300MW空冷发电机安装说明书（中文） - 图文

WX21Z系列静止励磁 空 冷 汽 轮 发 电 机 安装说明书 0JS24612401 山东济南发电设备厂 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 0 页 目 录 1. 概述 2. 安装地点及使用条件 3. 结构介绍 3.1 总体 3.2 冷却系统 3.3 定子部分 3.4 转子部分 3.5 轴承部分 3.6 测量装置 3.7 补充空气过滤器 3.8 空气冷却器 3.9 联轴器 3.10 导向装置 4. 安装 4.1 部件分装说明 4.2 底板安装 4.3 定子安装 4.4 转子安装 4.5 外端盖安装 4.6 轴承安装 4.7 空气冷却器安装 4.8 其它安装说明 5. 轴承油箱 6. 电刷装置结构及安装说明 7. 转子阻容接地结构和安装说明 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 编制 校核 标准 审定 批准 山东济南 发电设备厂 1. 概述 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 1 页 本系列汽轮发电机为100~175MW两极三相交流同步发电机，额定转速及频率为：3000r/min . 50Hz或3600r/min . 60Hz。额定电压为：10.5KV、13.8KV、15.75KV、20.0KV（50Hz时）或13.8KV、17.0KV、18.0KV、21.0KV（60Hz时），发电机的励磁方式为静止可控硅励磁，冷却方式为：密闭循环式空气冷却（简称空冷式），转子绕组为空内冷，其余为空外冷。本系列发电机可以冷凝式、背压式、抽汽式等汽轮机为动力，适用于火力发电厂、集中供热电厂、燃气蒸汽联合循环发电、坑口电站、余热、废热发电等电站。该系列发电机具有结构简单、辅助设备少、安装维护方便、运行安全可靠、运行费用低、投资回报快等特点，有利于电厂的安装、使用和维护，每台电机的安装尺寸详见我厂提供的安装图，各部分结构介绍详后，发电机的技术性能符合GB/T7064-2002“透平型同步电机技术要求”及IEC标准的要求，每台电机的成套供应范围详见我厂提供的“供应清单”。 2. 该系列发电机的正常安装地点及使用条件： - 海拔高度不超过1000米； - 冷却气体温度不超过+40℃； - 应安装在环境温度不低于+5℃的厂房内； - 空气冷却器的进水温度不得超过+33℃； 3 结构介绍 3.1 总体 该系列发电机为空冷、自通风的两极隐极式转子电机，具有含空气-水热交换器（空冷器）的封闭冷却回路，空冷器位于发电机下部的基础里，发电机总体结构见图3-1。 3.2冷却系统 发电机有两条对称于发电机中心的空冷回路。冷却空气由电机转子两端风扇打入，一部分冷却空气进入转子线圈端部区域，冷却转子绕组端部，然后进入气隙。一部分冷却空气直接进入气隙， 在此处与来自转子端部线圈的冷却空气汇合，然后冷却转子本体表面。另一部分冷却空气对定子线圈端部冷却后，沿轴向风道进入机座中部，冷却铁芯和绕组后，进入气隙，再冷却转子本体中部。然后与前两部分冷却空气汇合，经过定子铁芯中的径向通风道冷却定子绕组和铁芯后回到空气冷却器。经冷却后，再回到风扇，形成循环。定子绕组采用间接冷却方式，热流经槽壁，从绕组绝缘传至铁芯，由流经铁芯径向通风道的冷却空气冷却铁芯。发电机机座作为定子通风风道，使空气不仅通过气隙而且通过铁芯外圆进入各段铁芯，以使轴向温度均匀分布。 转子导体中风路是冷风从护环板和转轴之间吹进转子，进入转子绕组端部风腔，在槽入风口处冷风进入空心导体。在导体中，这部分冷风分成两部分。一部分冷风通过槽中的空心导体到达转子中心部位，从那里穿过空心导体和槽楔上的径向孔进入气隙。另一部分冷风通过绕组端部空心导体，到达磁极轴线部分，从那里它由空心导体内排出，最后通过转子体端部的月牙槽进入气隙。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 2 页 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 3 页 图3-2 冷却系统风路图 3.3 定子部分(包括端盖) 定子部分由机座、定子铁芯、定子绕组及其绝缘构成，各部分结构分述如下： 3.3.1 定子机座采用薄钢板焊接、多壁、多风室、上下分瓣结构，迭压好的定子铁芯嵌好线圈并进行VPI浸渍后，放置到下半机座，然后再装配上半机座并用螺栓固定。 3.3.2机座除承载电机的重量和电磁转矩并将其传递到基础上外，还引导冷风流动，端盖也具有引导冷风流动的作用；外盖将发电机风路与外界隔断，内盖将风扇前（吸）后（压）的风腔隔断。 3.3.3铁芯由两面涂绝缘漆的低耗冷轧硅钢片迭装而成，按不同的风区沿轴向分成不同的铁芯段，铁芯段由径向通风道分隔，这样使得整个铁芯的温度分布均匀。 铁芯是在机座外压装的，通过其背部的定位筋和端部压圈拉紧固定。压圈由非磁性调质铸铝合金制成，具有良好的机械性能和较小的弹性，压圈在铁芯端部和端部漏磁场之间形成了良好的屏蔽，使端部损耗降低。带绕组的铁芯与机座组装见图3-3。 铁芯嵌线和绝缘处理后通过几个带耳朵的环与机座用钢管焊接，整个铁芯在机座中呈悬垂状，焊接处的铁芯切向振动接近零，径向振动通过机座板削弱后传至基础，使基础承载能力增强，同时这种结构也有效的承载了铁芯与机座的不同的热膨胀。 定子与机座的这种分离式结构阻止了铁芯振动的传导，从而达到了最佳的噪音消除效果。 3.3.4定子绕组为一个三相、双层绕组，每个线圈由两个半线圈（即线棒）组成，定子线棒由双层玻璃丝绝缘包的两排扁铜股线构成，为减少附加损耗，采用较薄规格的扁铜线，线棒直线部分经360°的编织换位（即罗贝尔换位），这样，可以使得绕组匝内环流减

