1、QFW系列汽輪發電機1 概述汽輪發電機為隱極式三相同步發電機，它與汽輪機直接耦合傳動，可作為大中型工廠自行發電或中小城鎮的動力及照明電源用，也可作為企業的余熱發電用。發電機的額定轉速為3000r/min，頻率為50Hz。發電機采用封閉循環通風系統，并裝有空水冷卻器來冷卻空氣。發電機的旋轉方向從汽輪機端看為順時針方向。發電機的勵磁由無刷勵磁裝置供給。無刷勵磁裝置由同軸旋轉的交流無刷勵磁機、永磁副勵磁機、旋轉整流盤和靜止的MAVR自動電壓調節器組成。2 主要技術數據和使用條件2.1 本型發電機及與其配套使用的空水冷卻器的主要技術數據見安裝圖和空水冷卻器裝配圖。2.2 發電機正常使用條件2.2.1

2、海拔不超過1000m；2.2.2 冷卻空氣溫度不超過40；2.2.3 安裝在掩蔽的廠房內。2.3 發電機在額定工作方式連續運行時，各主要部分的溫升允許限值如下：部 件 名 稱 測 溫 方 法允 許 溫 升 K定子繞組埋置測溫元件80轉子繞組電阻法90定子鐵芯埋置測溫元件80軸承的出油溫度不得超過65，軸瓦溫度不得超過80。2.4 當發電機的功率因數為額定值，其電壓與額定值的偏差不超過±5%且其頻率與額定值的偏差不超過±2%時，保證輸出額定功率。2.5 發電機的三相負載不對稱時，若每相電流不超過額定值且負序分量與額定電流之比不超過8%，能連續運行。2.6 發電機在一般情況下不

3、保證過載運行。2.7 與發電機配套使用的空水冷卻器在進水溫度不超過33時（或根據用戶要求），冷卻后的氣體溫度不超過40。2.8 發電機各部位的最低絕緣電阻（M）。部 位限 值（M）測 量 條 件定子線圈對地及相間10干燥后接近工作溫度，用2500V兆歐表轉子線圈對地1.0冷態（20），用500V兆歐表檢溫計1.0冷態（20），用250V兆歐表勵端軸承1.0用1000V兆歐表3 結構簡介3.1 機座采用鋼板焊接結構，吊攀位于機座兩側的中部，端蓋采用鑄鐵結構。為防止油污及灰塵進入電機內部，在端蓋上設有高壓氣封裝置。端蓋的端面和兩側面設有觀察窗。底蓋采用鋼板焊接，端蓋和底蓋內均設有滅火水管裝置。3.

4、2 定子鐵芯是由經涂漆處理的0.5mm扇形片迭壓而成，扇形片套于鳩尾支持筋上，其全長分成若干段并形成若干輻向風道；鐵芯與機座壁壓緊，并焊接固定。3.3 定子線圈采用多股雙玻璃絲包線制成半組式線圈。線圈槽內直線部分采用360°編織換位以減少附加損耗；線圈對地絕緣采用連續包扎并經防暈處理后模壓成形。定子線圈絕緣等級為F級，其端部藉玻璃布板支架及滌玻繩扎緊固定于機座兩端，出線頭安放在勵磁機端。線圈間連接采用銅銀焊料焊接。3.4 轉子為整體鍛件，材料為34CrMo1A。轉子大齒上開有通風槽，且在其通風槽楔上開有輻向通風孔；轉子小齒兩端開有月牙形的通風槽；轉子本體表面車有散熱溝以改善轉子的散熱

5、效果；轉子槽楔采用非磁性材料以減少漏磁。3.5 轉子線圈由裸扁銅線繞成，其匝間墊以3240板，再平包薄膜粘帶。線圈端部以玻璃布板膠木塊墊緊，護環下絕緣采用玻璃布板。轉子線圈絕緣等級為F級。3.6 護環采用非磁性鋼鍛制，以減少轉子漏磁及損耗；中心環采用優質鋼鍛件制成。護環與中心環采用熱套配合，護環與轉子本體間也采用熱套配合；中心環與軸間用弧鍵作為軸向固定。3.7 轉子本體、槽楔和護環構成阻尼系統，故不另設阻尼繞組。3.8 轉子兩端各裝有一個離心式風扇。3.9 發電機采用密閉循環雙路式通風系統，其下方安裝有空水冷卻器及補充空氣用的過濾器。3.10 汽輪機端與勵磁機端各裝有一座式軸承，軸瓦澆以Zch

