1、（一）（一）设备成套部 郭柳生大坝的用途是用来拦河蓄水，为水轮发电机组提供水动能的建筑，大坝还可以用来防洪、防凌、灌溉、排沙等等；厂房的用途是用来安装水轮发电机组及其辅助设备、公用设备、电气设备、全厂监控和保护装置的场所；开关站的用途是将发电机组的电能汇集、分配及输送给电网所需设备的安装场地。水电站是由大坝、厂房、开关站等部分组成大坝上的机电设备（发电机引水部分）：上游有拦污栅，闸门，启闭机，坝顶门机，钢管道等；下游有尾水闸门、尾水门机等。厂房内的机电设备有机械设备：厂内桥机，进水阀，水轮机，发电机，通风及消防设备，空调，油气水系统设备及管道，调速系统设备，自动化元件等；电气设备：发电电压设备
2、，敞露及金属封闭母线，厂用电系统设备，高低压开关柜，继电保护及计算机监控设备，机组自动控制及温度、水力测量系统，励磁系统设备，通讯设备，直流系统设备及中央控制室设备，电缆及桥架，火灾报警，工业电视、照明设备、端子箱等等。开关站设备：主变压器、GIS设备，断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线、门架、铁塔、避雷针、阻波器、控制箱、端子箱等等。它位于大坝上游最外侧，是发电机进水口钢管第一道设备。它的作用是拦截水库上游漂浮物，不让树木、水草等杂物流进引水钢管和水轮机流道中，保护发电机组的安全运行。它的形状是由条形钢板焊接而成的条栅组成。假如没有拦污栅，会产生什么后果呢？比如说，现在有一根2米长的木头
3、流进了引水通道的钢管中，恰巧这时，电网出了事故，需要水轮发电机紧急停机，恰好这根木头正好卡在了导叶中，导叶关不严实，机组不能停止转动，造成的后果是机组事故扩大。闸门种类很多，有平板闸门，平板定轮闸门，弧形闸门,人字闸门等等船闸人字闸门船闸人字闸门 弧型闸门弧型闸门平面定轮闸门平面定轮闸门 1. 检修闸门 是水轮发电机引水钢管道的第一道门。是供检修机组和检修工作门时使用的；还有一个作用就是机组充水试验时，为工作闸门充水平压而用。2. 工作闸门 它的作用是用来关闭和开启流入压力钢管中水流的设备。工作闸门一般都是快速的，所以工作闸门也称快速闸门。闸门的结构是用钢板焊接而成，根据进水钢管直径大小不同，
4、闸门的尺寸和重量也各不一样。闸门根据它表面尺寸的大小，分为超大型、大型、中型及小型闸门。闸门的重量和型式，是决定它们价格的因素。闸门是根据重量来决定价格的。制造资质是制造闸门的先决条件，制造资质证书分为超大型、大型和中小型几种。闸门的制造一般都是在工厂完成的，大型闸门为了运输的需要，分节制造，运到工地后再进行拼装、焊接。小型闸门可以整体制造、运输。3.闸门的控制 控制工作闸门关闭和开启的装置是启闭机，大型启闭机分卷扬式和液压式两种，小型的还有螺杆式等等。卷扬式启闭机是由固定钢结构机架、电动机、变速箱、制动控制器、卷筒和钢丝绳组成，安装在闸门的门槽上方，钢丝绳上的挂钩和闸门相连，通过电动机的正、
5、反转动，提起和落下闸门。 液压式启闭机，是机、电一体的新型启闭机产品，它是以液压缸为主体，包括油泵、电动机、油箱、滤油器、液压控制阀组合的总成。液压启闭机一般由液压系统和液压缸组成。在液压系统的控制下，液压缸内的活塞体内壁做轴向往返运动，从而带动连接在活塞上的连杆和闸门做直线运动，带动闸门达到开启、关闭钢管流道的目的。启闭机的液压系统包括动力装置、控制调节装置、辅助装置等。特点是能实现远距离集中控制，能带负荷启动、动作灵活、工作平稳、能有效地吸收外负载力，冲击力小，行程控制准确。 4. 启闭机的调试启闭机的调试分静态调试和动态调试卷扬式启闭机卷扬式启闭机液压式启闭机液压式启闭机1. 1. 作用
6、和结构作用和结构大中型水电站，在大坝的顶部都装有门式大中型水电站，在大坝的顶部都装有门式起重机，它的结构是横跨于大坝顶部的门形起重机，它的结构是横跨于大坝顶部的门形架型式。它架型式。它主要用来吊装闸门、拦污栅，装主要用来吊装闸门、拦污栅，装卸大型设备，也可进行安装和检修作业。起卸大型设备，也可进行安装和检修作业。起重量达重量达8080500500吨，跨度较小，为吨，跨度较小，为8 81616米；米；起升速度较低，为起升速度较低，为1 15 5米米/ /分。分。 门式起重机是桥式起重机的一种变形。门式起重机是桥式起重机的一种变形。它的金属结构钢架像门形框架，承载主梁下它的金属结构钢架像门形框架，