山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 4 页 少至最小。线棒主绝缘采用F级少胶云母带连续包扎，并采用高技术防晕结构，嵌线后和铁芯一起进行真空压力浸渍，这种整体浸渍绝缘具有优良的介电性能和整体性能，克服了传统模压线棒在运行中与槽壁之间相对移动而容易造成绝缘磨损的问题，提高了产品的可靠性和耐用性，特别适合于热电、调峰等负载经常变化的电站。 图3-3 装配在两半机座中的铁芯 1 上半机座 2 支承环 3 铁芯 4 水平剖分面 5 机座底脚 6 下半机座 7 铁芯水平振幅 8 铁芯垂直振幅 3.3.5定子线圈端部采用特殊渐开线结构，端部较短，每只线棒用弹性涤玻绳紧紧地绑扎在支架上，经真空压力浸渍后整个端部形成为一牢固的整体，具有更强的抗短路能力。励端绕组端部装有非磁性硅铝合金支撑环，与压圈一起在端部形成双屏蔽结构。 3.3.6整个绕组端部支承在绝缘材料制造的支架上，该支架用螺栓固定在铁芯压圈上，每只绕组用有弹性的玻璃丝绳紧紧地绑扎在支架上。 3.3.7上层和下层线棒的端部通过并头套用银焊料焊接在一起。在励端端部，支架上放有相间连接环和引出线（一般为6个引出线，每台电机的引出线连接尺寸、位置、相序等详见我厂提供的安装图）。 3.4 转子部分 转子的主要部件由转子大轴、转子绕组和绝缘、阻尼绕组、护环、风扇、滑环、接地轴等部分组成，分述如下： 3.4.1转子大轴由带联接法兰的高质量合金钢整体锻件加工而成。采用阶梯形嵌线槽，这样既保证了最小齿根处有足够的机械强度，又可容纳尽可能多的励磁安匝，提高了槽利用率。 转子轴的励端有一个轴向中心孔，延伸至转子绕组端部下面，内装两个相互绝缘的半圆铜棒，用于为转子绕组提供励磁电流。 3.4.2转子绕组为同心式分布绕组，由若干个线圈组成。线圈由含银0.1%的银铜合金导体冷拉成的矩形空心导线制成，比一般铜线具有更好的抗蠕变性能和更高的屈服极限，从而有效防止了运行过程中转子绕组有害变形的发生。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 5 页 转子线圈的空心导线上开有进出风口，运行中冷却空气从内孔流过，直接冷却转子绕组。由于各出风口在槽中呈V形分布，使得线圈各处风量均匀，冷却效果好，有效避免了过热点的形成。 转子所用的所有绝缘材料均为F级，槽衬和匝间绝缘采用Nomex纸。由于转子绕组和绝缘采用了特殊的结构和工艺处理，转子绕组在槽中中间定位，从而使其在温度变化时能够整体地在槽内以转子中心为原点轴向伸缩，避免了各匝之间相对位移的产生。 3.4.3 阻尼绕组 阻尼绕组的作用是为负序电流提供低电阻通路，因此使得这部分能量不再在别处产生危害。 阻尼绕组是由转子的槽楔、阻尼环、阻尼齿、阻尼片构成的。槽楔采用整长结构，材料为导电性能和机械性能均优的铜镍合金，它与两端护环下的阻尼环、阻尼齿、阻尼片一起形成一个完整的阻尼笼。为减少接触电阻，所有接触面都经涂银处理。 该阻尼绕组足以承受负序磁场的作用，在GB/T7064-2002中，这个磁场是由连续负序电流I2表示的，其允许值为8%IN，瞬态负序能力值(I2/IN)2t为10S。 3.4.4转子护环 由18Mn18Cr奥氏体不锈钢制成，具有较高的抗应力腐蚀能力，它使绕组端部牢固地固定在原来的位置上，避免了由于离心力造成的损伤。护环以悬挂的方式热套在转子本体上(见图3-4)，套入转子体后旋转半齿距，借助于转子和护环上的凸齿实现固定。由于护环的悬式设计，所以由绕组中热膨胀所产生的力传递不到大轴上，也避免了转子在运行中所产生的交变应力导致的配合面的损伤。 图3-4 带凸齿固定的护环 1 护环上的凸齿 2 槽楔 3 转子体端的凸齿 3.4.5 轴向风扇 在转子两端装有旋桨式风扇，用以驱动发电机冷却回路内的空气，风叶是由硅铝合金模锻而成的，由螺栓固定在套在轴上的轮毂上，风叶角度可据所需风量调节。这种风扇具有压头低、流量大、效率高等特点。 3.5 轴承部分（图3-5） 3.5.1在发电机的两端各有一个分离式座式轴承，轴承是由水平分开的两半组成。 轴承瓦是钢制的，内衬巴氏合金V738，该轴瓦在高温下运行不会产生铅锡共晶。 为防止润滑油进入发电机内部，采用轴承与发电机相分离的结构型式。轴承与汽轮机共享一个给油系统，其润滑油可以从轴承的左侧也可以从轴承的右侧供给。为减 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 6 页 少开机时的轴承摩擦，便于起动，每个轴承都装有高压顶油装置。除此之外，轴承上还预留有安装测轴振振子的位置和测量轴瓦温度的位置，供用户选用。 发电机轴封采用非接触的迷宫式密封，轴封将轴承座内外分开，有效防止润滑油和油雾的外逸。 图3-5 座式轴承 1 下半轴承座 2 上半轴承座 3 轴承环 4 轴密封 5 轴承合金 6 轴瓦 7 高压顶油装置 3.5.2轴承绝缘 为防止轴电流通过轴承，发电机励端采用了具有绝缘结构的轴承（见图3-6）。绝缘附加在轴承环和轴承座之间。挡油环和高压顶油装置处也有绝缘。 3.5.3 接地装置 在汽端有两个接地碳刷，使转子可靠接地（见图3-7）。 