发电机培训课件

平寨电站水轮发电机培训一、概述

水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水轮发电机转子短粗，机组的起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，除一般发电外，特别宜于作为调峰机组和事故备用机组。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机大轴把转轮的转动力矩传给与水轮机大轴连接的发电机转子，并带动发电机转子转动，当发电机转子绕组中通以直流电，形成磁场同时由转子旋转而产生旋转磁场。发电机定子绕组因切割转子的旋转磁场，而在发电机三相定子绕组中产生交变感应电势。

当发电机三相定子绕组输出回路接负载时就产生交变三相电流，此交变电流产生的磁场在发电机定子、转子形成旋转磁场，而在发电机三相定子绕组中产生交变感应电势。当发电机三相定子绕组输出回路接负载时就产生交变三相电流，此交变电流产生的磁场在发电机定子、转子形成旋转磁场，并且定子绕组产生的旋转磁场与发电机转子的旋转磁场同向，同速，当发电机转子磁极对数p一定时，发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即同步关系，f=p·n/60；其中f----同步发电机电势的频率(Hz);p----同步发电机的磁极对数;n----同步发电机转子的转速(r/min)。平寨电站水轮发电机参数水轮发电机组的型式

按推力轴承位置分：立式发电机又分为悬式和伞式两种。推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机；推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的称为全伞式，有上导的称为半伞式，它适用于转速在150r/min以下。

按布置方式分：可分为卧式和立式两种。一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机。

水轮发电机由转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。

定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组成。定子铁芯用冷轧硅钢片叠成，按制造和运输条件可做成整体和分瓣结构。平寨电站机座共分三瓣，在工地组装成圆。水轮发电机冷却方式一般采用密闭循环空气冷却。对于悬式发电机，机座又承受转动部分的所有重量；铁芯由硅钢片堆叠而成，是发电机磁路的一部分；线圈则形成发电机的电路，它是外包绝缘的铜导线。

发电机转子由主轴、轮辐、支臂、磁轭、磁极、端压板、风扇、阻尼环、制动板等组成。二、水轮发电机的主要部件结构1.水轮发电机主轴水发连接法兰下导轴承配合面推力头作用：水轮机与发电机的重要连接部件，连接发电机转子和水轮机转轮体；将水轮机的输出转矩传递给发电机转子。2.机座1、作为定子铁芯叠片的支撑结构；

2、承受定子的扭矩,并将其传至底脚；3、构成冷却气体的通道；

4、构成轴承、机架和冷却器的支撑结构；5、承受整个机组的重量并将其传到基础上。3.下机架下机架位于立式水轮发电机转子下部与基础相连接的支撑部件。通常用于装设下导轴承。4.上机架上机架位于立式水轮发电机转子上部，并与定子机座相连接的支撑部件。上机架中心安装有上导轴承和推力轴承，防止发电机主轴晃动，使它稳定的处于中心位置，同时推力轴承承受整个机组的重量。5.发电机定子发电机定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯内圆均匀分布着许多槽，

用来嵌放定子线圈。定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕组，每相绕组由多个线圈组成，按一定规律排列。定子铁芯定子绕组出口母线中性点出口定子机座空冷器空冷器支架6.发电机转子平寨电站水轮发电机的转子采用凸极式结构。下图是发电机的磁轭与磁极，磁极安装在磁轭上，磁轭是磁极磁力线的通路，发电机有N/S相间的20个磁极，每个磁极上都绕有励磁线圈，励磁电源由安装在主轴端头集电环通过由外部的晶闸管励磁系统提供（由集电环向励磁线圈供电）。