7、承载主梁下安装两条支腿，可以直接在地面的轨道上行安装两条支腿，可以直接在地面的轨道上行走。主梁两端可以具有外伸悬臂梁，用来起走。主梁两端可以具有外伸悬臂梁，用来起吊大坝两侧的重物。门式起重机具有场地利吊大坝两侧的重物。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在水电站大坝得到广泛使用。它的等特点，在水电站大坝得到广泛使用。它的电器控制设备和卷扬机、电动机、变速箱、电器控制设备和卷扬机、电动机、变速箱、制动控制器、钢丝绳的卷筒等都安装在在门制动控制器、钢丝绳的卷筒等都安装在在门架的顶部。操作室在门架的下部。架的顶部。操作室在门架的下部
8、。 轨道门式起重机轨道门式起重机2. 2. 门机的安装门机的安装 它的安装顺序是先安装门机行走的轨道，在大坝顶部确定轨道安装位置，一般土建都预留二期混凝土沟槽，把轨道按设计要求安装、调整、固定后，浇注二期混凝土，混凝土达到强度后，即可进行门式起重机的安装。先安装门架支腿，把两端的门架支腿用吊车竖立并固定在轨道上，不使它在轨道上移动，然后调整门架支腿的对称位置，测量门架的上、下跨度，进行初步调整。再吊装横梁并和门架支腿连接固定。进一步精确调整门架，使横梁中心与两轨距中心在一垂直线上，门架固定完毕后，吊装电器控制盘柜及卷扬机等机械设备至横梁上的房间进行安装、调整和试验。在电气设备安装调试运转正常后
9、，在卷扬机的卷筒上缠绕钢丝绳，钢丝绳在缠绕前，要把成卷的钢丝绳拉开，平放在地面上，让钢丝绳的应力得到释放。门机所有设备安装、调试完毕后，然后进行无载和有载负荷试验。 型号标准：门式起重机用代号、额定起重质量、跨度、工作级别4个主要要素特征表示型号。 3.3.安装调整中注意事项：安装调整中注意事项：（1）两轨道的水平度及两轨道间的平行距离误差应在合格范围内；（2）门机横梁的水平度和挠度应符合要求；（3）门机横梁与两轨距间中心点应在同一垂线上；（4）门机行走时的稳定、摆度应符合要求；（5）吊钩及行走机构的限位开关安装在合适位置，并且动作可靠、灵敏。1.1.作用作用压力钢管的作用是将水库中的静水输送
10、到水轮机中，利压力钢管的作用是将水库中的静水输送到水轮机中，利用钢管的水流落差产生的位能，使水轮机转动。为什么称用钢管的水流落差产生的位能，使水轮机转动。为什么称压力钢管？因为它从水库上游把水引至水轮机，这个高程压力钢管？因为它从水库上游把水引至水轮机，这个高程有很大的落差，形成压力，压力的大小和水头有关。有很大的落差，形成压力，压力的大小和水头有关。 2. 2. 钢管的分类钢管的分类钢管按直径和水头的乘积的大小，分为钢管按直径和水头的乘积的大小，分为超大型、大型超大型、大型和中小型几类和中小型几类 3. 3. 钢管的制造与安装钢管的制造与安装钢管是由卷板机将钢板卷制成弧形瓦片，将分散的瓦片组
11、装成一段圆管，再将这些分段的圆管组合连接在一起，就形成了整体的引水钢管。钢管间的接缝用电焊焊接。焊接工艺有手工电弧焊、自动焊、气体保护焊等。压力钢管的焊接是关键工序，焊工压力钢管的焊接是关键工序，焊工必须持有相应的焊接资质证书必须持有相应的焊接资质证书。钢管焊接前，必须对材质必须对材质进行焊接工艺评定，焊工按工艺评定程序进行焊接。进行焊接工艺评定，焊工按工艺评定程序进行焊接。所有焊缝，按等级分类要求，进行无损探伤检测。及时消除焊缝应力。钢管的安装。钢管有明敷和暗敷两种。坝后式厂房的钢管是浇筑在混凝土中的；另一种是明铺引水钢管。下图是一个水电站的两条明铺钢管，直径3.8m，水头68m。 与土建同
12、时施工的钢管，做好配合与协调。与土建同时施工的钢管，做好配合与协调。 钢管的运输与吊装，是安装的重要环节。由钢管的运输与吊装，是安装的重要环节。由于施工环境复杂、险峻，于施工环境复杂、险峻，安装前应先制定施工方安装前应先制定施工方案，案，包括选用多大吨位的吊车，吊车的站位，运包括选用多大吨位的吊车，吊车的站位，运输通道，安全措施等等。输通道，安全措施等等。明敷的钢管，干扰比较小，明敷的钢管，干扰比较小，但坡度比较大，运输和吊装难度也大。钢管从下往上但坡度比较大，运输和吊装难度也大。钢管从下往上拼装，钢管由卷扬机牵引从上往下通过底部的两根钢拼装，钢管由卷扬机牵引从上往下通过底部的两根钢轨溜放滑行
13、到安装位置。高水头明敷钢管，吊装措施轨溜放滑行到安装位置。高水头明敷钢管，吊装措施是重要的技术方案是重要的技术方案 。安全施工成为最重要的环节。安全施工成为最重要的环节。 20062006年在云南某水电站安装露天钢管时，发生年在云南某水电站安装露天钢管时，发生了事故。原因是停放在滑道上方等待往下溜放的一节了事故。原因是停放在滑道上方等待往下溜放的一节钢管失控，从滑道上溜下，把正在下面钢管上焊接的钢管失控，从滑道上溜下，把正在下面钢管上焊接的一名电焊工轧住，不幸身亡。一名电焊工轧住，不幸身亡。钢管的进水口段是方形的，也称为渐变段，就钢管的进水口段是方形的，也称为渐变段，就是钢管由圆形变为方形，便