在励端装有RC接地装置，详见7.1条。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 7 页 图3-6 带绝缘的轴承 1 轴承座 2 轴承座与轴承环间的绝缘 3 轴承环 4 轴瓦 5 顶轴高压油接头 6 调整板 1 发电机转子 2 滑环3 接地电刷 4汽端轴承 5 励端轴承（绝缘） 6 轴瓦 7 支撑块 8 轴承环 9 绝缘带 10 轴承座 11 轴承座 3.6测量装置 发电机的测量装置主要用于温度等检测以保证安全运行，该系列发电机所配测量装置分述如下： 3.6.1定子温度测量 定子绕组中有6个Pt100的电阻测温组件，围绕圆周平均分布，放置在绕组层间，以便在运行中检测各处的定子铜温。 3.6.2冷空气温度测量 在发电机冷风道里安装有2只Pt100电阻温度计，用于遥测发电机进风温度或接信号器。 3.6.3热空气温度测量 在发电机热风道里安装有2只Pt100电阻温度计，用于遥测发电机出风温度；2只带电接点温度计，现场观测发电机出风温度或接信号。 3.6.4轴承测温测量 每个轴承出油口处装有带电接点的指针式温度计，以备观察油温和报警信号等。 以上3.6.1~3.6.4各接线端均配在发电机汽端的接线盒内以供安装时集中接线。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 8 页 3.6.5为了检测空气冷却器漏水，在冷却器室地面以下设浮子开关以做信号检测，其配线由电厂设计自行决定（亦可经发电机上的接线盒集中接出）。 3.7补充空气用过滤器 封闭自通风空冷回路不可能做到完全密闭。在高压区域（如在风扇出风区）空气就会泄漏到电机外部；在低压区域（如在风扇进风区）空气就会被从电机外部吸入。为了防止灰尘随之被吸入电机内，本电机在两个外端盖上各装一只补充空气用的空气过滤器，以满足以上要求，在电机运行中应经常检查和清洗过滤器内的灰尘，以确保透气。 3.8空气冷却器 冷却器是一个表面热交换器，用来冷却发电机中被加热后排出的空气。冷却器由许多冷却管（由铜管及密排地套在其上的铝质翅片构成）组成。冷却介质为水，每台电机所需热交换容量的冷却器由多只单体冷却器组成。它们在发电机下部成水平布置，冷却器的室内墙壁要求光滑并刷涂料，具体安装尺寸，技术数据等详见我厂提供的图样，冷却水如对铜、铁有腐蚀性者（如海水等）应提出单独订货要求。 3.9 联轴器 联轴器为整体膨胀套筒联轴器，发电机通过联轴器与汽轮机相联接，它不会由于冲击力矩发生相对滑动，力矩传递理想，易于联接和拆卸，螺母沉头至法兰孔中，无凸出部件，因而无由此产生的附加风耗。 注：联轴器形式取决于汽机，当汽轮机后轴承箱内有两个轴承时用热套式联轴器， 发电机转子为单支点结构；当汽轮机后轴承箱内有一个轴承时用整锻式联轴器，发电机转子为双支点结构。 3.10 导向装置 发电机中间两侧各有一纵向导向装置，安装时用以调节发电机的前后位置；在发电机两端每侧各有两个横向导向装置，安装时用以调节发电机的左右位置；在汽端轴承两侧各有一托架，用以调节轴承中间板的左右位置。导向装置和托架均焊接在它们下面的基础预埋件上，托架的调整螺栓顶在轴承中间板上，横向导向装置的调整螺栓顶在发电机机壳底板上，纵向导向装置的调整螺栓顶在导向座上（导向座焊接在机壳底板上）；通过旋转调整螺栓可调整汽端轴承和发电机机座的位置。 4 安装： 发电机的安装按我厂所提供的安装图（在随机图内），设计院提供的电厂设计安装图，以及电力部门的安装规程等进行，并作如下介绍： 发电机安装图中所示的尺寸为冷态时定、转子中心对中心的尺寸，为使发电机在运行时定、转子中心对中心，现场安装时应加上汽轮机和发电机的热态膨胀量，即发电机定子向励端偏移一定距离，此距离为汽轮机转子向发电机侧的膨胀量与发电机转子膨胀量的一半之和（发电机转子膨胀量见相应的安装图，约为转子本体长度的1/1000）；电刷支架向励端偏装全膨胀量，即汽轮机膨胀量加发电机总膨胀量。 4.1 部件分装说明：整机共分定子、转子、座式轴承、电刷装置、空气冷却器等，分别包装

山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 编 号 0JS.461.401 共29页 第 9 页 安装说明书 运到电厂后进行组装，安装前应按我厂提供的“装箱单”“随机图纸”等技术资料进行查点是否有误。 4.2 底板安装：发电机安装在以基础底板、滑动板和支撑螺栓之上（见图4-1），调整它们可使发电机高度准确定位，基础底板用环氧树脂灌浆料Sikadur742粘在清洁的基础上面，基础偏低时可用Sikadur742调整高度。轴承固定处用搅拌均匀的Sikadur742，其他位置若能满足安装需要，可用Sikadur742中的A、B组分混合均匀粘结基础底板，滑动板放在基础底板板上，中间涂MoS2润滑脂以调节滑动板，支撑螺栓顶在滑动板上。整机调整定位完成之后，将支撑螺栓点焊使之固定。发电机的地脚螺栓贯穿整个基础梁，紧固后使发电机固定。 （注：环氧树脂灌浆料Sikadur742由瑞士SIKA公司生产，广州达高公司代理，有关材料性能及使用方法请登陆htpp:/www.gzdg.com/sika742.htm） 将发电机底部与基础之间空隙（见图4-2）进行密封（密封件由我厂提供，详见我厂提供的“基础密封”图样）。现场安装完毕后，建议环绕发电机浇注一平台，此浇注不做承载发电机之用（见图4-2）。 图4-1 基础安装 A 轴承固定B 发电机固定1 底板 2 地脚螺栓3 滑动板 4 MoS2润滑脂 5 机壳底板 6 垫板 7 基础底板 8 支撑螺栓 图4-2 基础浇注台 1 发电机定子底板 2 密封角钢（我厂提供） 3 滑动板 4 垫板 5 浇注台 6 机房地面 7基础 4.3 定子安装：先按我厂提供的“底板安装”“进出风口密封”图示各件安装好后，将定

