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发电机产品说明书


产品说明书

产品名称:云南阿墨江三江口水电站
SF33-32/6200 发电机

文件编号:TM-1052 编 校 批 制: 对: 准:

福建南平南电水电设备制造有限公司 2007 年 9 月 日

SF33—32/6200 发电机产品说明书

编号: TM-105

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1、 总



2、 基本技术参数 3、 结构特征 4、 包装运输与贮藏 5、 安装试验与验收 6、 运行要求 7、 运行维护

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1、总则: 1.1、本说明书专用于云南三江口水电站 SF33—32/6200 水轮发电 机。凡本说明书中未提及的事项,均按 GB755—2000《旋转电机基本 技术条件》 ,GB/T7894—2001 《水轮发电机基本技术条件》 GB8564 ,及 —88《水轮发电机组安装技术规范》有关规定要求。 1.2、本说明书供给订货方作为设备验收,安装与使用的依据,也作 为制造厂对该产品在制造上应达到要求的依据。 2、基本技术参数: 2.1 额定数据: ⑴ 型 号: SF33—32/6200 ⑵ 容 量: Ps=38824 kVA/33000 kW ⑶ 电 压: UN=10500 V ⑷ 电 流: IN=2135 A ⑸ 功率因数: COSφ=0.85(滞后) ⑹ 频 率: fN=50 Hz ⑺ 转 速: nN=187.5 r/min ⑻ 飞逸转速: nf=365 r/min ⑼ 相 数: m=3 ⑽ 接 法: Y ⑾ 绝缘等级: F/F ⑿ 定 额: S1 ⒀ 效 率: 97.7 % 2.2 性能参数: 2 2 ⑴ 转动惯量: GD >2500 t.m ⑵ 短 路 比: KC =1.091 ⑶ 纵轴电抗: Xd=1.041 / ⑷ 纵轴瞬变电抗: Xd =0.3068 // ⑸ 纵轴超瞬变电抗: Xd =0.2182 ⑹ 横轴电抗: Xq=0.6791 // ⑺ 横轴超瞬变电抗: Xq =0.229 ⑻ 负序电抗: X2=0.2235 ⑼ 零序电抗: X0=0.071 / ⑽ 定子绕组开路时励磁绕组的时间常数: Td0 =5.15 S ⑾ 励磁绕组短路时定子绕组的时间常数: Ta=0.1874 S ⑿ 额定励磁电流: IfN=596 A ⒀ 额定励磁电压: UfN=333 V
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⒁ 空载励磁电流: If0=327 A ⒂ 空载励磁电压: Uf0=125 V ⒃ 定子温升: Qcu=70 K K ⒄ 转子温升: Qf=58 ⒅ 定子电密: 2.87 A/mm2 ⒆ 转子电密: 2.56 A/mm2 ⒇ 气隙磁密: 0.75 T (21) 齿部最大磁通密度:1.53 T (22) 轭部磁密: 1.29 T (23) 磁极最大磁通: 1.37 T (24) 定子铜耗:144 kW (25) 转子铜耗:139 kW (26) 铁耗: 168 kW (27) 风摩损耗:120 kW (28) 杂散损耗: 84 kW (29) 水轮发电机组固有频率:1.044 Hz (30) 定子绕组电容:0.283μF/相 (31) 上机架总挠度:0.12 cm (32) 下机架总挠度:0.0737 cm 2.3 .油.气.