14、于闸门和钢管配合应是钢管由圆形变为方形，便于闸门和钢管配合应用。用。引水明敷钢管引水明敷钢管1.1.作用作用水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，并带动水轮发电机发电，安装在厂房的机坑内，当上游水库中的静水经引水压力钢管流向水轮机时，水流推动水轮机旋转，带动与水轮机同轴的发电机发电。做完功的水流则通过转轮室下的锥形管及尾水管道排向下游。水头越高，流量越大，水轮机的输出功率也就越大。2.2.水轮机分类水轮机分类水轮机按安装方式可分立式和卧式，按工作原理可分为冲击式和反击式两大类。 (1) (1) 冲击式水轮机冲击式水轮机 冲击式水轮机按水流的流向可分为切击式冲击式水轮机按水流的流向可分
15、为切击式( (又称水斗式又称水斗式) )和斜击式两类。一般用于高水头，单机容量不是很大。和斜击式两类。一般用于高水头，单机容量不是很大。(2) (2) 反击式水轮机反击式水轮机反击式水轮机可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。轴流式、贯流式和斜流式水轮机按其结构还可分为定桨式和转桨式。反击式水轮机都设有尾水管，其作用是：回收转轮出口处水流的动能；把水流排向下游；水轮机转轮水轮机转轮(3) (3) 水轮机应用水轮机应用 水轮机除了在水电站带动发电机发电外，还可以在抽水蓄能电站中当水泵应用。水泵水轮机用于抽水蓄能电站。它的原理就是在电力系统负荷低于基本负荷时，它可用作水泵，利用多余发电能力，从下游
16、水库抽水到上游水库，以位能形式蓄存能量；在系统负荷高于基本负荷时，可用作水轮发电机，发出电力以调节高峰负荷。因此，纯抽水蓄能电站并不能增加电力系统的电量，但可以改善火力发电机组的运行经济性，提高电力系统的总效率，削峰填谷。一般抽水蓄能电站都修建在负荷中心区附近。 (4) (4) 水轮机的组成部分（反击式）水轮机的组成部分（反击式） 蜗壳在压力钢管的末端，由圆形钢管渐变为外形蜗壳在压力钢管的末端，由圆形钢管渐变为外形似似蜗蜗牛壳形状的引水管道，与水轮机座环的圆周碟形边连接。牛壳形状的引水管道，与水轮机座环的圆周碟形边连接。 它由座环和导叶组成。座环的作用是将上部发电机及机坑的重量传递到大体积混凝
17、土中，通过蜗壳把水流经座环上的固定导叶均匀引进水轮机转轮室，推动叶片做功。活动导叶安装在座环内侧圆周边上的上下轴孔中，座环的固定导叶就象门框，活动导叶就象一扇门。 定义：水轮机构件中可以旋转的部件，称为转轮。是水轮机中把水能转换成机械能的核心部件。混流式水轮机的转轮主要由叶片、上冠、下环和泄水锥组成；轴流式水轮机的转轮主要由叶片、转轮体和泄水锥组成；冲击式水轮机的转轮主要由叶片（亦称水斗）、轮盘组成(在蓄能泵与水泵中称“叶轮”) 水轮机转轮位于座环下部的转轮室内，靠水流冲击轮叶使之转动，这就是水轮机的动作原理。 水轮机大轴部位的轴承中设有轴承瓦，称为水导瓦。作用是用来固定轴承和导向的，瓦与轴承
18、间用透平油进行润滑。运行中要特别注意观察轴承瓦油槽中的油位，油位过低，容易引发烧瓦事故。尾水管里衬安装座环和基础环安装导水机构预装水轮机转动部分吊装调速器机械柜及管路安装水轮机附件及管路安装机坑及接力器里衬安装转轮联轴导叶操作机构安装导叶及水轮机部件安装主轴密封安装接力器安装水轮机导轴承安装调速器油压装置安装锥形管安装蜗壳安装调速器电气柜安装、调试调速器静特性试验水轮机调速器无水试验检查验收1. 1. 压缩空气系统压缩空气系统(1) (1) 主要作用：主要作用：1)1)向压油罐内充气。压油罐内充有三分之一的油和三分之二的向压油罐内充气。压油罐内充有三分之一的油和三分之二的压缩空气，使两者产生一
19、定的压力，为调速系统操作提供液压动压缩空气，使两者产生一定的压力，为调速系统操作提供液压动力。力。2)2)用于机组停机时的制动及蝶阀关闭时给空气围带充气。用于机组停机时的制动及蝶阀关闭时给空气围带充气。3)3)用于机组调相运行时压水，把水从转轮室中压出，使转轮在用于机组调相运行时压水，把水从转轮室中压出，使转轮在空气中转动，减少有功功率的损耗。空气中转动，减少有功功率的损耗。4)4)用于安装检修时的风动工具及设备的清扫。用于安装检修时的风动工具及设备的清扫。5)5)用于操作高压空气开关及灭弧。用于操作高压空气开关及灭弧。6)6)在高寒地区，用压缩空气给闸门及拦污栅滑道吹风防冰冻。在高寒地区，用
