化情況等因數(shù)提出,一般水輪發(fā)電機的K,取0.9～1.3. 結構上,短路比近似的等于
可見,要使Kc增大,須減小A,即增大機組尺寸;或加大氣隙,須增加轉(zhuǎn)子繞組安匝數(shù).
答:Xd′是代表發(fā)電機運行中三相突然短路初始時間(阻尼繞組的電流衰減后)的過渡電抗.直軸瞬變電抗是發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速運行時,定子繞組直軸總磁鏈產(chǎn)生的電壓中的交流基波分量在突變時的初始值與同時變化的直軸交流基波電流之比.它也是發(fā)電機和整個電力系統(tǒng)的重要參數(shù),對發(fā)電機的動態(tài)穩(wěn)定極限及突然加負荷時的瞬態(tài)電壓變化率有很大影響.Xd′越小,動態(tài)穩(wěn)定極限越大,瞬態(tài)電壓變化率越小;但Xd′越小,定子鐵芯要增大,從而使發(fā)電機體積增大,成本增加.Xd′的值主要由定子繞組和勵磁繞組的漏抗值決定.
k為比例系數(shù).可見,要降低Xd′,必須減小A或加大τ,都將使發(fā)電機尺寸增大.
答:Xd〃是代表發(fā)電機運行中三相突然短路最初一瞬問的過渡電抗.發(fā)電機突然短路時,轉(zhuǎn)子勵磁繞組和阻尼繞組為保持磁鏈不變,感應出對電樞反應磁通起去磁作用的電流,將電樞反應磁通擠到勵磁繞組和阻尼繞組的漏磁通的路徑上,這個路徑的磁阻很大即磁導很小,故其相對應的直軸電抗也很小,這個等效電抗稱為直軸超瞬變電抗Xd〃,也即有阻尼繞組的發(fā)電機突然短路時,定子電流的周期分量由Xd〃來限制.
結構上,Xd〃主要由發(fā)電機定子繞組和阻尼繞組的漏抗值決定.
對于無阻尼繞組的發(fā)電機,則Xd〃= Xd′.
由于Xd〃的大小影響電力系統(tǒng)突然短路時短路電流的大小,故Xd〃值的大小也影響到系統(tǒng)中高壓輸變電設備特別是高壓斷路器的選擇,如動穩(wěn)定電流等參數(shù).從電氣設備選擇來說,希望Xd〃大些,這樣短路電流小一些.
答:水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子設計有交,直軸阻尼繞組.阻尼繞組在結構上相當于在轉(zhuǎn)子勵磁繞組外疊加的一個短路鼠籠環(huán),其作用也相當于一個隨轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動的"鼠籠異步電機",對發(fā)電機的動態(tài)穩(wěn)定起調(diào)節(jié)作用.發(fā)電機正常運行時,由于定轉(zhuǎn)子磁場是同步旋轉(zhuǎn)的,因此阻尼繞組沒有切割磁通因而也沒有感應電流.當發(fā)電機出現(xiàn)擾動使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于定子磁場的轉(zhuǎn)速時,阻尼繞組切割定子磁通產(chǎn)生感應電流,感應電流在阻尼繞組上產(chǎn)生的力矩使轉(zhuǎn)子加速,二者轉(zhuǎn)速差距越大,則此力矩越大,加速效應越強.反之,當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于定子磁場轉(zhuǎn)速時,此力矩方向相反,是使轉(zhuǎn)子減速的.因此,阻尼繞組對發(fā)電機運行的動態(tài)穩(wěn)定有良好的調(diào)節(jié)作用.
答:在發(fā)電機銘牌或圖紙中,我們常見到發(fā)電機定子繞組的接線方式表示為Y,3 Y,5 Y等.這表示發(fā)電機是按星形方式接線. Y3表示發(fā)電機定子繞組是3路星形并聯(lián),也可以理解為3個星形接線的發(fā)電機并聯(lián)在一起.由于發(fā)電機的磁通內(nèi)有較強的3次諧波,如果發(fā)電機接成△線,則3次諧波會在△內(nèi)形成回路,造成附加的損耗和發(fā)熱.此,發(fā)電機定子繞組一般接成Y形,使3次諧波不能形成回路.
答:在電機的定,轉(zhuǎn)子繞組中,將空載時產(chǎn)生氣隙磁場的繞稱為勵磁繞組(或激磁繞組);將另一產(chǎn)生功率轉(zhuǎn)換(吸收或出有功功率)的繞組稱為電樞繞組.可見,水輪發(fā)電機的勵磁組就是轉(zhuǎn)子繞組,而定子繞組則是電樞繞組.異步電動機的勵繞組是定子繞組,而基本處于短路狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子繞組則是電樞組.