6、SnSb11-6錫銻軸承合金，且采用球面軸瓦以自調中心。軸承座用鑄鐵制成，勵端軸承與底架及油管間均設有絕緣。軸承采用壓力油循環潤滑系統，潤滑油由汽輪機主油泵供給。3.11 接地電刷安放在汽輪機端，其刷架安裝時配裝在汽輪機端的軸承蓋上。3.12 底架均由優質鋼板焊接而成。3.13 發電機有以下一些測溫點：a) 定子線圈上下層間的槽中及定子鐵芯的軛部埋設鉑熱電阻（Pt100），其接頭已接到測溫接線盒內；b) 兩端端蓋的進風口及機座出風口處裝有雙金屬溫度計；c) 機座下的出風口與端蓋下的進風口各裝有一只鉑熱電阻（Pt100）；d) 軸承出油口裝有溫度計，軸瓦上裝有鉑熱電阻（Pt100）。3.14 發

7、電機勵端裝有轉子接地檢測裝置。3.15 交流主勵磁機為轉樞式結構，轉子鐵心由硅鋼片50W310迭壓而成，沖片兩面涂漆，轉子線圈為雙層波形線圈，用3240板制成的槽楔固定在槽內，電樞繞組端部用無緯玻璃絲帶綁扎，整個電樞采用V.P.I工藝浸漆，電樞線圈三根引出線連接到旋裝整流環的導電柱上。定子鐵心用Q235A鋼板沖制的磁極沖片迭壓而成，磁極線圈采用QZY-2/180聚酰亞胺漆包圓銅線繞制而成，外包玻璃絲帶，浸9110漆二次。磁極線圈通過磁極鐵心，由兩個螺釘固定在鋼板機座上，機座有定位銷，固定在底架上。3.16 旋轉整流環由二個旋轉盤組成，每個旋轉盤裝有3個旋轉整流器（ZX300A/2000V）,一

8、個旋轉盤與旋轉整流器正極相連，一個旋轉盤與旋轉整流器負極相連，二個旋轉盤均為帶電體。旋轉盤通過螺栓固定在支持環上，它們之間均互相絕緣，支持環熱套并通過鍵固定在軸上。勵磁機電樞引出線和旋轉整流環一端相聯。旋轉盤為整流后的正、負極，通過勵磁引線與電機轉子線圈相連。旋轉盤上開有圓孔，為通風用。3.17永磁副勵磁機與交流勵磁機同轉軸，共用一個底架，共軸，懸掛在交流勵磁機外側的座式軸承端。 定子機座為鋼板焊接結構，定子鐵心用0.5mm厚的優質硅鋼片50DW310迭壓而成，線圈系用QZ-2/155聚酯漆包圓線繞制而成，六個出線頭固定在出線盒的接線板上。 轉子采用徑向磁路，轉子軸上銑槽內放置釹鐵硼永磁體，共

9、有14個磁極，每組磁鋼和極靴用螺釘將磁鋼和極靴固定在軸上。4 安裝說明4.1 保管和運輸過程中的注意事項4.1.1 當發電機運到目的地后，必須仔細檢查，如發現有損壞，應立即報告有關部門，查清責任。4.1.2 發電機在安裝前應妥善地存放在清潔、干燥的倉庫或廠房內，以防止電機及零件上凝結水珠。存放地點溫度一般不低于5，且溫度不應有劇烈變化，另外還必須防止水、酸、堿、油、灰塵等有害物質侵入電機內部。4.1.3 外裸部件涂的防護層在保管期間不能去除。如需要長期保存，須定期檢查，需要時可重新涂上防護層。所用的防護層應考慮到能用汽油、酒精、煤油等易于去除。4.1.4 轉子存放時應讓本體大齒部位受力支撐，不

10、允許使護環受力。4.1.5 運輸起吊使用的機械、繩索、工具及其制動裝置均應仔細檢查，并應對其動負荷進行校驗。起吊及搬運時必須按起吊說明進行，起吊及搬運不得碰擊電機任何部位。4.2 發電機的安裝發電機的基礎應符合圖紙要求，基礎應牢固且有足夠的承載能力，基礎混凝土的表面應平整，不應有裂紋、空洞、蜂窩、麻面和露筋等現象。4.2.1 底架的安裝按墊鐵布置簡圖放置墊鐵并調整好底架的高度和位置，墊緊墊鐵后點焊牢固并將軸承座安裝在底架上，之后將軸瓦清洗后放入軸承座內，然后安放發電機轉子進行找中。4.2.2 發電機找中：檢查汽輪機與發電機聯軸器的端面，保證其無研傷刻痕以及凸起的異物，且兩面聯軸器的端面平行，輪

