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　　QFS型系列汽轮发电机 安全维护使用说明书 OEG.412.009 北 京 重 型 电 机 厂 一九七四年四月 一 概述 QFS 型系列汽轮发电机为三相二极3000r/min的发电机，由汽轮机直接拖动。可供城乡工农业动力及照明电源。 汽轮发电机型号的意义是：“QF”代表汽轮发电机，“S”代表双水内冷，中间数字代表兆瓦量（机组容量），“2”代表二极。 二 技术数据及正常运行条件 1. 本型汽轮发电机基本技术数据如表1： 表1 型号 QFS-50-2 QFS-50-2 QFS-50-2 QFS-75-2 QFS-100-2 QFS-100-2 容量 50MW 50MW 50MW 75MW 100MW 100MW 电压 6.3KV 10.5KV 10.5KV 10.5KV 13.8KV 10.5KV 功率因数 0.8 0.8 0.8 0.8 0.85 0.85 效率％℃。 定、转子线℃之间。水量、水质应符合规定的要求。 安装在掩蔽的厂房内。 电网电压变化允许在±5.0％％％℃，在运输及贮存期间必须吹尽内部剩水，以防定、转子空心导线内的剩水冻冰，造成绝缘冻坏、空心铜线冻裂漏水。最好有保温设备，使电机温度高于环境温度，以免发电机内部结露。 在沿海地区霉雨季节中，应特别注意，避免受潮。 发电机到达现场拆箱后，应进行下列检查或试验： A.发电机的进出水管的密封是否良好，如发现有破裂情况时应仔细检查有无杂质进入。定子绝缘水管及其他部分有无机械损伤现象。 B.根据有关图纸检查定子线圈绝缘水管与总汇流管的连接是否正确，凡有二根相碰的绝缘管应用绝缘物隔开，避免互相直接接触，绝缘水管不得与端盖相碰，在引水管的转角处，不允许有弯瘪现象。 C.测量定、转子线圈的绝缘电阻，测量方法见后。 测量定子绕组的对地绝缘电阻时，应在总汇流管未接上外水管前进行，同时应注意不能使水管碰端盖或总汇流管碰机壁等接地现象。 测量的绝缘电阻值，应与制造厂供给的数据相比较，以判断电机的受潮情况，严重受潮时应烘焙干燥，方法见后。 当用水冷电机专用的绝缘电阻测量仪测量定子绕组绝缘时，可在通水的情况下进行，此时必须使总汇流管与外部水管间加垫绝缘装置，其间电阻不小于10KΩ,并且冷却水导电率应达到正常数值。 定子线V摇表测量时，一般在数拾MΩ以上（与一般空冷电机相同）。转子的绝缘电阻值，用500V摇表测量时，一般为数千到数万欧姆。 D.检查定子水路接头及绝缘引水管的情况，在定子就位前预先进行定子各水路的泵水压试验。压力为735KPa，时间8h，应无渗漏现象。 进行泵水压试验时压力应缓慢上升，同时仔细检查绝缘水管及各接头处有无漏水、渗水现象。 试验用水应清洁无杂质，一般可用自来水，用后放掉。 E.在必要时可拆开若干定子绝缘引水管与总汇流管之间的接头，以抽检各水支路的流量值，不得超过额定平均值的20％~490（3~5Kg/cm2）压缩空气从进出水总管交替吹净定子内剩水再进行测量，这个绝缘电阻是判断发电机定子绕组绝缘的依据。绝缘电阻值，应与一般空气冷却的电机相似，在热状态下（75℃）应不小于： R75 （MΩ） 式中：R75 — 绝缘电阻 UN — 定子额定线电压（V） PN — 电机额定容量（KVA） 在t℃时绝缘电阻Rt应为Rt=R75 × 2（75-t）/10 （MΩ） 如剩水吹不净时上述测量结果不准，应在通水状态下采用水内冷专用的绝缘电阻测量仪测量，其使用方法见该产品的说明书。 由于绝缘管洩漏电流的影响，吸收比一般比较小，因此不能作为判断定子线.转子绝缘的测量： 用490~686KPa（5~7Kg/cm2）压缩空气从转子进水孔和出水孔反复吹净转子绕组剩水，用500V兆欧表或用万用表测量，在热态时，一般为数千至数万欧姆，不作检查标准，但应确认无金属性的接地现象。