20、压缩空气给闸门及拦污栅滑道吹风防冰冻。(2) (2) 组成组成高低压空压机、储气罐、管路阀门、控制屏、电磁阀、压力表高低压空压机、储气罐、管路阀门、控制屏、电磁阀、压力表等组成。等组成。(3) (3) 安装和调试安装和调试 空压机、控制屏、储气罐一般都布置在厂房下层的房间里。首先把储气罐就位固定后，然后排列管路进行安装，储气罐和管路连接安装完毕后，要进行打压试验。再进行空压机的安装和调试。压缩空气管道为白色，管路安装完毕后，涂刷白色油漆。 空压机调试，根据储油罐的容积及所承受的压力，调整电接点压力表的整定值，先手动启动空压机，升压核定压力表停机的动作值是否正确、可靠；然后再放气，降至使压力表到
21、启动空压机的动作值，经过反复调试核对，动作可靠无误后，将空压机控制回路投入到自动位置，这样就可实现自动运行了。要保证空压机系统的手动和自动操作准确无误。 2. 2. 油系统油系统水电站用油一般为润滑油和绝缘油两种。(1)(1)主要作用主要作用1)润滑油的作用 润滑油种类很多，有透平油、空气压缩机油、机械油和润滑脂等。这里主要介绍透平油。它的主要作用是轴承润滑、散热及对设备进行控制时传递能量。压力油可以供调速器用来操作机组开、停机；蝶阀的开启和关闭等，压力油还可以用来操作其它一些辅助设备。2)绝缘油的作用 绝缘油分为变压器油和开关油两种。变压器油用于变压器中作为散热和绝缘介质；开关油作为油开关中
22、的绝缘及灭弧介质 (2) (2) 油系统组成部分油系统组成部分 油系统是由用油系统和油处理系统两部分组成。由储油罐、油泵、滤油机、管道、阀门、漏油泵及控制箱、控制元件及操作控制盘柜等组成油系统，用来完成用油设备的给油、排油、添油及净化处理等工作。油处理设备的职能就是把油过滤后储存到油罐中。油管道分进油和排油两种。它们分别以不同颜色来区分。压力油管和进油管为红色；排油管和漏油管为黄色。 3. 3. 冷却水系统冷却水系统 (1)作用：它是为水轮发电机组的各部位导轴瓦油槽冷却器、发电机空气冷却器降温提供水源。发电机组在没有冷却水的情况下，机组是不能投入运行的。 (2)组成部分 冷却水系统由管路、滤水
23、器、电动阀门、冷却器、压力开关、电磁阀、流量计等元件组成。 (3)安装的管道和阀门，焊接完毕后应进行打压试验，不应有渗漏。冷却水管道的颜色为天蓝色，管道安装完毕后，应涂刷天蓝色油漆。 (4)电动阀门、压力开关、电磁阀、流量计等，都要逐一按规范及说明书要求进行调试，要求动作可靠，信号正确。4.4.排水系统排水系统(1)(1)主要作用主要作用 及时排除水工建筑物的渗漏水及低洼积水，机组冷却用过及时排除水工建筑物的渗漏水及低洼积水，机组冷却用过的水及水轮机顶盖渗漏的生产排水、生活污水和检修排水，避的水及水轮机顶盖渗漏的生产排水、生活污水和检修排水，避免厂房内部积水和潮湿，保证水电站机电设备的正常运行
24、和检免厂房内部积水和潮湿，保证水电站机电设备的正常运行和检修。修。 排水系统是由水泵、管路、阀门、液位计、控制箱、压力排水系统是由水泵、管路、阀门、液位计、控制箱、压力表等部分组成。表等部分组成。 (2)(2)排水系统分类排水系统分类排水系统分机组技术排水、机组检修排水和厂房渗漏排水三类。 (3) 排水泵的安装调试1)水泵的基础要牢固。水泵就位后，在底座和基础之间放置楔垫，调整好水平，用地脚螺栓紧固水泵底座。2)与水泵连接的管道用支架固定，不能使水泵受到外力的作用。进出口管道的口径应与水泵进出口口径一致。管道的进出口轴线与水泵的轴线一致。3)水泵进水口安装滤网拦阻杂物，管道在与泵连接前，要进行
25、冲洗。4)水泵安装完毕后，用手转动联轴器，水泵应无摩擦碰撞声，转动轻松无卡阻，表明水泵安装符合要求。5)水泵的试验。包括电机及电气回路的检查、试验；水泵抽水及与液位计配合自动抽水试验。水泵电机的绝缘电阻及直流电阻测量；控制回路及动力回路电缆检查及绝缘电阻测量；控制回路过载保护的调试；模拟控制回路动作试验；液位计与控制回路配合动作试验；手动和自动抽水试验。6)水泵开机试验给控制电源和水泵动力电源；打开水泵进口阀门，关闭水泵出口阀门；点动水泵电机，观察水泵运转方向；确定水泵中是否有水；水泵开机，观察水泵进出口压力表，慢慢打开出口阀门，在水泵进出口的压力差为水泵的扬程时，锁住出口阀门。7)水泵的停机