子就位，以两端导风圈内孔为基准与汽轮机轴线找同心（同轴度），轴向安装尺寸按 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第10 页 我厂提供的“安装图”。 4.4 转子安装 转子安装利用我厂提供的专用工具进行，专用工具是按电厂只有一部吊车的情况下考虑的，使用方法见图4-3~4-5并分述如下： 4.4.1 开始装入转子前先拆去定子两端外端盖（图3-1件4）及导风圈，拆卸时应做好标记以备安装时恢复原位。 4.4.2在定子内放上件1（滑板），下面垫一层帆布，帆布上垫一层耐油橡胶板，并在耐油橡胶板上涂以黄油。 4.4.3 转子风扇不装风扇叶，在汽端风扇毂上装上中间夹块5和滑箍3，将件3用绳吊在转子上，使件5上的两个销子插入件3的销孔内，将转子慢慢插入图4-3位置，然后放在件7木垫块上（由安装单位自备）。 4.4.4 放上滑箍4，落下转子，使滑箍件3压在滑板1上，将起吊绳移到轴承座外侧（见图4-4），吊起转子励端，去掉木垫块，将件3内通入气压约0.6～1MPa，借助件3在件1上滑动，将转子向定子膛推，当件3外边推到定子铁芯端部接近铁芯阶梯时，件4中通入与件3相同的气压，此时件3的通气可以停止。应注意件3可用绳临时吊在转子体上并在图4-5位置时能从励端抽出。 4.4.5 为了便于转子调整，在轴承座处备有件2吊车，可将转子汽端吊起并能进行上下调整，汽端装入下半轴瓦，励端轴承座就位后，即可放下励端吊绳进行下一步拆除抽装工具件3、4、5工作。 4.4.6 抽出滑板(图：抽出滑板)：当件6(滑板)位于图中虚线所示位置时，在两端风扇环上各装上件1~4（我厂供应），从件6(滑板)与转子之间穿过件2至对面，件2两端插入件4内后，拉紧件2并固定住(件4内有紧固螺栓在件3下面)，然后旋转件3使件2进一步拉紧后，再利用件5将件6(滑板)固定在件1上，使件6(滑板)不与定子铁芯内孔摩擦为准，这时可转动转子使件6(滑板)达到图中实线所示的位置，松开件5即可从励端拉出件6(滑板)，再拆除件1~5。 图4-3 1 滑板 2 吊车 3 滑箍 4 滑箍 5 中间夹块 6 钢丝绳 7 木垫块 8 压力表 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第11 页 注：当需抽出转子时与上述方法相反进行。 中间夹块安装 滑箍组装 图4-4 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 12 页 图4-5 抽出滑板 1 弧形板 2 钢丝绳φ3长8000 3 拉紧螺母 4 螺栓（固定件2用） 5 紧定件6用螺钉 6 滑板 4.4.7 安装两端风扇叶：风叶和风扇毂上均标有编号及风叶角度划线，安装时不要装错， 图4-6 风扇叶安装 A 风扇叶标号 D 转子轴 1 风扇毂 2 风扇叶 3 螺母 4 止动螺钉5 止动螺钉 6 垫圈 7 止退垫圈 8 六角螺母 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 13 页 风叶安装参照图4-6。 安装前在风叶和螺母的螺纹上涂抹MoS2，用约所需拧紧力矩的1/3拧紧钢丝螺母，再用力矩扳手以760N2m的力矩拧紧钢丝螺母。拧上止动螺钉，并用胶粘剂TS262（烟台泰胜产品，或国内相似产品）予以锁定。注意：不能用普通螺母代替钢丝螺母。 4.4.8安装导风圈：按原拆卸的标记再按原位装上，要求导风圈内孔与风叶外圆之间的圆周间隙应相同，要求间隙尺寸为1.10 mm～2.50mm，如达不到要求时应调整，在转子已与汽机调好同心的情况下，应用调整定子的方法达到要求（因在出厂时导风圈与定子铁芯内孔已调好同心，因此不要移动导风圈以免造成定、转子之间的气隙不均）。安装时保证定、转子间的气隙偏差不大于±1%，大修后安装保证定、转子间的气隙偏差不大于±2%。风叶和导风圈间的间隙要求为1.20 mm～3.00mm。 4.4.9联轴器安装：因本转子与汽轮机连接法兰是一整体的，其直径尺寸较小，有利于穿过汽端轴承座，由于国内常规汽轮机的连接法兰直径尺寸大，抽装转子时无法穿过轴承座，因此在发电机——汽轮机连接之间有一个中间连接用的联轴器，出厂时单独包装发运，此联轴器应先装在汽轮机上，转子装入后再与发电机连接，当抽出转子时也只拆下联轴器与发电机的连接，具体安装尺寸见我厂提供的“联轴器安装”图。当发电机无汽端轴承时无此项安装和要求。 4.5 外端盖安装：出厂时外端盖已与机座配装好并有标记，因装转子时已拆下，当转子调好后，再按原位装上，并按我厂提供的“外端盖安装”图进行组装。进行外端盖安装时应保证轴密封与轴之间间隙尺寸：左右两侧为0.15 mm～0.30mm，顶部为0.25 mm～0.45mm，底部为0.15mm。 4.6 轴承安装： 本项安装应结合转子安装同时进行，轴承结构见结构介绍部分（3.5及图3-5、图3-6、图3-7）。 轴承通过中间板固定在基础上。出厂时轴承座已与中间板组成一体，有孔的垫板上面放上基础底板，调节基础底板的支撑螺块和拧在中间板上的支撑螺栓可达到高度尺寸要求，调整定位后，将支撑螺栓点焊住，将支撑螺块（用一角钢）焊接固定，地脚螺栓贯穿中间板、基础底板、垫板和基础梁，紧固后使轴承固定。 轴瓦与轴颈间油隙按轴颈的1.5~1.9‰及下部接触面已按一定角度加工好（角度详见随机图纸中的“套筒轴承”，例如：φ315轴承角度为105°±5°），安装后如达不到要求时允许按研瓦规程做少量的研配以达到接触面的要求。 励端轴瓦与轴承座间及高压油管间是绝缘的（详见结构介绍部分图3-5及图3-6），安装后应测量轴瓦与轴承座之间绝缘电阻，用1000V摇表不得小于1MΩ，轴承两端挡油板与轴承座之间也是绝缘的，其要求同上。 轴承间隙尺寸要求如下表：（参照图4-7）