测得的转子绝缘电阻，可与制造厂的出厂试验值相比较，其数值应相近。 如低于1~2KΩ时，应进行仔细检查，找出原因。如缺陷未能消除，可考虑干燥烘焙处理。 3.定子交流耐压试验： 发电机到厂后需进行0.75（2UN+3000)（V）交流耐压交接试验，大修时进行1.5UN（V）预防性耐压试验，对于水内冷发电机应在通水状态下进行交流耐压试验，此时总进出水管接地，水质应合格，由于通水以后洩漏电流较大，因此要选用较大容量的试验变压器。 4.电机绝缘的干燥： 发电机由于在运输贮藏过程中铁芯及线圈皆可能吸潮，这些潮气深藏于内部，在热状态下蒸发而出，而使绝缘强度大大降低，因此发电机在运行前应加以烘焙。 绝缘电阻最好也应该是在工作温度下进行测量。定子常用的干燥方法比较有效的方法有以下几种： 直流电加热法： 这是一种比较简单方便的方法，其电源可由励磁机或直流电焊机供给。将定子三相出线加以串联，接上电源，通入电流。此时定子端盖不须装上，线圈内可以不必通水，但电流大小应根据温度而定，可在定子线圈与绝缘水管连接处的接头上装上酒精温度计监视该部分的温度，不超过70℃，槽内线℃。 热水干燥法： 对于水冷发电机，此法最简单易行。在发电机循环水系统中，通以70℃的热水，其热源是将水系统的水箱内通入锅炉蒸汽加热，冷水器的循环水切断，用冷却水泵作为热水循环的动力。 定子进水压力采用98KPa（1Kg/cm2），一般受潮情况经一天热水循环加热即能达到干燥。 在任何一种方法干燥时，在干燥过程中应随时测量绝缘电阻的数值，并划出温度与绝缘电阻及绝缘电阻与干燥时间的关系曲线。待绝缘电阻符合规定值或连续几次测量一次比一次升高至稳定值时，即可停止干燥。 转子的干燥方法，一般是通以直流电加热，加热温度用电阻法测量，不应超过65℃。 五 使用说明 1.运转前的检查： 定、转子线圈及绝缘水管经过水压试验无渗漏，外水路经清洗干净后与发电机内水路接通并在额定水压下通水循环12h以上，仔细检查各部位无渗漏，且绝缘电阻符合要求后即可作开车前之准备。 1）检查定、转子水路系统的设备及各信号与控制仪表的工作性能，进水前的滤净设备是否完好，并检查水质是否已达到要求。 对定、转子线圈冷却水水质的正常要求如下： 水质：透明纯净无机械混合物 导电率：不大于2μs/cm （20℃） 硬度：小于1×10-2moq/m3（10微克当量/升） PH值：6.5~8.0 NH3值：微量 初启动时，由于水路系统的影响，允许水的导电率为5μs/cm 但应保证水中没有机械混合物。 水路系统内如发现有异常情况或某些设备未能达到要求或发生故障时，不允许发电机在该情况下开车。 2）检查发电机各部分间的配合，转子与端盖及进出水密封间，风叶和导风圈配合是否正常，是否有碰擦现象。检查碳刷与集电环接触是否良好，位置、压力是否正确，碳刷在刷握内是否移动自如等。 3）检查发电机定子出线的连接及电阻测温元件与开关盘及仪表间的连接，并检查发电机的保护装置及各仪表、开关等的操作性能并加以校准。 4）检查轴承的油路润滑系统的工作情况，贮油是否足够，油路是否畅通。高压顶油装置工作是否正常。轴承用油可采用#30透平油或其它与汽轮机轴承相同之润滑油。 2.开车启动步骤： 发电机经上列检查并确认无故障时，即可作开车准备。开车的步骤如下： 在启动冷却水泵以前，这时定、转子进水阀门应关闭。启动定、转子线圈水路系统的冷却水泵后，在冷却水进入电机前，应先作一短时的排污。 开启定、转子线圈进水阀门，定子水压至196~294KPa，并根据流量情况予以调整，但最大不得超过392KPa，最小不低于147KPa，转子至196KPa左右并记录流量情况。 当冷却水为闭路循环时，在带负荷前，水冷却器的二次冷却水应暂勿投入，以免水温过低，引起定子端部结露现象。 