26、试验慢慢关闭水泵出口阀门，切断水泵电源。1.1.原理及结构原理及结构 发电机的工作原理就是我们在物理中学过的右手定发电机的工作原理就是我们在物理中学过的右手定则。导体切割磁力线运动，就会在导体中产生电势。则。导体切割磁力线运动，就会在导体中产生电势。 发电机通常由定子、转子、主轴、机架及推力轴承发电机通常由定子、转子、主轴、机架及推力轴承等部件构成。由轴承及上下机架将发电机的定子、转子等部件构成。由轴承及上下机架将发电机的定子、转子组合在一起，使转子能在定子中旋转，这就构成了发电组合在一起，使转子能在定子中旋转，这就构成了发电机。水轮发电机的基本元件就是水轮机、发电机转子及机。水轮发电机的基本
27、元件就是水轮机、发电机转子及定子。水轮机提供能量驱动转子在定子中旋转，转子产定子。水轮机提供能量驱动转子在定子中旋转，转子产生的磁场切割定子绕组运动，在定子绕组中产生感应电生的磁场切割定子绕组运动，在定子绕组中产生感应电势。将定子绕组和外部电路连接成闭合回路，那么回路势。将定子绕组和外部电路连接成闭合回路，那么回路中就有电流输出了。这就是水轮发电机的发电过程。中就有电流输出了。这就是水轮发电机的发电过程。 2. 2. 发电机转子发电机转子(1) (1) 作用与组成作用与组成 转子的作用是为发电机提供磁场的。转子的作用是为发电机提供磁场的。 转子由主轴、铁芯、磁极绕组、磁扼、支架、滑环、风扇等部
28、件组成。转子由主轴、铁芯、磁极绕组、磁扼、支架、滑环、风扇等部件组成。 转子铁芯是由许多单块的硅钢片堆积而成的圆柱体，在它的圆周外挂上磁转子铁芯是由许多单块的硅钢片堆积而成的圆柱体，在它的圆周外挂上磁极线圈，通入直流电后，就能使转子产生磁场。极线圈，通入直流电后，就能使转子产生磁场。 大型发电机转子铁芯硅钢片叠装一般都是在现场进行的，小型发电机转子大型发电机转子铁芯硅钢片叠装一般都是在现场进行的，小型发电机转子有整体出厂运到现场的。硅钢片都是单块弧形小片运到现场的，进行清洗后有整体出厂运到现场的。硅钢片都是单块弧形小片运到现场的，进行清洗后叠装成柱形铁芯。在转子铁芯组装完毕后，将厂家提供的磁极
29、挂装在铁芯外叠装成柱形铁芯。在转子铁芯组装完毕后，将厂家提供的磁极挂装在铁芯外圆。磁极挂装要按磁极的极性和重量配装，磁极挂装后，用测圆装置测量转圆。磁极挂装要按磁极的极性和重量配装，磁极挂装后，用测圆装置测量转子圆度，以保证与定子间隙符合要求。最后将各磁极绕组用银焊条进行焊接子圆度，以保证与定子间隙符合要求。最后将各磁极绕组用银焊条进行焊接。磁极的数量是根据机组的转速来决定的。根据下面的公式来确定磁极对数。磁极的数量是根据机组的转速来决定的。根据下面的公式来确定磁极对数。n=60f/P p=60f/nn=60f/P p=60f/n 我国的电网频率是我国的电网频率是50Hz50Hz，如果机组转速
30、是，如果机组转速是100100转，那么就可以确定磁极的转，那么就可以确定磁极的对数。对数。P=60P=60* *50/100=3050/100=30（对）（对） 如果转速为如果转速为300300转，那么磁极对数为转，那么磁极对数为P=60P=60* *50/300=1050/300=10（对）（对） (2) 发电机转子试验 1)测量转子绕组的绝缘电阻 用1000V兆欧表测量绕组对金属外壳的绝缘电阻值，用于判断绕组线圈是否受潮和绝缘水平的高低。 2)测量单个磁极线圈的直流电阻 用直流双臂电桥测量绕组的直流电阻，能判断绕组线圈是否有断线，测量用直流双臂电桥测量绕组的直流电阻，能判断绕组线圈是否有断
31、线，测量数据与其它磁极比较，能判断绕组匝间短路及磁极引出线的焊接质量。数据与其它磁极比较，能判断绕组匝间短路及磁极引出线的焊接质量。 3)测量转子绕组的直流电阻 用于检查判断各磁极绕组间连接头的焊接质量是否合格。用于检查判断各磁极绕组间连接头的焊接质量是否合格。 4)测量单个磁极线圈的交流阻抗 在磁极绕组中通入工频交流电，记录电流和电压数值，计算磁极绕组交流在磁极绕组中通入工频交流电，记录电流和电压数值，计算磁极绕组交流阻抗值。交流阻抗是判断磁极绕组是否存在匝间短路的最有效的方法。当绕组中阻抗值。交流阻抗是判断磁极绕组是否存在匝间短路的最有效的方法。当绕组中存在匝间短路时，在交流电压作用下流经