山东济南 发电设备厂 轴承型号 315 355 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 轴承直径φD 315 0～-0.032 355 0～-0.036 400 0～-0.036 425 0～-0.040 450 0～-0.040 500 0～-0.040 水平径向间隙S 0.24～0.32 0.27～0.35 0.31～0.39 0.31～0.42 0.34～0.45 0.50～0.62 编 号 共29页 0JS.461.401 第 14 页 顶部径向间隙S 0.48～0.63 0.53～0.71 0.62～0.78 0.63～0.85 0.68～0.90 1.00～1.24 400 425 450 500 图4-7 轴承间隙 轴承轴封间隙尺寸A要求为（参照图4-8）：水平两侧0.15～0.20mm，顶部0.30～0.40mm，底部0～0.10mm。 图4-8 轴承轴封间隙 4.7空气冷却器安装 冷却器用于冷却发电机的热空气，将发电机的热量通过冷却水带走，进行热交换。冷却器的具体安装尺寸详见我厂提供的“空气冷却器装置”图及“浮子开关安装”图，室内墙壁要求涂油漆。注意：空冷器安装完毕，空冷器室内务必清理干净。 4.8 其它安装说明：其它安装如测量接线等均按我厂提供的“测量接线图”、总“安装图” 以及参照本说明书中“结构介绍”3.6及3.8部分。

山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 15 页 有关一些常规一般性的安装，在此不再重述，请按我厂提供的“随机图纸及技术资料”内有关部分进行。 5 建议电厂设计油系统下油箱（回油）时，在下油箱盖上，设上排气装置，使轴承内保持负压。 6 电刷装置结构及安装说明： 自并励静止励磁系统示意图如图6-1所示，励磁电源由与发电机并联的机端励磁变压器（ET）和晶闸管整流装置（SCR）通过滑环电刷引入转子线圈，通过AVR对励磁电流进行调节，在直流侧（也可以在交流侧）设灭磁装置（DM）。多数情况下，同步发电机剩磁甚小，自建压困难，所以应设起励装置（SE）。 自并励励磁系统的详细说明参见励磁系统厂家提供的说明书，以下详细说明发电机励磁电流的传输结构：滑环和电刷装置。 图6-1 同步发电机自并励静止励磁系统 ET-励磁变压器 SE-励磁电源 6.1 结构说明 励磁电流通过滑环（项16）和电刷装置传输到发电机转子绕组，开槽的滑环（项16）和用于冷却的滑环风扇（项13）位于发电机非驱动端。冷却空气经过过滤器从下面吸入，电刷装置安装在罩中，所有电刷可以通过罩（带观察窗）（项2）进行监视和更换。滑环和电刷装置的结构如图6-2所示。 6.2 电刷装置 电刷装置由电刷支架、带导电板环、导风板、罩、电刷装配、引出线、轴封圈、RC接地装置等部分组成。 带导板环（项5）用螺栓固定在电刷支架（项1）上，中间通过绝缘环（项14）绝缘，电刷装配（项7）安装在带导板环（项5）上，电刷装配和电刷装配位置如图6-3、6-4所示。 带导板环上的导板上标有A、B、C、D、E、F等字母，通常发电机选用的导板为A、B、C、E、F，电刷装配的编号与相应的导板的编号相同。 电刷装配由提刷装置（项17）、MC套筒（项18）、锁定装置（项19）、电刷（项20）、刷握（项21）和恒压弹簧（项22）等构成。刷握通过六角螺栓（项26）、压板（项23）和锁紧板（项25）与连接板（项24）固定在一起，连接板（项24）与提刷装置装配在一起，固定在带导板环（项5）上。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 Z 0JS.461.401 第16页 Z 图6-2 电刷装置 1电刷支架 2罩（带观察窗）3转子4RC接地装置 5带导板环 6导风板7电刷装置 8引出线 9螺尾锥销 10六角螺栓 11调整螺钉 12中间板 13滑环风扇 14绝缘环 15 轴风圈 16滑环 图6-3 电刷装配 17 提刷装置 18 MC套筒 19 锁定装置 20 电刷 21 刷握 22 恒压弹簧 23 压板 24 连接板 25 锁紧板 26 六角螺栓M8*16 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第 17 页 图6-4 电刷装配位置 6.2.1电刷 不允许用在电机上安装各种型号的电刷。只有向电机厂咨询后才可以变换电刷的型号。所用电刷的规格型号如下： 规格尺寸：32340380 mm； 所用数量：2315 只； 结构要求：（1）斜面绝缘；（2）电刷引线上带指示标志。 电刷的数量由励磁电流决定，一般电刷中电流密度为10A/cm2。当发电机长期运行在励磁电流低于2/3的额定励磁电流时，建议通过每个环上的电刷调节电流密度不低于6A/cm2。