缓缓启动转子，注意调整进水压力，直至3000r/min的额定转速，该时转子的进口压力一般在98~294KPa左右。流量应与制造厂规定或试验值相近似。 一般在启动过程中，转子进水处的压力，会因转速升高而逐渐降低，因此需注意予以调整，使其经常保持正压（最低在49KPa以上，不允许产生负压力）。 在启动过程中，应注意电机的工作情况，有无机械摩擦现象，转子进出水密封工作是否正常，有无过热及漏水现象，并随时予以调整。同时检查集电环与碳刷接触，有无跳火、跳动及过热现象，检查转子的轴向窜动，轴承的振动情况及出油温度等，并随时监视端部情况。 在带负荷及做试验时开启水冷却器的二次循环水水路系统。 检查轴承及转子进出水箱的对地绝缘，有无金属接地现象。 经上述准备与检查后，确认无不正常情况，即可作发电机转子激磁的准备。 附注：发电机转子转动时，应在通水情况下进行，以免进水密封产生过热，如水路系统尚未完备不能通水，而须作汽轮机的超速试验时，则必须把进水密封的石棉盘根松开使不产生摩擦。 3.发电机的激磁及负荷： 在励磁机启动时，所有磁场可变电阻放置最大值。 发电机转至额定转速一定时间后，经检查各处工作情况完全正常，转子即可通入励磁电流，逐渐升高电压，至额定值为止。在额定空载电压下维持一定时间，且各部分工作正常后，即可考虑并入网络。 发电机的并列应该采用准同期（即手动的方法）。并列时应符合下列条件： I 发电机的频率与系统频率相同。 II 发电机的电压与系统电压相同（电压相等，相位相同）。 III 发电机的相序与系统相序相同。相序可由相序灯决定。 在某些运行方式（如调相机）下，允许采用自同期并车，但定子的最大冲击电流一般不能超过额定电流的3~5倍。 发电机在并列后，即可接受负荷。 发电机负荷上升的速度，除汽轮机及锅炉的原因外，对发电机还应考虑下列： I 发电机电流升高时，应考虑各部分（主要为铜铁）的发热及膨胀均匀，避免加热过快而使绝缘损坏。 II 发电机电流上升速度，应注意使定子端部的周期振动缓缓增加，以使水接头及绝缘水管能逐渐适应，避免突然产生振动而使接头的焊缝裂开损坏。 III 水冷电机的电磁负荷较高，上升太快会使定子端部造成过大的冲击力，而影响其固定。在水冷电机中，若汽轮机及锅炉条件许可时，发电机在并入系统后，可以在一小时内上升至额定值，但上升速度应比较均匀。 在并列及升高负荷的过程中，应特别注意水压、水量和水温等的变化，并加强监视定子端部，有无渗漏现象。 发电机在未通水前，在任何情况下，均不得励磁和带负荷。 4.发电机的停车： 将发电机的负荷逐渐减少至零解列。待解列后，逐渐将磁场变阻器的电阻放至最大值，用灭磁装置切断励磁，并停止汽轮机。 在发电机解列以后定转子水冷却系统及通风系统应继续运行，直至汽轮机完全停止后为止。 停机过程中，转子的进水压力将随转速下降而上升，这时应注意调节进口阀门使其压力不超过392~490KPa。 在停机时间过长时，冷却水系统管道内的积水应放掉，吹净并注意使管道及电机各部分的温度不低于5℃以防止管道冻裂。在停机过程中，发电机最好能有保温设备，避免在停机过程中绝缘受潮。 每次停机后及再次开车启动前，应测量发电机的绝缘电阻值，并与以前加以比较。当电机受潮时则需烘干处理。 电机再次启动前的准备及检查与上同。 5.运行时的监视维护与注意事项： 发电机在运行过程中，电压、电流、负荷情况、频率以及各部分的温升等均不得超过额定值或相应的规定，并定时加以记录。冷却水的系统压力、流量及温度必须特别注意，当发现水压、流量和温度改变太大或突然改变时，应立即进行检查，严格注意出水的温度，不得超过允许值，同时应作减低负荷或解列的准备。 当定子线圈间的测温元件测得之线圈温度过高或局部过热时，应予以特别注意，必要时得停机检查。