水参数 ⑴轴承润滑油牌号: L-TSA46 ⑵轴承润滑油量: 4400 L (其中上机架油槽 3600L、下机架油槽 800L) ⑶制动器制动或复位气压: 0.6~0.7 Mpa ⑷制动器制动时耗气量: 5 L/S ⑸机组制动时间: 2 min ⑹制动器顶转子油压: 7.75 MPa 0 ⑺冷却进水温度: ≤25 C 3 ⑻上机架冷油器用水量: 50 m /h 3 ⑼下机架冷油器用水量: 10 m /h 3 ⑽空气冷却器用水量: 162 m /h ⑾冷却水水压: 0.2 MPa ⑿电机消火用水量: 约 27.8 L/S ⒀消火水压: 0.45~0.5 MPa 2.4.推力轴承参数
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⑴推力负荷: 367 t ⑵轴承外径: 170 cm ⑶轴承内径: 80 cm ⑷轴瓦数量: 8 ⑸轴瓦材料: 弹性金属塑料 ⑹轴瓦长宽比: 0.82 ⑺单位压力: 2.933 Mpa ⑻油的温升: 18.15 K ⑼最小油膜厚度: 0.062 mm ⑽损耗: 70.6 kW 2.5.导轴承参数 ⑴负荷: 14000 kg ⑵轴瓦直径: 90 cm ⑶周向长度: 25 cm ⑷轴向宽度: 25 cm ⑸轴瓦数: 8 ⑹单位压力: 1.11 Mpa ⑺油的温升: 9.46 K ⑻最小油膜厚度: 0.0634 mm ⑼损耗: 10.5 kW 2.6.主要部件重量: 定子:83.2 t 转子:143.5 t 上机架:45.2 t 下机架:6.7 t 基础:6.45 t 上盖板:3.6 t 空冷器:4.1 t 其它:10.9 t 总重:297.2t 2.6.旋转方向:从 N 端看为顺时针方向 2.7.结构型式:IM8217(IEC34-7,GB997-81) 2.8.通风冷却方式:IC7A1W7(IEC34-6,GB/T1993-1993) 3.结构特征 3.1 总体结构 本电机为三相交流同步发电机,安装结构形式为立轴悬式结构, 即电机 N 端(上端)设上机架, 推力轴承、导轴承,轴端设集电环;电机 D 端(下端)设下机架、导轴承,并有凸缘轴伸,与水轮机主轴刚性连
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接。 机组轴系为三支点支承结构, 轴系临界转速大于机组飞逸转速的 2 倍,有较大的安全裕度。 本发电机的通风冷却方式为密闭双路径向自循环空气冷却 (IC7A1W7) 冷却系统配有 6 台空气冷却器, , 每台空气冷却器换热容 量为 120KW。冷却空气的动力靠转子磁轭及磁极的风扇效应进行自循 环;发电机铁损、铜损及杂散损耗产生的热量都将通过冷却空气,由 冷却空气传递给冷却器中的冷却水带走。 本发电机总体结构由定子、转子、上机架、下机架等部件组成, 各部件结构如下: 3.2 定子 定子主要由机座、铁芯及绕组等部件组成。 定子机座采用不同厚度的碳素结构钢板组焊而成,分三瓣,合缝 面设合缝板、把合螺栓和定位销钉,定子机座分瓣运输,现场叠装组 合并下线焊接试验。机座外径Ф7300,高 2600。机座外壁开有两个 引线孔、六个用以装设空气冷却器的窗口。 定子铁芯由 0.5mm 厚优质电工钢板(50W310)冲制的扇形冲片, 在工地经迭片、压装而成,铁心外径φ6200,内径φ5580,铁心长 1150,铁心沿长度方向设有多道径向通风沟。铁心靠鸽尾筋、压板及 拉紧螺栓与机座连接坚固。 定子绕组采用双层波绕组结构,线圈采用多股双玻璃丝包 F 级扁 铜线绕制而成,线圈直线经不完全 360°换位。具有较高的机械和电 气性能。 线圈绝缘耐热等级为 F 级。 线圈表面采取的一次性模压成形防电晕结构。