但每个插入式提刷装置上应总是装3个电刷，通过改变提刷装置的数量以满足励磁电流的要求。 更换电刷：当电刷达到应用极限前应取出并更换。磨损极限为电刷（项20）的红顶指示接近刷握（项21）的最低点，参见图6-5“测量电刷磨损量”： 图6-5 测量电刷磨损量 为了防止电刷顶端悬挂在刷握上（可能导致触点电弧而造成损坏），电刷在达到磨损最低极限前必须保留几毫米并将电刷取出。即：绝对不能等到达到零点再取出。 请按以下方式安装电刷： 山东济南 WX21Z系列空冷汽轮发电机 编 号 0JS.461.401 发电设备厂 共29页 第18页 安装说明书 （1）滑环的每个环上带有15个电刷，安装前应调整电刷接触面到滑环的圆弧上。电机静止时，将一块砂布插在电刷和滑环之间，沿着圆周研磨电刷，从而直接将电刷调整到滑环上。 （2）更换电刷时每个滑环上一次可以更换3个电刷。运行一定时间（24-48小时）后，再更换其它需要更换的电刷。 在电机运行时更换电刷时应注意以下安全防护问题： ——站在绝缘橡胶垫子上。 ——戴着绝缘橡胶手套。 ——戴上安全镜以防粉粒飞出。 ——在同一时间内一个人只能在一个极上操作。 ——不要接触电机的其它部件。 ——每次只能拉出或插入一个提刷装置。更换其中的电刷，并将其插入回去。 ——若可能，应在励磁电流低的时候进行操作。 27 圆柱头螺钉 图6-6 提刷装置处于锁紧状态 图6-7 提刷装置处于松开状态

山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第19页 在更换电刷的操作过程中应注意以下方面：（图6-6～6-10显示了更换电刷应遵循的步骤） ——图6-6：滑环电刷在运行中，提刷装置（项17）的旋钮在锁紧状态下，即两条黄线互相垂直。插入式刷架（由提刷装置17、刷握21和电刷20构成）不能移出。 ——图6-7：将提刷装置（项17）的旋钮旋转90°，提刷装置处于松开状态，即两条黄线的方向相同。就可以移动刷架。 ——图6-8：松开圆柱头螺栓（项27）并卸下电刷（项20）的导线。压恒压弹簧 （项22）的顶部将其松开并拉出。 ——图6-9：拉出旧电刷（项20）并换上新的。注意不要使电刷导线交叉或弄乱。 ——插入电刷时按相反的顺序进行。 插入并锁紧提刷装置后，每个碳刷必须逆着恒压弹簧的压力提起约20mm，然后缓慢释放。如此反复2-3次以验证碳刷是否被正确地推回。 图6-8 图6-9 图6-10 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第20页 检查刷握（项21）和恒压弹簧（项22）是否有振动迹象和裂缝。 电刷与刷握间应有微小间隙，电刷应能在刷握中自由地移动。如有碳粉和污物积累，应清理刷握。 6.2.2 电刷压力 由恒压弹簧（项22）施加在电刷（项20）上的压力为18.8N。若该压力偏离该值超过15%，应取出恒压弹簧进行更换，因为不合适的电刷压力会导致火花、振动、不均匀的电流分布、电刷过度磨损和较高的温升。 更换恒压弹簧后，必须保证各个弹簧上的压力相同，恒压弹簧（项22）上不能有任何的振动迹象或裂缝。 6.2.3 滑环 滑环（项16）也称集电环，分为正、负两个环。为了缩短轴的支撑点间距离和减小滑环直径及圆周速度，滑环都装在发电机励磁侧的轴承外侧。通常负环靠发电机侧，正环靠励侧。励磁电流由静止电刷通过旋转的滑环流入转子绕组，电刷和滑环是滑动接触。 滑环一般用耐磨的锻钢制成。锻钢材料用高碳钢或50Mn钢或铬镍钼合金钢。对滑环表面应该进行硬度处理，深度约达3mm。滑环加工要求精确：偏心度应小于0.01mm；表面要抛光，表面粗糙度应达Ra1.6；无划痕；无氧化、灰尘和油渍。 滑环表面：若操作过程中无错误并无火花产生，滑环必须保持平滑、干净、无油脂，且旋转偏心率最小。 若滑环的运行表面比较脏或粗糙，应用较好的细砂砂布磨光。为了防止产生变形，使用一研磨木块来调整滑环的直径。做这一步工作时应举起41所有的电刷（项20）。如果因为某种原因，滑环变得不圆或有严重划痕，需要对它进行重新加工。重新加工圆后，应将螺旋沟内和表面上的铁屑清除干净。 当滑环上的螺旋沟达到不能允许的最小深度时，请务必更换滑环。 应在电机厂的协作下加工或更换滑环。 对换极性：经验证明，负极滑环比正极滑环磨损的快。 每次大修时，检查滑环的磨损情况。若两极直径相差约1mm，应进行极性对换。图6-11、6-12所示为进行极性对换的接线方式： 极性对换时，打开接线盒，取出连接板（项28、29），互换后再进行装配。 6.3 电刷装置拆卸 停机时，按以下步骤进行： ——解开接地电缆； ——取出所有的电刷（项20）； ——拧出导电板（项30、31）上的六角头螺栓。注意卸下导电板后，螺栓不能拧入太深，否则会对绝缘造成损坏。 ——拧出螺尾锥销（项9）和螺栓（项10）。 ——松开电刷装置的内外联接。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第21页 图6-12 引出线装配（极性对换） 28 连接板 29 连接板 30 导电板 31 导电板 ——沿水平方向从非接线端拉出电刷装置，不要损坏滑环风扇。 ——松开引出线（项8）。 ——沿水平方向从接线端拉出电刷装置。 ——卸下滑环罩（带观察窗）后，每一半用S形吊钩吊起。 6.4 电刷装置维修 6.4.1小修时： ——清理电刷装置内部和刷握。检查所有的绝缘部件。检查各连接螺栓是否拧紧。 ——观察所有的接触套筒、刷握和恒压弹簧。