32、短路线圈中的短路电流要比正常电流大存在匝间短路时，在交流电压作用下流经短路线圈中的短路电流要比正常电流大许多。短路电流有强烈的去磁作用，即使在短路匝数很少时效果也十分明显许多。短路电流有强烈的去磁作用，即使在短路匝数很少时效果也十分明显. .因因此通过对每个磁极交流阻抗值的相互比较，可以判断磁极绕组是否有匝间短路。此通过对每个磁极交流阻抗值的相互比较，可以判断磁极绕组是否有匝间短路。 5)转子绕组交流耐压试验 用于检查磁极绕组的过电压能力。用于检查磁极绕组的过电压能力。 3. 3. 发电机定子发电机定子(1)(1)作用及组成作用及组成 定子主要由铁芯和绕组两大部分组成。辅件有机座、上定子主要由
33、铁芯和绕组两大部分组成。辅件有机座、上、下机架等。、下机架等。 定子绕组是按三相星形规律排列在铁芯中的一组导体，定子绕组是按三相星形规律排列在铁芯中的一组导体，把在导体中产生的三相感应电动势输送出去，从而形成了三把在导体中产生的三相感应电动势输送出去，从而形成了三相交流电。相交流电。 大型发电机的定子一般都是在现场组装的，小型定子有大型发电机的定子一般都是在现场组装的，小型定子有整体或分瓣运输到现场的。定子铁芯也是由硅钢片构成，由整体或分瓣运输到现场的。定子铁芯也是由硅钢片构成，由单片弧形硅钢片叠装成空心的圆柱形，在圆周内侧硅钢片的单片弧形硅钢片叠装成空心的圆柱形，在圆周内侧硅钢片的沟槽中嵌装
34、绝缘导体（叫线棒，称定子绕组），把线棒按一沟槽中嵌装绝缘导体（叫线棒，称定子绕组），把线棒按一定的规律连接起来，就成了三相交流发电机的定子。定子铁定的规律连接起来，就成了三相交流发电机的定子。定子铁芯硅钢片叠装完毕后，要检查定子铁芯内圆的同心度、铁芯芯硅钢片叠装完毕后，要检查定子铁芯内圆的同心度、铁芯的水平波浪度等应符合要求。的水平波浪度等应符合要求。 (2)(2)发电机定子铁芯损耗试验。发电机定子铁芯损耗试验。 1)1)目的目的 为什么要进行铁芯损耗试验？因为铁芯的硅钢片表面涂刷有绝缘为什么要进行铁芯损耗试验？因为铁芯的硅钢片表面涂刷有绝缘漆，硅钢片间都是绝缘的，铁芯片在现场叠装过程中，有可
35、能使片漆，硅钢片间都是绝缘的，铁芯片在现场叠装过程中，有可能使片间绝缘损坏，铁芯片叠装压合不紧等，这些缺陷，通过铁芯损耗试间绝缘损坏，铁芯片叠装压合不紧等，这些缺陷，通过铁芯损耗试验可以发现。验可以发现。铁芯片间的绝缘，是为了减少涡流损耗，提高发电机效率。铁芯片间的绝缘，是为了减少涡流损耗，提高发电机效率。铁芯片间铁芯片间短路，将造成短路，将造成机组运行时在短路区域形成局部过热，威机组运行时在短路区域形成局部过热，威胁机组的安全；胁机组的安全；铁芯片叠装压合不紧，将造成磁滞损耗加大，影响铁芯片叠装压合不紧，将造成磁滞损耗加大，影响机组出力。机组出力。所以发电机定子在硅钢片叠装完成后，需进行铁芯
36、损耗所以发电机定子在硅钢片叠装完成后，需进行铁芯损耗试验，以测定铁芯单位质量的损耗，测量铁轭和齿的温度，检查各试验，以测定铁芯单位质量的损耗，测量铁轭和齿的温度，检查各部温升是否超标，从而综合判断铁叠装质量是否符合要求。部温升是否超标，从而综合判断铁叠装质量是否符合要求。2)2)试验方法试验方法 在定子铁芯上缠绕若干组激磁绕组，通入在定子铁芯上缠绕若干组激磁绕组，通入5050赫兹交流电，电流赫兹交流电，电流在定子铁芯中产生磁场的同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热。在定子铁芯中产生磁场的同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热。通过测量绕组得到的感应电压与激磁电流的有功功率损耗及温度，通过测量绕组得到
37、的感应电压与激磁电流的有功功率损耗及温度，计算出单位重量铁芯损耗与温升（计算出单位重量铁芯损耗与温升（W/kgW/kg），分析比较判断铁芯叠装），分析比较判断铁芯叠装质量。质量。 定子铁芯损耗试验，在定子铁芯整体叠装完成后进行。定子铁芯损耗试验，在定子铁芯整体叠装完成后进行。 3)3)试验程序试验程序A ）试验前的有关计算A1）定子铁芯轭部截面S的计算：S=Lh定子铁芯有效长度L（mm）定子铁芯扼部高度h（mm）A2）励磁线圈Wr匝数Nr的计算：Nr=U2/4.44fSBA3）试验参数计算励磁线圈的电流I（A）及功率Pr的计算I=DavHo/NrB）定子铁损试验原理接线图1098f6AV4PT
38、34VPTW7A5CTC发电机定子铁芯铁损试验接线图1380V施工电源低压配电柜2C）发电机定子铁损试验设备及仪表选择配置序号名 称型 号 规 格单位数量备 注1低压开关柜0.4KV，面12电压互感器0.4/0.1KV，0.5级台13标准电流互感器1000/，0.5级台14交流电压表0450V块25交流电流表 块16频率表100V，50Hz块17低功率因数有功功率表380V，0.2级块18单芯橡套绝缘铜芯软电缆BX-0.5，2m9橡套绝缘铜芯软电缆BX-0.5，2m10裸铜线2m11酒精温度计0+支4012红外线测温仪0+支413石棉布m214绝缘橡胶板=10m2 15兆欧表500V块116兆