测温元件对地电位高于20V时，可能有线圈松动、防晕层损坏现象，情况严重时也需停机检修。 若铁芯温度过高时，可适当降低电压或负荷，情况严重时亦应停机检查。 发电机各部分允许的温升（或温度）值如表3： 表3 部 件 允许温升 最高温度 测量方法 定子铁芯边端档F级 100℃ 140℃ 电阻测温元件测量 定子铁芯中部档B级 80℃ 120℃ 电阻测温元件测量 定子线℃ 电阻测温元件测量 定子线℃ 温度计法或电阻测温元件测量 转子线℃ 温度计法 定时检查发电机的冷却水质量，确定导电率及所含杂质的种类和含量，并加以分析。 为保持水质的清洁，闭式循环的水路系统需每天进行排污并补充新的冷却水。排污量与水系统情况有关，一般每天排污量为每小时的5~10％~45℃及进风温度为20~40℃，冷水器的循环水温度最高为+33℃，最低+5℃。在不影响线圈出水、铁芯及其他部件温升时，进水或进风温度允许有所提高。 在运行过程中，应通过端盖视察窗，注意端部情况，如发现有漏水可疑情况，发现水迹或者检漏计发出报警讯号，但不能确定是否漏水时，应加强监视，同时发出信号。若漏水情况确定但不严重，且机组负荷不允许立即停机时，可适当降低进水压力，降低机组负荷。待漏水消除后，仍可短期投入运行，待负荷许可再停机检查。尚若漏水现象不能消除，则应解列停机，进行检查。 若发现定子线圈端部有流胶痕迹，应加强监视，并适当增加水流量，若仍不能消除流胶，则应及时停机处理。（指鼻端及大连接线处） 在额定转速下，应随时调节发电机转子进水装置的石棉盘根的松紧度，使其经常有微量的水流出（每分钟数滴）以达到冷却的目的。 发电机转子在额定转速下的振动不超过0.038mm，同时集电环及碳刷间不允许产生火花。并注意不使集电环产生过热，注意碳刷弹簧的压力及碳刷磨损情况。 发电机应定期进行检修及清理，发电机的冷却水系统应定期进行反冲洗，一般每2~3月进行一次，但可根据水质的具体情况加以缩短或延长。冲洗出来的沉淀物应加以化验分析，加以记录并与过去的数值比较。水路系统的水或空气的过滤设备应定时予以清理。 发电机在运行中，若因系统故障或其它事故，允许按下列的特殊方式运行： I 定、转子线圈冷却水的断水时间不得超过30s，备用水泵应能在该时间内自动切换，投入运行。 II 发电机允许在三相不平衡负荷的条件下运转，但各相的电流差不应超过额定电流的10％III 发电机允许在转子失磁的情况下运转，但定子电流不得超过额定值。转子允许的损耗与冷却情况有关，应根据试验来确定。（一般按转子本体的表面积计算，应不大于36MJ/m2~43MJ/m2）。 IV 发电机及其励磁系统允许的强励电压为转子滑环电压的1.6倍，时间不超过10s。 V 发电机采用自同期并车时，定子最大冲击电流不应大于额定值的3.5倍。 VI 发电机在系统发生事故情况下，允许过负荷15％I 绝缘管接头由于长期振动而松动，引起漏水或渗水，则需将接头部分的绝缘拆开，将接头螺丝旋紧或更换平面接触处的垫圈即可。若接头螺纹已经磨掉而无法旋紧时，即须调换绝缘水管接头。 II 绝缘水管由于日久老化或因互相接触引起磨损及击穿而破裂，该时可能有大量漏水现象，须重新调换绝缘管，并按原样固定。 III 由于空心导线的质量而引起的渗漏现象，该时须重新更换线圈。 IV 定子水接头与铜线焊接处，端部连接线拼接处等焊接部分因日久振动而漏水，则必须加以修补，方法见3）条。 V 上述各情况，也可因进水压力过高，或突然经受冲击压力而引起。漏水故障修复或调换绝缘管后，应进行耐水压及流量试验。泵水压力见表4厘米2 表4 试验水压（公斤/厘米2）KPa 时间（h） 交接试验 （7.5）735 8 更换整台绝缘引水管 （8）785 8 更换部分绝缘引水管 （5）490 8 大修预防性试验 （5）490 8 故障范围较大者，应能通电流作发热试验，以检查支路的水流情况及是否有过热现象。 