磁轭安装在转子支架上，在转子支架中心安有发电机主轴，在主轴的上端头安装有励磁发电机或集电环。轴下端有连接水轮机的法兰。转子支架磁轭磁极装配推力头集电环组件转子引线制动环主轴连接法兰磁 轭11处放大磁极安装位置磁极铁芯磁极线圈磁 轭转子插在定子中间，与定子有很小空气间隙（24mm），转子由上机架的推力轴承支撑，可以自由旋转。下图是转子吊装在下机架上。6.推力轴承挡油桶推力轴承座底盘支柱螺栓托瓦推力瓦油槽盖密封圈推力头卡环镜板油冷器推力油箱推力瓦座上导推力油冷却器冷却进水孔冷却出水孔冷却铜管上导推力冷却器托瓦与推力轴瓦结合面与弹支柱螺栓结合面推力轴瓦与镜板结合面与托瓦结合面HOMIS推力头套轴后大轴转子引线集电环组件推力头和上导轴承配合面卡环三、水轮机一般运行知识1.机组机手动开机操作1.1检查机组备用正常。1.2检查机组调速系统正常，励磁系统正常。1.3检查机组保护、监控系统、录波、在线监测装置等各装置投入运行正常。1.4检查机组制动系统正常，制动气源压力正常，风闸在落下状态。1.5检查蝶阀已全开。1.6投入机组技术供水系统，检查技术供水运行正常。1.7对空气围带排气降至“0”位。1.8检查调速器现地控制柜在“手动”方式。1.9拔出机组接力器锁锭。1.10在调速器现地控制柜上缓慢增加导叶开度开机至空转，监视机组转速升至额定值。（转速以齿盘测速为准）。1.11投入励磁，调整发电机定子电压至额定。1.12根据要求投入自动准同期装置并网。1.13根据要求增加机组负荷至要求值。1.14监视机组运行正常。2.开机过程中注意事项2.1开机过程中，严密监视转速上升情况，严禁过速。2.2机组在建压过程中，严密监视启励建压情况，如有异常立即停机检查。2.3机组并网后，应检查机组状态，应尽快将机组转入发电运行状态，应检查出口开关位置指示正确，机组振动、摆度、瓦温、冷却水压及流量等正常。3.顶转子操作3.1检查机组在停机位；3..2检查机组接力器锁锭投入，将调速器切至“手动”；3.3退出空气围带。3.4关闭制动柜内进气阀，打开进油气阀。3.5在水车室水轮机大轴上刻一标记，选好一参照物，设专人监视判断转子顶起高度（一般用钢板尺测量大轴上升高度）；3.6接上高压油泵，打开机组顶转子供油阀打油；3.7待转子顶起高度为10mm后停止高压油泵；3.8停留两分钟后，打开组顶转子排油阀排油，退出高压油泵；3.9关闭进油气阀，打开制动柜进气阀。3.10手动操作机组风闸顶起、落下，反复2～3次；3.11将调速器打到“自动”位置。3.12投入空气围带。4发电机运行中的监视检查项目4.1正常情况下，发电机应尽可能地避免在机组振动区内运行，并做到各机组间合理的分配负荷，以确保机组安全、稳定的运行。4.2值班人员应认真监视和分析发电机各运行参数显示和变化情况，必要时进行适当的调整，发现异常现象应及时报告值长，待查明原因后加以消除。

4.3在调整发电机的有、无功负荷时，应密切注意表计、显示数值的变化情况，当出现调整负荷3次以上而发电机负荷未发生变化时，应停止调整，并报告值长，待查明原因后加以消除。4.4当发生较大短路冲击，或较大幅度增加负荷后，应对发电机及励磁系统所属设备进行详细检查。4.5检查机组操作控制交、直流电源投入运行正常，现地控制单元LCU运行正常,信号指示灯正确，机组测温装置运行正常，温度显示正确，机组电压、电流、有功功率、无功功率、频率指示在正常范围内。4.6励磁调节器工作正常，无故障信息，功率柜温度及风机运行正常，转子滑环、碳刷接触良好，无火花，刷辫无氧化变色，碳刷无严重磨损等现象。4.7发电机风洞内无异音、异味，发电机空冷器温度正常，各轴承油温、油色、油位正常，各管路、油槽无渗漏现象，各轴承冷却水温、水压、流量正常，阀门位置正确，各部无渗漏现象。发电机定子引出线和中性点引出线无异常发热，引出线支座完好，无异常发热现象。4.8机组机械制动系统各阀门位置正确，各部无漏气现象，气压正常。4.9发电机出口开关、刀闸位置正确，操作机构正常，各电源正常，控制方式正确，发电机中性点接地运行正常，刀闸合上。机组浇筑母线无放电、发热等异常现象。4.10机组在线监测装置运行正常，机组各部振动、摆度在允许范围内。机械过速保护装置正常。4.11机组技术供水系统运行正常，机组消防系统未动作、备用良好，消防水系统各阀门位置正确，水压正常，各部无渗漏现象。4.12转速装置、同期装置运行正常。机组电能表运行正常。机端PT无异常，CT接线端子排接触良好，无异常气味。5推力（上导或下导）瓦温升高

现象：1.计算机监控系统上发“推力（上导或下导）瓦温升高”信号且语音报警，显示某推力瓦温升高，可能启动水机事故停机流程。2.现地触摸屏显示推力（上导或下导）瓦温升高，机组可能振动、摆度较大。

处理：1.检查推力（上导或下导）油槽油位、油温、油色、瓦温正常则可能系瓦温传感器误发信号，记录该缺陷。2.检查确认机组推力（上导或下导）瓦温升高，立即降低机组有、无功负荷，并做好停机检查的准备。3.如计算机监控系统显示推力瓦（上导或下导）温异常，但无上升趋势或上升非常缓慢则应立即检查其冷却水压、流量、阀门状态、有不正确者应立即恢复。

4.如果确实推力（上导或下导）瓦温较高且振动或摆度较大，则调整其负荷脱离振动区。5.若因推力（上导或下导）轴承油槽油位过低导致瓦温升高，则立即联系维护人员补油，同时查明油位降低原因。6.经以上处理后如果瓦温不能降下来或仍上升很快则应汇报调度及上级领导，申请转移负荷停机处理。7.如果机组已经启动事故停机流程停机则应监视停机情况，联系维护人员全面检查推力（上导或下导）油槽及相关设备并取油样化验。6.发电机过负荷

现象：1.计算机监控系统上发“定子过负荷”信号，语音报警提示相应故障。2.发电机定子电流超过额定值。3.发电机有、无功负荷及转子电流之一或全部超过额定值。

处理：1.检查发电机的功率因数和电压，并注意电流达到允许值所经过的时间。2.如电压或频率升高，应立即降低无功负荷，使定子电流降至额定值，如调整无效，应迅速