39、欧表2500V块117噪音测声计ND10块118热电偶测试台30点台119电力变压器800KVA 10.5/0.4台1 D）试验接线及温度计布放按试验原理图进行接线，接线完毕后，再次检查核实接线的正确性。按温度测量要求，合理布放电阻温度计和酒精温度计。定子机架用50mm2裸铜线与接地网可靠连接，防止漏电。E）试验步骤和方法合上试验回路电源，观察定子铁芯各部状况正否是否正常，当出现冒烟、火花、异常响声时，应立即停电检查原因；通电10min后记录仪表指示值；然后用红外线点温计找出温度较高点放置一支酒精温度计；再过10min找出另一点再放置温度计。放置完温度计后，开始进行90min的试验，每隔10m
40、in记录一次温度数值和各测量表计数值；试验中若发现铁芯任何一处温度超过规定值（一般为105）或个别地方发热厉害，甚至冒烟或发红时，应立即停止试验。试验数据记录从090min，每10min记录一次；分别记录激磁电压、激磁电流、感应电压、铁损、平均铁芯温度、铁芯槽底、平均机座温度。分别填入相应的表格。数据处理及结果分析按计算公式，对所测数据进行计算，能对铁芯损耗是否合格做出判断。各点温度按1.0T磁通密度折算时，铁芯齿部的最高温升不应超过45；各齿的最大温度差不应超过30。试验结果分析依据：单位铁损PFe2.5 W/kg即为不合格；铁芯齿部相互间的温差t130即为不合格（若t115为良好）；铁芯最
41、高温升t245即为不合格（若t225为良好）4)铁芯损耗试验不合格的处理 根据分布在铁芯的各个测点的温度计指示值，能找出温度超标的铁芯位置。把固定铁芯的螺栓松开，将硅钢片取出进行检查，检查硅钢片表面绝缘是否受损，有无烧伤绝缘现象，硅钢片表面是否光滑平整，有无刮痕等等。将损坏的铁片抽出，用新的铁片进行更换。(3) 3) 定子线圈嵌装（俗称定子下线）定子线圈嵌装（俗称定子下线） 定子线圈是由条形扁状铜棒做成的，线棒外缠绕绝缘材料。定子线圈是由条形扁状铜棒做成的，线棒外缠绕绝缘材料。定子线圈嵌装就是将这个绝缘线棒嵌入到铁芯内圆的沟槽中。把定子线圈嵌装就是将这个绝缘线棒嵌入到铁芯内圆的沟槽中。把这些单
42、根的线棒按一定的规律连接起来，就构成了发电机的定子这些单根的线棒按一定的规律连接起来，就构成了发电机的定子绕组。绕组。 定子线圈嵌装有严格的工艺要求，每根定子线棒安装前，都定子线圈嵌装有严格的工艺要求，每根定子线棒安装前，都要进行绝缘电阻测量和交流耐压试验。线棒嵌入到线槽后，还要要进行绝缘电阻测量和交流耐压试验。线棒嵌入到线槽后，还要再进行一次绝缘电阻测量和交流耐压试验。目的是检查嵌入到线再进行一次绝缘电阻测量和交流耐压试验。目的是检查嵌入到线槽里的线棒绝缘没有受到损坏，对不合格的线棒，要拔出线槽进槽里的线棒绝缘没有受到损坏，对不合格的线棒，要拔出线槽进行更换。全部线棒嵌入到线槽后，对线棒端部
43、进行连接，并安装行更换。全部线棒嵌入到线槽后，对线棒端部进行连接，并安装绝缘并头套，对连接部位用绝缘材料进行包扎。最后用高压风清绝缘并头套，对连接部位用绝缘材料进行包扎。最后用高压风清扫定子绕组，用绝缘漆进行喷涂。扫定子绕组，用绝缘漆进行喷涂。定子线圈（线棒）嵌装一般在机坑内进行，也有在安装场将线定子线圈（线棒）嵌装一般在机坑内进行，也有在安装场将线圈嵌装完成后将定子整体吊入机坑的。圈嵌装完成后将定子整体吊入机坑的。定子线圈嵌装施工现场布置图定子线圈嵌装施工现场布置图定子线圈嵌装定子线圈嵌装工艺流程图工艺流程图施工准备端箍焊接、安装线圈嵌装线圈分类、试验设备开箱验收线圈嵌装测温铂电阻安装打槽楔
44、阶段耐压试验线圈接头焊接绝缘套装灌接头质量检查汇流母线安装检查、清扫定子干燥电气试验清扫、定子线圈嵌装工艺流程图喷漆、检查验收施工平台拆除 （4 4） 定子绕组干燥定子绕组干燥 1 1）作用：定子绕组在施工过程中，绕组受到潮气）作用：定子绕组在施工过程中，绕组受到潮气的侵蚀，有可能受潮，绝缘水平下降，干燥可驱除绕的侵蚀，有可能受潮，绝缘水平下降，干燥可驱除绕组中的潮气，使绝缘水平提高。组中的潮气，使绝缘水平提高。 2）定子绕组干燥程序）定子绕组干燥程序 A）定子绕组干燥接线图）定子绕组干燥接线图B B）定子绕组干燥程序）定子绕组干燥程序用铜排把定子的三相绕组串联起来，（也可三相绕组并联）用铜排
