否则应处理用1000v绝缘电阻表测量穿芯螺杆绝缘，应符合规定检查铁芯压指、铁芯叠片及通风槽中工字钢是否松动、歪斜，否则应进行处理无松动、歪斜检查铁芯各部位有无锈蚀、碰伤、变形和局部过热现象，若有，应查明原因，进行处理。若铁芯有明显碰伤过热现象，应进行铁损试验无锈蚀、碰伤、变形和局部过热现象检查铁芯各通风孔是否有杂物，存在堵塞，若有应进行处理和清除无杂物、堵塞5槽楔及挡风环检查槽楔是否有松动、位移、损坏，使用专用千分表测量弹性波纹板深度的波谷与波峰，在测量时应将槽楔表面漆瘤刮掉，以免影响测量准确性。如槽楔松动超过标准，应进行处理槽楔无松动、位移、损坏，关门槽楔无松动；弹性波纹板深度的波谷与波峰，最大值与最小值的差应符合制造厂规定检查定子腔内的挡风环，应稳固，保持一定的软度、无变硬、无折裂等；挡风块座、固定槽楔紧固螺钉紧固无凸起，否则进行更换、处理6端部结构件检查垫块、绑扎带、适形材料无松动、位移、断裂现象，表面干净无油垢，否则应进行防磨防松处理，重新进行绑扎无松动、位移、断裂现象，表面干净无油垢检查端部引线及其固定支架绑扎和固定、端部汇水环固定支架螺栓是否松动，应牢固、不松动、无磨损，否则应进行处理牢固、不松动、无磨损检查端部绝缘大锥环、绝缘支架、内外可调绑环、径向支持环及其螺杆螺母完好、紧固、不松动，防松措施完好，否则应进行紧固处理紧固、不松动7测温元件检查发电机测温元件，绝缘电阻应符合要求。检查测温元件的引线绑扎固定良好，检查各接头处接触情况良好用500V绝缘电阻表检查测温元件绝缘电阻在定子检修过程中，还应进行定子绕组水压及气密试验，以及定子线圈流量试验。1．定子绕组水压及气密试验此试验应在发电机定子水冷回路大修后及更换引水管后应进行。试验前应准备好相关设备及仪表，包括试压泵、试验管道及阀门部件、堵板，精密压力表，除盐水等。安装定子水路密封管路堵板；拆开进水、回水、虹吸管法兰及取样管仪表管道接头，加装堵板并密封，并在取样管的排污口加装堵头密封，排空气管加装堵头密封，励端汇水管防止渗漏。试验方法：用水压泵向系统内充入凝结水，在最高处排放空气。在水压检漏过程中，必须经过几次排放空气，消除水中的空气，以免影响水压检漏的结果。试验时，压力应缓慢上升，避免突然上升。仔细检查引水管接头处和汇水环处有无渗水现象。压力达到规定值时，关紧阀门，静压lh。当达到试验压力及水压稳定后，记录数据，一般每lOmin记录一次压力值。试验时间为8h。试验时目测检查在引水管和汇水环接头处有无漏水，用手触摸和用软纸擦拭接头处，观察有无漏水现象；观察压力表变化，判断是否漏水。水压试验过程中，压力表指示应无明显变化，手摸引水管接头及法兰连接处应无漏水现象。2．定子线圈流量试验发电机大修后或对线棒水流量有疑问时，应作超声波流量试验或实际通水流量试验。(1)超声波流量试验：起动定子冷却水泵，放尽空气，正常运行一段时间后，供水压力稳定于正常运行值时，用超声波流量计测量冷却水总进水量，测量定子每根线棒冷却水流量，每根管均稳定测量3—5rain。测得的线棒流量小于线棒平均流量20％者应打开两侧引水管接头，作单根线棒实际通水流量试验，进一步检查线棒是否有堵塞现象。每根线棒与引线水流量之和应等于冷却水总进水量，否则应检查测试的准确性。(2)单根线棒实际通水流量试验：打开线棒两端引水管，与专用试验工具连接好，将待试线棒两端进、出水管放至线棒上部同一高度，以消除标高不同产生的测量误差；将线棒通入除盐水，调节入压力，待压力稳定后，开始计时，从线棒出水侧接取15s的除盐水，用量杯测量出水量，与制造厂数据或上次测量数据相比较，应不小于平均流量的10％，否则应用氮气或除盐水进行吹扫、冲洗。注意：每次测试条件应一致，方可比较。(四)发电机出线箱、中性点罩箱检查1．发电机出线箱对于发电机出线箱，主要检查：①箱内、引出线棒及与套管软连接手包绝缘表面是否清洁，有无过热现象；②瓷套表面是否有裂纹、损坏，是否清洁；③出线绝缘套管密封是否严密，是否有破损泄漏现象；④出线套管的接线端面与导电杆是否有位移，镀银层是否良好，螺栓是否紧固等。2．中性点罩箱对中性点罩箱，主要检查：①箱内是否清洁、有杂物及油污，并进行清洁；②中性点套管表面是否清洁，连接板螺栓是否紧固，否则应清洗、紧固。