11、緣應同心；另外汽輪機與發電機兩轉子應在同一條水平的直線上。完成對中后擰緊基礎螺栓，吊開兩轉子及軸承座后進行底架下板和灌漿。4.2.3 定子的安裝將定子吊到底架上并調整好位置。定子的軸向定位應考慮到發電機轉子在運轉時兩軸頸間的伸長以及由于汽輪機轉子的相對伸長而引起的發電機轉子軸向的位移，因此安裝時必須使發電機定子的中心線向勵磁機側偏移約2.0mm，如考慮到汽輪機轉子的伸長，則具體數據應由汽輪機方面提供。4.2.4 主發電機轉子的安裝先在主發電機轉子的汽輪機端裝一接長軸，將轉子與勵磁機端軸承一并吊起。將轉子穿入定子（見下圖），當轉子中心臨近勵磁機端定子線圈端部時，接長軸伸出定子內孔，可供鋼絲繩第二

12、次綁緊，此時在定子內圓墊以適當厚的紙板，使轉子本體擱置在定子鐵芯上（護環不可擱置在定子鐵芯上作支持點）再更換綁緊，將轉子移到規定位置。轉子安裝程序圖先在轉子汽輪機端裝一接長軸，然后將轉子與勵磁機端軸承一并吊起。將轉子穿入定子，接長軸伸出定子內孔，可供鋼絲繩第二次綁緊。更換綁緊將轉子移到規定位置。4.2.5 交流勵磁機的安裝 主發電機轉子安裝到位后，去掉旋轉整流盤與勵磁機的連接螺栓，將旋轉整流盤拆下，將永磁機定子和交流勵磁機定子套在勵磁機小軸上，然后重新裝上旋轉整流盤，固定旋轉整流盤與勵磁機的連接螺栓，注意涂螺紋鎖固膠及止動墊圈翻邊。最后將其它零部件安裝到位。4.2.6 冷卻器安裝根據安裝圖進行

13、，但須注意以下事項：a) 冷卻器的安裝應使冷卻器在進出水方面獲得必要的溫度階梯；b) 為了使冷卻器在檢修時能滴干冷卻管內的冷卻水，安裝時宜有一定的斜度；c) 冷卻系統的四周應有密封并在風道內壁涂以油漆，以保證冷卻空氣的干燥和清潔；d) 風路應圓滑光潔，以免增加空氣阻力和風摩損耗；e) 冷卻器與基礎應緊密配合。5 使用說明5.1 發電機的干燥5.1.1 干燥條件5.1.1.1 發電機在運輸過程中，線圈和鐵心都可能有吸入潮氣，因此發電機在安裝后要求先行干燥。5.1.1.2 干燥時，用溫度計測量并監視溫度。鐵心和線圈最熱點的容許溫度為70，出風溫度不超過65。5.1.1.3 進行干燥時，溫度應緩慢增

14、加，一般其溫度增幅為每小時58，并應定時測定絕緣電阻、線圈溫度和周圍空氣溫度等有關數據。5.1.1.4 干燥后，定子線圈絕緣電阻的吸收比及定子線圈絕緣電阻值應符合下列要并保持5小時以上穩定不變，方可認為干燥良好。a) 在接近工作溫度時，吸收比R60/“R12”1.3；b) 在接近運行溫度時，各部位絕緣電阻見2.8條。5.1.2 干燥的方法應根據現場條件和電機受潮情況而選擇。5.1.2.1 外部電源干燥法本法系用外部電源在繞組通入電流產生損耗發熱進行干燥，干燥時機殼應可靠接地。根據電源不同可分為：a) 用外部直流電源通入繞組，并逐漸調節電流，直流電源所需電壓值根據繞組的直流電阻和所需電流大小來確

15、定。切斷電源時，應逐步降低電壓來切斷電源，而不是直接使用閘刀開關和自動開關來切斷電源，以避免瞬時過電壓擊穿絕緣。采用本法干燥時，應將勵磁系統旋轉二極管斷開；b) 在定子繞組通入三相交流電源進行干燥時，干燥電流一般不超過額定電流的70%，此時電壓一般在額定值的820% 。采用本辦法時轉子必須從定子抽出，以防止定子旋轉磁場造成轉子局部過熱受損；c) 定子繞組按開口三角形聯接并通入單相交流電進行干燥，此時轉子可以不必抽出。5.1.2.2 短路干燥法a) 定子三相接成短路，短路必須可靠，各相電流必須相同。為此，必須在每相安裝一個安培表，以避免不平衡電流造成轉子表面過熱；b) 當發電機接近正常轉速時，投