答:疊繞組是任何兩個相鄰的線圈都是后一個線圈疊在前一線圈的上面.在制造上,這種繞組的一個線圈多為一次制造成,這種形式的線圈也稱為框式繞組.這種繞組的優(yōu)點是短矩時
節(jié)省端部用銅,也便于得到較多的并聯(lián)支路.其缺點是端部的接線較長,在多極的大電機中這些連接線較多,不便布置且用量也很大,故多用于中小型電機.波繞組是任何兩個串聯(lián)線圈沿繞制方向象波浪似的前進.在造上,這種繞組的一個線圈多由兩根條式線棒組合而成,故也為棒形繞組.其優(yōu)點是線圈組之間的連接線少,故多用于大型輪發(fā)電機.在現(xiàn)場,波繞組的元件直接稱呼為"線棒".本書述中,多以"線棒"代替"線圈".
答:對某一具體的發(fā)電機,發(fā)電機定子的槽數(shù)和轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)都已確定.其中有一個重要的概念是每極每相槽數(shù)q.發(fā)電繞組由A,B,C三相組成,則每一相在定子中所占的槽數(shù)是
等的,各1/3;對應于轉(zhuǎn)子的每個磁極,各相在每個磁極下對應所占的定子槽數(shù)也是相等的.每極每相槽數(shù)q,即在每個磁極下,每一相應該占有的槽數(shù).
m——相數(shù).
由公式可見,q值很容易求得.當q為整數(shù)時,則稱繞組為整數(shù)槽繞組;q為分數(shù)時,則稱繞組為分數(shù)槽繞組.如q=3,則表示一個磁極下,A,B,C三相在定子槽中各占有三槽.如
表示一個磁極下,A,B,c三相在定子槽中各占有槽,也即分數(shù)槽.可是,一個定子槽是不可能劈開為分數(shù)的.也即11/4,這就表示,每4個磁極下,A,B,c三相在定子槽中各占有1l槽,各相磁極下對應的總的槽數(shù)還是相等.
答:在發(fā)電機定子繞組圖紙的參數(shù)中,我們可以看到繞組循環(huán)數(shù)或輪換數(shù),如某發(fā)電機定子為792槽,每極每相槽數(shù)其繞組循環(huán)數(shù)為3233,這個數(shù)就是分數(shù)槽繞組的輪換數(shù),它與每極每相槽數(shù)是密切相關的,它表示定子三相繞組的排列中各相對應布置
的定子槽數(shù).
上述的3233,其4位數(shù)字相加:3+2+3+3=11;ll為定子槽數(shù),"位數(shù)"4表示4個磁極,顯然兩數(shù)分別為每極每相槽數(shù)q=11/4的分子和分母.它表示定子的所有槽數(shù)排列順序為:按A相3槽,B相2槽,C相3槽,A相3槽(注意已排了一輪),B相3槽,C相2槽,A相3槽,B相3槽(注意已排了兩輪)……,如此一直將所有的定子槽數(shù)排完(見圖2—1).即按3233的順序?qū)⒍ㄗ拥娜坎蹟?shù)均分為三等分,如該發(fā)電機共有792槽,則以3233這個順序數(shù)排72輪(72×1l=792),就將全部定子槽數(shù)排完了,每相占有264槽(參見本部分13題).同為11/4,循環(huán)數(shù)當然也可排為2333或3332.之所以選3233,是根據(jù)各種排列在方塊圖上排列顯示后,以其連線最省的原則確定的.也即繞組線棒之間的連接方式,以選用端部接頭最少的波繞方式為佳,繞組端部接線的設計應使極問連接線的數(shù)量最少.
為節(jié)省篇幅,只標出一個支路的連接,中間部分槽省略.
答:合成節(jié)矩是用來表征波繞組連接規(guī)律的參數(shù).它表明波繞組將各個線圈串接成完整繞組沿繞制方向前進的槽數(shù),為相鄰兩線圈的對應邊相隔的槽數(shù).如在發(fā)電機定子繞組圖紙上,我們看到繞組參數(shù)欄內(nèi)標有類似1-7—14這樣的參數(shù),這個參數(shù)就是繞組的合成節(jié)矩.