(五)转子检修转子部分的检修包括护环、中心环、转子风扇叶、平衡块、平衡螺栓、转子槽楔等部件的牢固、位移检查以及转子风路的清扫等，具体见表1-4。此工序质检点为W点。表1-4转子部分检修内容及要求序号检修项目检修内容要求l平衡块、平衡螺栓检查风扇环、大齿、小齿上的平衡块、平衡螺栓和紧固件是否松动，若松动可用洋冲封死平衡块和大齿、小齿上的平衡螺钉无松动2转子风扇叶片检查风扇叶片和叶片根部有无裂纹、损伤，螺扣是否完好无损，否则应更换风扇叶片和叶片根部无裂纹、变形和腐蚀斑3护环、中心环检查中心环、护环及风扇座环，有无裂纹、位移、变色，否则分析原因，制定处理措施中心环、护环、风扇座环无裂纹、变形、位移和发热变色现象4转子表面、槽楔检查转子护环边缘、转子大齿阻尼条及转子槽楔搭接处是否有过热现象，转子表面有无脱漆过热现象，若有应分析原因，进一步检查转子表面无锈蚀、变色、过热现象检查槽楔、进出口风斗是否松动、断裂、凸出和位移，通风孔是否清洁，可用吸尘器和用白布沾绝缘清洗剂擦干净进出风斗无积灰和油垢，消除松动、断裂、凸出和位移5护环下挡风板、绕组、绝缘撑块用工业内窥镜检查挡风板、绕组、绝缘撑块，有无位移、松动，绕组有无变形现象挡风板、绝缘撑块、绕组稳固不松动，无变形6导电螺栓及引线检查发电机转子引线槽上槽楔是否紧固，与径向导电杆连接处是否清洁、绝缘良好。导电杆螺母密封螺母是否紧固正负极引线槽上槽楔紧固，与径向导电杆连接清洁、紧固、绝缘良好检查发电机转子励端与集电环轴对接处的L引线镀银面是否清洁、平整完好励端与集电环轴对接处L引线镀银面清洁平整7转子风路若转子风路脏污或转子通风试验风速较低，用干燥的0.4,0.5MPa的压缩空气对热风区、冷风区的每个风斗进行正、反吹扫，检查风速低风斗是否畅通，若不符合厂家规定标准，应处理转子风路清洁，无堵塞8护环位移用塞尺测量转子两端护环与铁芯之间的间隙，每环均布分8个点进行测量，记录所测数据测点与上次大修值比较不应有明显变化在转子检修过程中，还应进行转子风速试验和气密性试验。1．转子风速试验试验前应先做好准备工作，包括：①将转子表面及风道清理干净，清除金属沫和绝缘粉尘、碎片等杂物；②对每个风区的风孔分别进行编号；③将专用窝壳式进风室装在转轴及转子端部护环上，压力计探头接入专用窝壳式进风室内；④用专用橡皮塞将转子槽部所有进、出风孔堵严。试验方法：(1)转子端部通风道试验方法如下：1)起动鼓风机，用改变鼓风机入口面积的方法，将专用窝壳式进风室内的风压调整到一定值；接通切向光电风速仪，把风速仪入口插入风口内，记录显示仪上的稳定读数。2)用上述方法对转子励端、汽端各风口逐个进行检验，然后用专用橡皮塞堵住所有的出风口。(2)转子槽部通风道可用单风道检验法，即通过橡皮管从套在端部的专用窝壳式进风室给各风道单独供风，供风方法是靠近励端风区的风道从汽端取风，靠近汽端的风道从励端取风。1)起动鼓风机，把引风橡皮管接入专用窝壳式进风室内，调整风压到一定值。2)取出需检验风道的进、出风孔内的专用橡皮塞，接通切向光电风速仪，把风速仪的人口插入出风口内，显示仪上应显示零值，否则通过取消被检测风孔所在槽内靠近专用窝壳式进风室的一些出风孔内的橡皮塞来调整零值。3)将橡皮管的出风口接到进风口上，尽量防止进、出风孔的漏风现象，当显示仪上显示的数据稳定后进行记录。4)检验完后，将取出的专用橡皮塞塞回原孔内。按上述方法检查转子槽部各个风道。(3)数据的处理：1)分别求出各个风区内测得的风速值。2)用测量的风速乘以换算系数，即可得到通风道内的等效风速。对600MW发电机，换算系数K在端部试验时取2.3，在槽部试验时取2.5。此工序质检点为W点。2．转子气密性试验利用励端轴托架法兰，垫以密封垫，用螺栓紧固在发电机励端联轴器上，接上气密试验专用工具，将对轮上排氢孔用螺栓封堵严；向中心孔注入少量氟利昂，用氮气瓶缓慢向中心孔充人氮气，压力保持在1．4MPa，维持4h，泄漏量应符合标准。用卤素检漏仪检漏以10.5mL／s不报警为宜，若有泄漏，应检查密封法兰、导电螺栓、排氢孑L处是否严密。若导电螺栓处泄漏，应更换密封件，并经气密试验合格。此工序质检点为H点。(六)集电环的检修、安装1．集电环检修用压力为0.4～0.5MPa的压缩空气吹扫集电环表面及通风槽等处，将炭粉吹干净，再用白布沾绝缘清洗剂将集电环清理干净。