具有很高的抗磨刮 性能,机组经长期运行后,仍能保持良好的防晕效果。绕组起晕电压 高,能保证电机在各种工况下不起电晕。 定子线圈嵌入铁芯槽内后,用槽楔垫条楔紧,绕组两端各设置有 非磁性端箍,采用预浸漆的涤玻绳绑扎、固化,使绕组端部成一坚实 的整体, 提高了绕组抗振和承受突然短路时电磁冲击力的能力, 铁心 槽口还设有线圈间隔垫块,用以防止线圈的下沉。 在定子线棒层间及槽底埋置有 18 个电阻测温元件,以检测定子 线圈与铁芯的运行温度。定子内还设置感温,感烟式火警探测器,定 子两端部设有环形水喷雾式消火装置。
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3.3 转子 发电机转子由磁极、 磁轭、 支架和主轴等构成, 转子直径φ5550。 磁极由磁极铁心、磁极线圈、阻尼绕组等组成。磁极铁心用δ 1.5Q235-B 钢板冲制迭压而成,铁心采用双“T”尾与磁轭靠打键紧 固,磁极线圈用 TDR 铜带侧向绕制而成,匝间垫环氧玻璃坯布,经热 压成整体,线圈绝缘耐热等级为 F 级,转子磁极设有纵横阻尼绕组, 以提高运行稳定性和承担不对称负荷的能力,削弱谐波分量,提高波 形正弦性。 磁轭用δ3 Q345-B 钢板冲制迭压而成,磁轭长 1500,轴向设有 七道径向通风沟, 用螺杆做轴向把合。 磁轭与转子支架配合靠热打键 紧固,磁轭下端装有制动环。 转子支架由中心体和 8 个工字形支臂构成。工字形支臂为钢板组 焊而成,中心体由铸钢轮毂、两端两圆盘和 8 块径向辐板组焊而成, 中心体通过合缝板与支臂连接组成支架, 支架靠径向热打键与磁轭紧 固。 主轴为 20MnSi 优质合金碳素锻钢,法兰外径为φ1190,轴身最 大径为 650,轴长 6910,主轴开有φ200 中心孔。 发电机主轴与水轮机主轴在工厂内同时找正镗孔,保证机组轴线 准确。 3.4、上机架 上机架为载重机架。由中心体和 6 根辐射形支臂构成。 中心体为钢板组焊件,上导轴承、推力轴承、油冷却器置于中心 体油槽内, 上导轴承设 8 块巴氏合金轴瓦, 推力轴承 8 块为弹性金属 塑料瓦。 轴瓦通过瓦座支柱螺钉与斜楔调整间隙, 轴瓦与瓦座之间设 有防轴电流的绝缘装置。油冷却器由紫铜管、承管板、水箱等组成。 冷却器的冷却用水通过 DN80 管法兰与技术供水系统连接。机架支臂 为工字形钢板组焊件,支臂通过合缝板与中心体连接。 为了了解和检测轴承的运行温度, 在推力轴承、 导轴承的数块瓦 中埋有 2PT100 的铂热电阻感温元件,在油槽里也装有用来测量油温 的铂热电阻感温元件。 3.5、下机架 本机架为非荷重机架,机架内设导轴承、油冷却器等。 导轴承瓦为巴氏合金瓦。轴瓦通过瓦座支柱螺钉与斜楔调整间 隙,轴承座为铸钢结构。油冷却器由紫铜管、承管板、水盖等组成,
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方便检修,冷却器冷却用水通过 DN40 管法兰与技术供水系统连接。 油槽、机架中心体、支臂均为钢板组焊件,支臂通过合缝隙板与中心 体连接。 为了了解和检测轴承的运行温度,在导轴承的数块瓦中埋有 2PT100 的铂热电阻感温元件,在油槽里也装有用来测量油温的铂热 电阻感温元件。 3.6、制动器 本机组在下机架支臂上, 装有 6 个规格为φ220的制动器, 制动 器 分 布 直 径 为 φ3500 , 制 动 器 采用 气 压 复 位 结 构, 制 动 气 压 为 0.5MPa~0.65MPa。顶转子油压为 7.75MPa,制动器装有复位信号 装置;以监视制动器的状态。 