16、入手動勵磁，調節勵磁電流，使定子短路電流在干燥初期為額定電流的5060%左右，以后可逐步增加，但最高不超過額定電流的80%；c) 短路電流干燥時，有效鐵心磁路不飽和和定子繞組端部漏磁可能較大會引起兩端鐵心及零件過熱，因此要注意定子電阻測溫元件的讀數，保證其測得的溫度不超過120。5.1.3 干燥時，應周期性地將電機上能打開的孔打開1015min，以排放潮氣。5.2 起動前準備5.2.1 發電機在起動前全部機件必須仔細檢查，確保運轉條件齊全。起動前應注意檢查下列事項：a) 發電機附近的全部土建工程結束，現場務必清理整潔，風道應清掃干凈；b) 機組安裝就緒，全部螺栓應緊固；c) 軸承潤滑油系統應暢

17、通，潤滑油系統及其傳動情況應經汽輪機安裝部門檢查與試運行；d) 發電機冷卻系統的試運行情況良好，冷卻器的冷卻管路系統應暢通，水源應充分；e) 發電機的電阻測溫裝置經校驗正確并以裝接完畢；f) 勵磁系統的接線和安裝正確；g) 保護、測量、操作、信號和周期回路的接線完整，并檢查試驗完畢，所有保護裝置的整定值正確；h) 機組的安全、消防、通訊設備及事故照明設備應符合運行要求；i) 發電機的旋轉方向應符合端蓋上指向牌指示的方向；j) 發電機的定子線圈引出線與電網的相序一致；k) 發電機定子機座可靠接地；l) 發電機各部位的絕緣電阻符合要求；m) 啟動前，應用盤車裝置來轉動轉子，以確保轉子部分沒有任何卡

18、住現象。5.2.2 空水冷卻器的首次運行a) 打開進水閥，打開通氣孔塞，排走空氣；b) 當空氣排掉后，關閉通氣孔塞，運行一小時后再放氣；c) 接通正常水源，檢查流量是否正常，檢查連接法蘭是否漏水。5.3 發電機的起動、并車、停車和交接試驗項目5.3.1 起動a) 發電機在現場首次運行時，應逐漸加速，并監視軸承的振動和供油是否正常，注意觀察是否有異常的噪音，如摩擦聲、電干擾聲、碰擊聲等。任何異常都必須加以分析并妥善處理。當達到額定轉速時，必須檢查軸承的出油溫度、空水冷卻器的供水等情況；確保其正常運行。b) 投入勵磁系統，調節勵磁使定子電壓逐步地升到額定值。5.3.2 并車5.3.2.1 發電機與

19、系統電網并車時，必須符合同期條件，即發電機頻率、電壓和電壓相位與系統一致，滿足同期條件后，才能并入電網。同期條件可用半自動或全自動同期裝置進行檢查，也可用電壓表和同步燈或檢測儀進行檢查。5.3.2.2 當發電機并入電網后，負載應逐步增加，加載方式如下：a) 慢慢增加調速器轉速，使得有功功率達到所需之值；b) 如果MAVR運行時，調整功率因數cos，無功應自動隨著有功的增長而增長。如果MAVR運行無功控制，可以分別通過調節變阻箱，使無功增長到額定值，詳細內容見MAVR手冊；c) 當負載達到50%后，盡可能放慢加載的速度 ，防止轉子線圈產生有害的殘余變形。5.3.3 停機逐漸解除負荷，如果系統需要

20、，可補償調節其它發電機，以保證標準頻率；如果發電機運行在調整功率因數，無功應自動隨著有功的下降而下降；如果運行在控制無功，應分別通過可變電阻調節電壓而逐漸降至零，然后斷開回路斷路器，停止原動機轉動并停止潤滑油、冷卻水的供給。5.3.4 交接試驗項目a) 繞組、埋置檢溫計、軸承對地絕緣電阻和繞組相互間的絕緣電阻的測定；b) 繞組在實際冷態下直流電阻測定；c) 空載特性和穩定短路特性的測定；d) 溫升試驗；e) 耐電壓試驗，其電壓為制造廠試驗電壓的80%；f) 短時升高電壓試驗；g) 測量軸兩端間的電壓和軸對地電位；h) 機械檢查，測定軸承油溫和振動等；i) 定子繞組直流耐壓試驗；j) 發電機冷卻