取出并更换所有的损坏部件。 ——保持挡风板状态良好。矫正间隙偏差。取出并更换所有的损坏部件。允许的间隙参见“表6.2”。 6.4.2大修时： ——卸下电刷装置。 ——对滑环区域进行彻底清理。 ——检查导体销和滑环间的连接是否有机械损坏。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第22页 ——检查滑环偏心的程度。偏心值不能超过0.05mm。 ——如果需要的话，进行极性对换。 每次检修后，安装所有拆卸部件，重新调整刷握，用摇表测量绝缘电阻。 6.5电刷装置安装 安装的顺序与拆卸的顺序相反。 刷握安装时必须准确的与滑环表面垂直，刷握距滑环表面的距离为I。重新紧固电刷装置上松开的所有螺栓。取出并更换所有的锁定板。安装接地电缆。重新调整挡风板。第一次安装电刷装置时，调整滑环风扇的径向间隙。 6.6安装完后的检查和调整 电刷装置安装完后进行如下检查： ——刷握调整（参见图6-13）：刷握必须垂直于滑环表面并保持距离I=3+0.5/-1mm。 图6-13 刷握调整 图6-14 滑环风扇径向间隙调整 ——滑环风扇径向间隙调整（参见图6-14），沿着圆周选择3个测量点：顶部和导风圈上成120°夹角。允许的调整范围参见表6.1： 表6.1滑环风扇径向调整 参考平面 100驱动端 测量点 104 108 112 204 200非驱动端 规定间隙/mm 2.0±0.7 实测间隙/mm 208 212 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第23页 图6-15 调整挡风板间隙 ——挡风板间隙调整（参见图6-15），允许的调整范围参见表6.2，在调整中应注意： （1） 若间隙太大或挡风板已经损坏，取出并替换挡风板； （2） 在停机时，在测量点106挡风板应与转轴轻微接触； （3） 在水平面上间隙均匀分布。 表6.2：挡风板间隙调整 参考平面 测量点 103 汽端/励端 挡风板 106 109 112 ——拧紧所有的电气接线； ——用摇表测量绝缘电阻（参见图6-16）。测量时拆下接线，取下电刷并使轴接地： ——检查滑环电刷在刷握中是否能自由移动。 指定间隙/mm 最小 0.15 0.00 0.15 0.30 最大 0.25 0.10 0.25 0.50 实测间隙/mm 图6-16 绝缘电阻测量 用摇表测量1分钟（试验电压最小U=500V）。将试验结果填在表6.3中。 测量点：L1 驱动端电刷刷架到非驱动端接地电刷刷架 L2 非驱动端电刷刷架到驱动端接地电刷刷架 L3 滑环到转轴 L4 RC接地到地面

山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第24页 表6.3：20℃时的绝缘电阻 测 量 点 日 期 L1/MΩ L2/MΩ L3/MΩ L4/MΩ 指定值 ＞1MΩ 6.7 试运行中的检查和测量 试运行中注意以下问题： ——电刷必须能平滑运行且无火花。 ——若发现滑环罩上有漏风的地方，先作标记，停机后将它们密封好。 6.8 启动前测量和检查 启动前检查以下内容： ——滑环上必须保证没有油污。 ——电刷与刷握间必须有微小间隙且能够自由移动。——电刷没有任何的过磨损。 根据励磁电流的大小调节电刷数量。保持冷却空气信道（含过滤器）畅通。 启动过程中观察电刷的运行情况，不能有任何的火花。 在运行过程中，每天监视电刷的运行状况，每周检查一次电刷的磨损状况。 6.9 电刷支架安装与密封 电刷支架在垫板、中间板和调整螺栓之上（见图6-17），调整它们可使支架高度准确定位，正方形垫板用合成树脂粘在清洁的基础上面，中间板上有调整螺栓，支架底板固定在中间板上。紧固螺栓不贯穿基础，而是被浇注在一管套孔之中。 图6-17 电刷支架固定 如图6-18所示，在基础上面，中间板下有密封座，对进出风口进行密封。在密封座上有调节螺钉，可以调节密封座的高度。将密封座高度调整好后，进行灌浆。中间板的外缘与基础之间焊上钢板进行密封，参见图6-19电刷支架基础密封。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第25页 图6-18 电刷支架安装 1 密封条 2 密封座 3 螺钉 4 垫块 5 垫块 6 粘结剂FN303胶 7 电刷支架基础密封 图6-19 电刷支架基础密封 7. 转子阻容接地结构和安装说明 轴电压可能会对电机的轴承和密封造成严重破坏，为了避免该破坏，传统上在发电机驱动端安装一由接地电刷组成的轴接地系统。高转速、不易接近和恶劣的环境条件（如油雾、高温等）可能会影响到传统轴接地系统的可靠性，因而在发电机的非驱动端安装一阻容轴接地系统。 图7-1 阻容接地装置 1 接地电刷 2 刷握 3 恒压弹簧 4 弹簧手柄 5 夹块 6 接地轴 7 RC模块 8 接地电缆 9 安装板 10 连接电缆 11 罩 12 熔丝 13 屏蔽 山东济南 发电设备厂 7.1结构说明 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第26页 该阻容接地系统由安装在发电机非驱动端电刷装置中的两个轴接地电刷（项1）和固定在安装板（项9）上的RC模块（项7）（电阻器/电容器）组成（RC模块参见图7-2）。该接地系统降低了轴电压，减少了电气腐蚀，避免了对轴承、密封环和挡风环等的破坏。其结构参见图7-1。 图7-2 RC接地模块 电刷安装在刷握（项2）中，并用恒压弹簧（项3）压在接地轴（项6）上。