检查集电环及风扇表面是否有裂纹及过热现象；检查集电环表面磨损情况，测量集电环表面凹凸不平度。若集电环表面不平度超过标准，应处理或进行车削，并测量集电环偏心度；倒换正负极的位置，以使两集电环磨损均匀一致。2．集电环回装调整各刷架距集电环的距离应均匀，并上紧紧固螺钉。用I000V绝缘电阻表测量刷架绝缘电阻，应大于l。检查集电环引线接头接触面光滑干净，无发热变色。调整各刷握距集电环表面距离，且垂直于集电环，上紧固螺钉。调整电刷弹簧压力均匀，与刷握间隙应符合要求。将磨损量超过1／2的电刷全部更换为统一型号新电刷，要求新电刷与集电环表面接触面不小于75％，电刷完整，无破裂。检查风扇外罩及导风管，应稳固完好。此工序质检点为H点。(七)氢气冷却器检修1．冷却器的清理检查拆开氢气冷却器前后水室端盖、密封垫，检查铜管胀口无损伤、松动，用毛刷反复洗刷铜管内壁，并用水反复冲洗，直至无泥垢。检查氢气冷却器支架和拉筋是否有开裂、变形，橡胶挡风板是否损坏，冷却器翅片是否完好。用钢丝刷清除端盖内壁及管板锈垢，并刷防锈漆。清理冷却器各法兰结合面，更换全部密封垫。2．冷却器水压试验冷却器在清理检查后，进行回装，并进行水压试验。过程为：装冷却器前水室盖，并装水压试验专用工具，后水室用专用密封板封严密，排气孔用专用螺栓拧紧；打开排气孔专用螺栓排气，接上水压试验机，注满水后拧紧排气孔螺栓，并起动升压泵，逐步升压至一定值，如0.5MPa，稳定30min，检查各部位无渗漏，压力表计指示不下降，否则应查漏并处理。水压试验合格后，将冷却器内水放掉，拆开后水室专用密封板。此工序质检点为W点。(八)发电机预防性试验发电机大修过程中，可参照DL／T596—1996《电力设备预防性试验规程》进行相关的预防性电气试验，具体试验项目、要求及周期可参考表l-5。此工序质检点为H点。表1-5同步发电机预防性试验项目、周期及要求序号项目周期要求说明1定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数(1)1年或小修时(2)大修前、后(1)绝缘电阻值自行规定。若在相近试验条件(温度、湿度)下，绝缘电阻值降低到历年正常值的l／3以下时，应查明原因(2)各相或各分支绝缘电阻值的差值不应大于最小值的l00％(3)吸收比或极化指数：沥青浸胶及烘卷云母绝缘吸收比不应小于1.3，或极化指数不应小于1.5；环氧粉云母绝缘吸收比不应小于l．6，或极化指数不应小2.0；水内冷定子绕组自行规定(1)采用2500V绝缘电阻表，量程一般不低于10000M，水内冷定子绕组用专用绝缘电阻表(2)推荐测量极化指数2定子绕组的直流电阻(1)大修时(2)出口短路后各相或各分支的直流电阻值，在校正了由于引线长度不同而引起的误差后相互间差别以及与初次(出厂或交接时)测量值比较。相差不得大于最小值的1.5％，超出要求者，应查明原因(1)在冷态下测量，绕组表面温度与周围空气温度之差不应大于±3(2)相间(或分支问)差别及其历年的相对变化大于l％时，应引起注意3定子绕组泄漏电流和直流耐压试验(1)1年或小修时(2)大修前、后(3)更换绕组后(1)试验电压如下：全部更换定子绕组并修好后：3.0UN局部更换定子绕组并修好后：2.5UN大修前：运行20年及以下者：2.5UN运行20年以上与架空线直接连接者：2.5UN运行20年以上不与架空线直接连接者：(2.0～2.5UN小修时和大修后：2.0UN(2)在规定试验电压下，各相泄漏电流的差别不应大于最小值的l00％；最大泄漏电流在20以下者，相间差值与历次试验结果比较，不应有显著的变化(3)泄漏电流不随时间的延长而增大(1)在停机后清除污秽前热状态下进行。处于备用状态时，可在冷态下进行。氢冷发电机应在充氢后氢纯度为96％以上或排氢后含氢量在3％以下时进行，严禁在置换过程中进行试验(2)试验电压按每级0.5UN分阶段升高，每阶段停留lmin(3)不符合(2)、(3)要求之一者，应尽可能找出原因并消除，但并非不能运行(4)泄漏电流随电压不成比例显著增长时，应注意分析(5)试验时，微安表应接在高压侧，并对出线套管表面加以屏蔽。水内冷发电机汇水管有绝缘者，应采用低压屏蔽法接线；汇水管直接接地者，应在不通水和引水管吹净条件下进行试验。冷却水质应透明纯净，无机械混杂物，电导率在水温20℃