45、把定子的三相绕组串联起来，（也可三相绕组并联），从绕组的两端通入直流电，用电流的热量来驱散绕组中的潮气，从绕组的两端通入直流电，用电流的热量来驱散绕组中的潮气，达到干燥的目的。定子上下要进行密封，以利保温，定子上方留一达到干燥的目的。定子上下要进行密封，以利保温，定子上方留一小孔便于排出潮气。直流电源可以由直流电焊机或者直流整流电源小孔便于排出潮气。直流电源可以由直流电焊机或者直流整流电源提供。提供。调节通入定子电流的大小控制温升速率，温升速率一般控制调节通入定子电流的大小控制温升速率，温升速率一般控制在在5 58/h8/h，最后保持在，最后保持在70708585的范围内（定子槽中测温电阻的的
46、范围内（定子槽中测温电阻的读数保持在读数保持在8080，外置酒精温度计的读数为，外置酒精温度计的读数为7070左右），干燥最大左右），干燥最大电流不超过额定电流的电流不超过额定电流的8080；定子干燥每半小时观察温度一次，并根据温升情况随时调整定子干燥每半小时观察温度一次，并根据温升情况随时调整干燥电流，每小时记录一次温度，并绘制定子干燥温升曲线；干燥电流，每小时记录一次温度，并绘制定子干燥温升曲线；每每4 46 6小时用小时用2500V2500V兆欧表测量一次绕组对地绝缘电阻，绝缘兆欧表测量一次绕组对地绝缘电阻，绝缘值接近稳定时，每两小时测量绝缘一次；其绝缘电阻值稳定时间在值接近稳定时，每两
47、小时测量绝缘一次；其绝缘电阻值稳定时间在8h8h以上，可停止干燥。以上，可停止干燥。干燥结束后，用操作发电机空冷器来控制温度下降速率，以干燥结束后，用操作发电机空冷器来控制温度下降速率，以低于低于10/h10/h的速率使定子降温至的速率使定子降温至4040，然后使定子在空气中自然冷，然后使定子在空气中自然冷却；却；最后拆除所有干燥设备，用干燥的高压气体将定子线圈内外最后拆除所有干燥设备，用干燥的高压气体将定子线圈内外、上下进行一次彻底吹扫，准备定子整组电气试验。、上下进行一次彻底吹扫，准备定子整组电气试验。 1001000SnUnR（5 5）定子绕组整体试验）定子绕组整体试验1）绕组绝缘电阻及
48、吸收比或极化指数测量定子绕组的每相绝缘电阻换算至100时的绝缘电阻温度修正公式： R=Rt t/ /1. .6（100- -t）/10在40以下时，测量的绝缘电阻吸收比大于1. .6。测试时采用5000V电动兆欧表，并具备自动放电功能。测试持续10min，分别读取1min与10min的绝缘电阻值，计算极化指数。2）直流电阻测量测试仪器选用QJ44双臂电桥或智能型直流电阻快速测试仪。直流电阻测试应在冷态下进行，绕组温度与环境温度之差应不小于3。测量对各相分支绕组分别进行，此时绕组中性点应连接在一起。各分相绕组的直流电阻最大与最小差值，在校正由于引线长度不同引起的误差后，应不大于最小电阻值的2%。
49、3）电容测量电容测试是为定子绕组整体交流耐压时确定试验变压器容量提供依据。测试设备：AI6000D智能化介质损耗仪。相对地电容的测试：采用250V交流电压。相线接到绕组导体上，地线与定子基座连接，通过装置自动向绕组提供对地电流，即可测得对地电容。 4）直流耐压试验A）直流耐压的目的，是发现绕组端部绝缘是否有裂纹，绕组夹层内部是否有受潮以及绝缘老化等缺陷。它的原理和测量绝缘电阻是一样的，只是直流耐压的电压高，可以调节，比测量绝缘电阻更容易发现缺陷。B）试验条件：定子绝缘电阻检查合格，根据实际温度换算出100时的绝缘电阻值；定子测温电阻全部短接接地；绕组温度与环境温度接近。C）试验标准：定子绕组的
50、直流耐压试验电压值为额定电压的3倍。5）交流耐压试验A）试验目的：是考验被试品绝缘承受各种过电压的能力。交流耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部的分布，均符合在交流电压下运行的实际情况，因此，能真实有效地发现绝缘缺陷。B）试验条件：绕组绝缘电阻测试及直流泄漏试验合格。C）试验标准：根据发电机额定电压，按照标准确定交流工频试验电压；试验时间：1min。交流耐压试验对于绕组绝缘来说属于破坏性试验，它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，使绝缘强度降低，形成绝缘内部劣化累积效应。电压越高，发现缺陷的有效性越高，累积效应也越严重。所以必须正确选择试验电压标准和耐压时间。既达到发现缺陷的目的，又不使