安装板（项9）和地之间是绝缘。 恒压弹簧保证了对电刷的持续压力，在运行中当电刷长度改变时，仍能保证电刷正常磨损。压弹簧手柄的两端，可以拉出弹簧以释放对电刷的压力并将电刷取出。 熔丝（项12）集成在RC电路中，当RC电路发生故障时，它能避免无限制的电流流动。 7.2 安装说明 刷握调整，拧开夹块（项5）的螺钉，可以调整刷握到转子之间的距离和角度，刷握应与接地轴（项6）垂直，刷握与接地轴的径向距离应保持2～2.5mm。参见图7-3。 转子接地系统和转子上与电刷接触的表面必须清洁无灰尘。不能由于电刷引线、灰尘积累、电刷变形或不正确的电刷压力而限制电刷的活动。 当对电刷装置进行维修时应将系统卸下，电刷应从刷握中取出，整个轴接地系统必须从电刷装置上拆下。 图7-3 刷握调整 重新安装系统时，应用500V摇表测量安装板（项9）和轴承座之间的绝缘。试验方法 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第27页 参见图7-4。所要求的最小绝缘电阻为1MΩ。如表7.1所示： 表7.1 测量点 部件名称 项 罩或轴密封 测量位置 部件名称 项 绝缘电阻 指定值 ① 1 ←→ 安装板 3 20℃时 ≥1MΩ 测量值 MΩ 图7-4 绝缘电阻试验 安装电刷前，应检查距离“S”并调整角度。安装完后，重新检查所有的机械和电气连接所用的螺钉并将其拧紧。 7.3停机检修 按如下要求进行停机检修： ——卸下接地电缆后，用500V摇表测量安装板（项10）和罩（项11）之间的绝缘电阻。最小绝缘电阻应为1MΩ。 ——用欧姆表检查RC电路中的熔丝（项12）。 ——通过测量电刷长度和运行小时数检查电刷磨损情况。若电刷的长度不能满足下一运行区段的要求，应更换电刷。 ——用弹簧称检查电刷弹簧的弹力，并与表7.2中的值进行比较。其偏差应小于±15%。 ——根据表7.2检查电刷与刷握间的距离和与夹块的角度。 ——为了避免在运行过程中出现未对准（距离和角度）的情况，应检查所有螺栓是否已拧紧。 ——转子轴向移动：注意！不能损坏转子接地系统。 ——检修过程中，若停机时间超过一周，为了避免电刷和转子表面之间的静止腐蚀应将电刷举起。 表7.2 接地电刷： 数 量：2只； 规格型号： D172 32320340mm； 山东济南 发电设备厂 电刷刷握： WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第28页 数 量：2只； 调整角度：与接地轴垂直； 熔 丝：2A/250V 7.4 更换接地电刷 一般在停机时更换电刷。若在运行过程中更换电刷，一次只能取出一只电刷以保持转子与地电压相同。在运行过程中更换，必须遵守相应的安全规则。更换电刷时，应首先同时压下弹簧柄（项4）的两端以解除对电刷的压力，并取出弹簧装置。 在电机运行中更换电刷时应注意以下安全措施： ——站在绝缘橡皮垫上； ——戴上绝缘橡皮手套； ——戴上安全镜以防灰尘颗粒飞入眼中； ——不要接触电机的其它部件； ——每次只能取出一只电刷。更换后将其插回。 7.5 运行中的检查： 在正常运行中，建议每周进行一次视觉检查、每周测量一次轴电压。 7.5.1 视觉检查 每周进行视觉检查时应包括如下内容： ——各零部件是否有损坏； ——电刷的最小长度，测量电刷的磨损情况； ——电刷的自由活动情况，通过拉电刷引线进行检查； ——灰尘或油的异常积累； ——电刷振动情况，通过用手握绝缘棒放在电刷顶部来检查； ——紧固所有的机械部件。 7.5.2 测量轴电压 每周应按照如下要求测量轴电压： ——测量发电机驱动端转子和地之间的电压。 ——测量发电机非驱动端转子和地之间的电压。 测量轴电压时，请遵循如下规则： 在静止励磁系统中，轴电压的峰值发生在对励磁电流进行换向的过程中。当电压峰值上升持续的时间很短时，仅用阴极射线示波器（CRO）在直流模式下就可以准确的进行测量（若仅测量有效值，可以使用一高阻抗＞20Ω/V电压表）。所有的测量应使用短、屏蔽的、同轴仪表接线（对地屏蔽）。对地接点必须与发电机转子直接接地区分开。为了测量转子电压，应将绝缘探头紧压在旋转转子上以获得较好的电气接触而不会损坏转子表面。探头顶部应为层压材料（如黄铜）或电刷材料的导体。探头不能靠在转子上接地电刷的轨迹上。 所测量的轴电压应该与发电机在试运行或装配好后的测量值进行比较。 山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第29页 当从零到峰值的范围不超过10V（或有效值为1V），则认为驱动端的轴电压在正常范围内。当从零到峰值范围内不超过20V，并且在额定的MVA/MW负载下低频和直流值不超过初始测量值的20%，则认为励端轴电压为正常的。若其幅值超过该范围，则认为是接地电刷故障、励磁系统异常或非驱动端转子绝缘击穿。

山东济南 发电设备厂 WX21Z系列空冷汽轮发电机 安装说明书 编 号 共29页 0JS.461.401 第29页 当从零到峰值的范围不超过10V（或有效值为1V），则认为驱动端的轴电压在正常范围内。当从零到峰值范围内不超过20V，并且在额定的MVA/MW负载下低频和直流值不超过初始测量值的20%，则认为励端轴电压为正常的。若其幅值超过该范围，则认为是接地电刷故障、励磁系统异常或非驱动端转子绝缘击穿。

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