3.7、空气冷却器 本发电机选用 6 台穿片胀结式高效空气冷却器, 每个空气冷却器 的公称换热容量为 120kW,空气冷却器通过 DN80 的法兰与技术供水 系统连接。 3.8、集电环 集电环布于上机架上部的联接座内,为套筒式结构。其直径为 900,选用25×32的恒力刷握. 3.9、发电机消火 发电机在定子两端设有环形消火水管和水喷雾头。环形消火水 管出口,将引至电站厂房消防栓内。 3.10、励磁系统 本发电机采用微机励磁装置,详见励磁系统说明。 4、包装、搬运与贮藏 4.1、包装 发电机所有零部件均由制造厂根据尺寸、形状及重要性进行包 装;对于精密加工面,精密配合面,线圈、电缆引线及绝缘材料等均 应有防锈,防潮,防雨淋及防受机械损伤的措施,零部件包装质量保 证期为:自出厂之日起推力轴承镜板为半年,其余均为3个月。 4.2、搬运 发电机零部件经包装后可选用公路、 铁路或水路运输, 运输设备 应符合相关法规要求;起吊设备应符合要求,吊具应可靠,吊点要正 确,起吊要水平、轻放、确保安全;设备运到工地后,应检查是否损 伤,并按产品交货明细表进行清点。
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4.3、贮藏 零部件均应贮存在有掩蔽的干燥清洁的库房内 (无灰尘、 腐蚀性 气体或其他有害物) 下列零部件应贮藏在温度不低于5 ℃的库房内 ⑴ 定子线圈或下线后的定子 ⑵ 转子磁极装配 ⑶ 镜板、轴瓦、支柱螺钉 ⑷ 主轴 ⑸ 集电环、刷架 ⑹ 空气冷却器及油冷却器 ⑺ 制动器 ⑻ 绝缘材料、橡胶、电缆引线等 零部件在工地贮存时,应定期(3个月至少一次)进行全面检 查,发现有腐蚀或其他缺陷时应及时处理。 5、安装、试验与验收 5.1、 发电机在工地进行部件装配安装时, 应按照制造厂提供的图纸、 文件及有关技术标准进行,在工地装配的项目有: ⑴转子主轴与支架热套,磁轭迭片压装,磁极挂装打键,以及磁 极线圈引接线等, ⑵定子分瓣把合,现场组合并下合缝线等。 ⑶机架支臂连接、油腔清洁及零部件的清洁及装配 5.2、发电机在工地安装期间及安装后,应按照有关标准进行试验验 收,试验项目如: ⑴ 对空气冷却器,油冷却器及制动器进行耐压试验; ⑵ 在干燥后测定绕组对地及相间绝缘电阻; ⑶ 在冷态下测定各绕组之直流电阻; ⑷ 在干燥状态下作定子绕组及转子绕组绝缘电气强度试验; ⑸ 测定轴承绝缘电阻; ⑹ 制动系统试验; ⑺ 三相稳定短路试验; ⑻ 空载特性测定; ⑼ 机架振动及主轴摆度测定; ⑽ 轴承温度测定; ⑾ 转子超速试验(结合机组甩负荷试验进行) ;
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⑿ 噪声测定。 5.3、在用户遵守保管、安装、使用和维护规则的条件下,从发电机 投入运转后二年内,但自制造厂最后一批货起运之日起不超过 三年, 因产品设计制造质量不良而发生损坏, 不能正常运行时, 制造厂应无偿地为用方更换、修理产品或零部件。 6、运行要求: 6.1、在下列情况下,水轮发电机应能输出额定功率: ⑴在额定转速和额定功率因数时,电压与其额定值的偏差不超过±5%。 ⑵在额定电压时,频率与其额定值的偏差不超过±1%。 ⑶在电压与频率同时发生偏差 (两者偏差分别不超过±5%和±1%) , 且均为正偏差时, 两者偏差之和不超过 6%, 若电压和频率不同 为正偏差时, 两者偏差的百分数绝对值之和不超过 5%、 当电压与 频率偏差超过上述规定值时,应能连续运行,此时输出功率以励 磁电流不超过额定值,定子电流不超过额定值的 105%为限。 6.2、发电机在额定工况下运行时,效率为 97.7%,容差约为-0.36%。 