21、系統的試驗；k) 空水冷卻器的水壓試驗。5.4 運行中故障分析一般汽輪發電機在正確使用與維護下，不太容易發生故障，但如果使用維護不當、環境不良、年久失修時也會造成故障。一般常見故障原因簡要分析如下：5.4.1 發電機輸出電壓不穩定a) MAVR控制時（手控時正常）參考MAVR手冊；b) 手動或自動控制時，可能是系統中其它機械原因或是原動機轉速不穩定；5.4.2 輸出電壓過高時，檢查電壓讀數是否達到MAVR要求（參閱MAVR手冊）。5.4.3 發電機勵磁故障a) 手控時勵磁正常而MAVR控制時不正常，參閱MAVR手冊，并檢查有關連接處；b) 手控或自控時無勵磁電流，檢查主勵磁機和副勵磁機之間的電

22、路，檢查轉子線圈的引線是否斷路。5.4.4 發電機振動大a) 電氣方面：轉子線圈匝間短路或接地，氣隙不均勻，轉子線圈變形位移，定子鐵芯絕緣損壞和松動；b) 機械方面：轉子不平衡，發電機的中心與汽輪機配合不正，襯套與轉軸的間隙不均勻，缺油或軸承固定螺釘松動，基礎不牢固等。5.4.5 發電機轉子軸向串動a) 發電機安裝時轉子位置傾斜；b) 發電機在運行時定子中心和轉子中心不重合。5.4.6 定子鐵芯的損壞a) 定子線圈擊穿時燒毀硅鋼片；b) 由于制造不良或鐵芯生銹造成鐵芯松弛。5.4.7 定子線圈的故障a) 槽楔或端部墊塊松動引起繞組絕緣磨損；b) 由于過負荷或其它原因引起定子繞組過熱造成絕緣老化

23、；c) 由于突然短路引起的繞組絕緣機械損傷；d) 由于過電壓引起的繞組絕緣擊穿；e) 定子鐵芯松弛引起的絕緣損傷；f) 定子線圈接頭焊接不良。5.4.8 轉子線圈的故障a) 由于轉子線圈端部積聚塵垢受潮而引起的絕緣電阻下降；b) 發電機突然卸載引起機組過速以致勵磁電壓升高，超過發電機轉子電壓造成絕緣擊穿；c) 轉子線圈匝間短路或不穩定接地；d) 由于不平衡負荷或是異步運行，造成轉子局部過熱；e) 發電機過載引起勵磁電流過大而過熱；f) 線圈接頭接觸不良引起過熱，絕緣老化。5.4.9 軸承的故障a) 由于軸承座底腳絕緣不良，造成軸電流通過軸承，引起軸承過熱和侵蝕；b) 由于油量不足等原因造成軸承

24、過熱；c) 由于油量調節不當和密封不良引起的軸承漏油；d) 軸承中心沒對準，襯瓦擦傷。5.4.10 冷卻器的故障a) 由于冷卻水污垢引起的冷卻器管道堵塞；b) 由于管子機械損傷、腐蝕、振動引起脹口漏水和管子破裂；c) 由于冷卻水溫太低或由于外部流入濕度太大的空氣，造成冷卻器表面凝結水珠；d) 由于冷卻器的進水溫度太高，進水水量太小，或冷熱風道短路，造成冷卻器出口風溫太高；e) 水室與承管板間的墊片老化，相互間連接不緊密。5.4.11 發電機的過熱現象a) 發電機過載運轉；b) 鐵心或繞組短路；c) 空水冷卻器或通風系統發生故障。6 維護與檢修機組運行的可靠性與其制造質量及保護裝置有關，但更重要的是取決于對機組的維護與檢修。因此，凡在運行中的發電機，均應根據現場條件，定期進行大修和小修，其期限與項目可視具體情況而定，現將一般項目分述如下，供參考。6.1 檢修前的準備工作發電機停機檢修前，除應根據現場情況、運行中發生的情況以及改進措施等編制檢修項目、進度并準備必須的工具儀表、備品和材料外，還應相應進行一些必要試驗。6.2 軸承的檢修a) 測量軸承座與底座以及進出油管的絕緣電阻，并予以清理擦凈；b) 檢修轉子軸在軸承