定子绝缘管在更换前单独进行水压试验：压力1961KPa，时间15min。 密封用紫铜垫必须进行退火处理。更换接头后，原来包绝缘的地方仍需包扎好绝缘，包扎层数见表5 表5 电压等级 半迭包0.17黑玻璃漆布带层数 半迭包玻璃丝带层数 6300伏 6 1 10500伏 10 1 13800伏 12 1 注：隔相处加包2层0.17黑玻璃漆布带。 接头焊接部分的渗水情况，有时很难确定，可以在停机后略微提高一点水压并用小锤轻敲进行观察，或用手试拉该接头的绝缘，并与其它接头的绝缘比较，若绝缘已松软，则一般可以认为是因渗或漏水引起的。 转子漏水： 这时在定子线圈端部可以看到很明显的一圈水迹或者在端盖的视察窗内可以发现很多水滴。将转子转至额定转速，证实漏水后即抽出转子进行检查。 转子漏水的原因一般为： I 由于绝缘水管长期运行老化或接头密封件松动，这时可发现水自小护环与中心环的交接处甩出，此时须更换绝缘管或接头。方法见4）条。 II 由于转子线圈引水弯脚因裂纹或磨损造成漏水，其现象主要是有水自大护环与转子本体或小护环与中心环间甩出。该时应停机拆大护环检查。 III 因空心铜线的质量不良而漏水。 IV 转子线圈和铝青铜接头焊接处漏水，这时水从小护环与中心环交接处甩出。 V 转子进水箱与中心管间辘管不牢而漏水，这时水从汽端中心孔甩出（在联轴器处）。 线圈接头及焊接部分的修补： 损坏的漏水部分用银焊的方法加以修补，紫铜对不锈钢焊接用氧气乙炔焰加热，焊接材料为LAg-45银焊条及209焊粉。空心铜线银磷铜焊条，不用焊粉，焊接温度为650℃左右。紫铜接头与空心铜线焊粉。在加热前，焊接点周围的绝缘物应以潮湿的石棉保护，以免烧坏绝缘物，同时应将内部水分吹净，以免高温时水汽蒸发而造成焊缝的砂眼。LAg-45银焊条焊接温度约为600℃。采用209或031焊粉作焊剂时，焊后必须用柠檬酸水清洗焊缝，以免铜线被腐蚀。然后进行泵水压试验。 更换转子绝缘管，其方法如下： I 在护环上作定位标记，用乙炔焊枪，将小护环（保护进出水绝缘管的护环）两端止口沿圆周均匀加热，约至220℃时，即可用工具将小护环自水箱上拆下。注意不要使已加热的小护环长时间停留在绝缘筒上，以免把纸筒烤焦。（对于风叶直接裝于内侧小护环上面的发电机，在外侧的小护环拆下后还要拆风叶，再拆内侧小护环。） II 量好小护环下垫块的外径，并将各部分的垫块位置做好标记，逐一取下。 III 检查绝缘管是否有发涨或老化现象，绝缘水管接头处是否有水迹及渗漏现象，若不能发现及确定漏水地位时，可通以一定的压力进行试验。外施水压与绝缘引水管所处的直径有关，一般按下式计算： H=0.015D2t×10-2（公斤/厘米2） H=14.71D2tPa 这里Dt为绝缘引水管安装中心位置的直径（cm） 水压试验时，应稍稍撬动接头及绝缘管，观察有无漏水现象，以确定漏水情况及位置。 IV 将漏水的绝缘管及接头拆下，检查接头及其垫圈是否完好，若仅为接头松动而漏水时，只须将螺纹旋紧或更换垫圈即可（紫铜垫圈必须退火处理）。如接头或绝缘管损坏时，须重新换成新的绝缘管。在需要全部更换新绝缘管的电机中，当拆掉全部绝缘引水管后，转子的绝缘电阻值与一般空冷电机相同，用500V摇表测一般在0.5MΩ以上。此时最好进行一次反冲洗和流量试验。一般在98KPa水压下，二个极的同号线％V 更换绝缘管后，转子应进行水压试验。试验压力按照前面表2。 VI 绝缘管经泵水证实不漏后，即可用绝缘将接头包好，按原样依次放入垫块，并将小护环、风扇环均匀加热至220~250℃左右套回原位。 VII 安装转子，升速至3000r/min，在升速过程中应注意转子有无漏水现象。 2.水路系统的其它故障： 水流量减少，水压升高，大多是由于发电机内外管道的水路阻塞所引起，例如管道内壁的防锈层脱落，；