6.3、发电机各部分结构强度,应能承受电机在额定转速及空载电压 等于 105%额定电压下,历时 3S 的三相突然短路试验,而不 产生有害变形。同时还应承受在额定容量、额定功率因数和 105%额定电压及稳定励磁条件下运行时,历时 20S 的短路故 障而无有害变形或损坏。 6.4、 发电机应能在规定的飞逸转速下连续运转 5 分钟不发生有害变形。 6.5、发电机在不对称的系统上运行时,如果任何一相的电流均不超过 额定值,且负序电流分量与额定电流之比不超过 12%时,应能长 期运行。 6.6、发电机应能承受 如下规定的绝缘介电强度试验,历时 1min 而 绝缘不被击穿。 ⑴ 发电机定子绕组,在工地试验电压为 24000V。 ⑵ 发电机转子绕组,在工地装配接线后,试验电压为 3350V。 6.7、发电机定子绕组在实际冷态下,任何两相直流电阻之差,应不 超过其最小值的 2%。 6.8、发电机的气隙,其最大值或最小值与平均值之差,应不超过平 均值的 10%。 6.9、 发电机应采用准同期方式与系统并列, 在事故情况下允许用自 同期方式与系统并列。
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6.10、发电机定、转子绝缘采用 F 级绝缘。 6.11、发电机在额定工况下运行时,上机架的垂直方向双幅振动量 ≤0.08,水平方向双幅振动量≤0.12。 6.12、制动系统应能保证在机组停机过程中,当转速降到额定转速 的 20 %时, 能连续制动, 2 min 内停机; 在 制动气压为 0.5~0.7MPa 7.运行维护 7.1、 电站运行人员应了解发电机的性能及结构特点, 熟悉操作程序 及操作方法,保证能正确操作机组,维护机组的正常运行。 7.2、 电站运行人员应严格按规定对机组的运行情况及运行数据, 做 好完整的记录,如发现异常现象应及时消除。 7.3、运行中若发现有下列现象之一时,应立即停机检查: (1) 突然的撞击,振动或摆度突然增大。 (2) 推力轴承或导轴承温度突然升高,油面发生不正常的升高或 降低。 (3) 定子温度突然升高或出现绝缘焦味。. (4) 出现不正常音响。 (5) 冷却水中断。 7.4、运行中应注意下列事项: (1) 定子绕组干燥后,应测量不同温度下绕组的绝缘电阻,运行 中如发现绝缘电阻突然降低,应及时找出原因,并及时予以 处理。 (2) 转子绝缘电阻值不应低于 0.5MΩ。 (3) 推力轴承和导轴承油面高度,原则上按图纸规定,但应根据瓦温 正常、而又不甩油的条件下,可以最后确定油面高度;每次开机 前,应检查油面高度,并定期取油样检查,机组起动时油温不低 0 于 10 C。 (4) 机组停机时间,新机超过 48 小时后再起动机组,必需使用制 动器顶起转子,时间为 1min。 (5) 机组检修前后,应测量发电机定转子气隙,和导轴承间隙, 如有变化,应查明原因,并予以消除。 (6) 检修前后,应测量机组的振动、摆度,运行中也应定期测量, 如有异常变化,应查明原因,并予以处理。 (7) 冷却空气应保持干燥、清洁,经常检查空气冷却器是否漏水, 定期清除附着于空气冷却器上的污垢, 保持机坑及盖板的清洁。
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(8) 经常监视集电环及电刷运行情况,定期清除附着在集电环上 的炭粉及污垢,在更换电刷时应选用相当牌号的电刷。 (9) 安全事项:电机在运行中不充许随便进入机坑;不应在运行 中更换、维护电刷;机组在运行中不能随便靠近机组的旋转 部位、带电部位;确保人身安全。

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