合成節(jié)矩Y=y1+y2;其中節(jié)矩y1,表明一個定子線圈的一根線棒在N極下而另一根線棒處在s極下,兩端相隔的定子槽數(shù),1-7表示這個線圈一端在第1槽而另一端在第7槽,y1=
6:節(jié)矩y2,表示該線圈從第7槽出來后下一個相連的線圈槽號是第14槽,y2=7,則合成節(jié)矩Y=13.
答:大型水輪發(fā)電機多采用分數(shù)槽繞組,其優(yōu)點有:①能削弱磁極磁場非正弦分布所產(chǎn)生的高次諧波電勢;②能有效地削弱齒諧波電勢的幅值,改善電動勢的波形;③減小了因氣隙磁導變化引起的每極磁通的脈振幅值,減少了磁極表面的脈振損耗.
其缺點是分數(shù)槽繞組的磁動勢存在奇數(shù)次和偶數(shù)次諧波,在某些情況下它們和主極磁場相互作用可能產(chǎn)生一些干擾力,當某些干擾力的頻率和定子機座固有振動頻率重合時,將引起共振,導致定子鐵芯振動.因此,分數(shù)槽q值選擇不當也可能帶來很多隱患,這在實際發(fā)電機的運行中是有例子的.
答:在發(fā)電機繞組電勢的分析中,首先是假定定子繞組的鐵芯表面是平滑的,但實際上由于鐵芯槽的存在,鐵芯內(nèi)圓表面是起伏的,對磁極來說,氣隙的磁阻實際上是變化的.磁極對著齒部分,則磁阻小,對著鐵芯線槽口部分的氣隙磁阻就大,隨著磁極的轉(zhuǎn)動,就會由于氣隙磁阻的變化在定子繞組中感應電勢.這種由于齒槽效應在繞組中感生的電勢就稱為齒諧波電勢.
(1)采用斜槽,即定子或轉(zhuǎn)子槽與軸線不平行.把定子槽做成不垂直的斜槽或?qū)⒋艠O做成斜極,當然這在大型發(fā)電機中是無法做到的.在小型電機如異步鼠籠電動機中,轉(zhuǎn)子繞組采用的就是斜槽.在一些中小型發(fā)電機中也采用了定子斜槽的方式,一般斜度等于一個定子槽距.
(2)采用磁性槽楔,即改善磁阻的大小.但目前沒有成熟技術,也只限于中,小型電動機上應用.
(3)加大定,轉(zhuǎn)子氣隙也能有效地削弱齒諧波,但會使功率因數(shù)變壞,故一般也不采用.
(4)采用分數(shù)槽繞組.這是目前大型水輪發(fā)電機廣泛采用的方法.
答:發(fā)電機的損耗大致可分為五大類,即定子銅損,鐵損,勵磁損耗,電氣附加損耗,機械損耗.發(fā)電機運行中,所有的損耗幾乎都以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來.
(1)定子銅損即定子電流流過定子繞組所產(chǎn)生的所有損耗.
(2)鐵損即發(fā)電機磁通在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的損耗,主要是主磁通在定子鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗,還包括附加損耗.
(3)勵磁損耗即轉(zhuǎn)子回路所產(chǎn)生的損耗,主要是勵磁電流在勵磁回路中產(chǎn)生的銅損.
(4)電氣附加損耗則比較復雜,主要有端部漏磁通在其附近鐵質(zhì)構件中產(chǎn)生的損耗,各種諧波磁通產(chǎn)生的損耗,齒諧波和高次諧波在轉(zhuǎn)子表層產(chǎn)生的鐵損等.
(5)機械損耗主要包括通風損耗,軸承摩擦損耗等.
答:(1)發(fā)電機突然短路時,發(fā)電機繞組端部將受到很大的電動力沖擊作用,可能使線圈端部產(chǎn)生變形甚至損傷絕緣.
(2)定,轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)過電壓,對發(fā)電機絕緣產(chǎn)生不利影響.定子繞組中產(chǎn)生強大的沖擊電流,與過電壓的綜合作用,可能導致絕緣薄弱環(huán)節(jié)的擊穿.
(3)發(fā)電機可能產(chǎn)生劇烈振動,對某些結構部件產(chǎn)生強大的破壞性的機械應力.
答:在電場的作用下,絕緣系統(tǒng)中絕緣體局部區(qū)域的電場強度達到擊穿場強,在部分區(qū)域發(fā)生放電,這種現(xiàn)象稱為局部放電(Partial Discharge).局部放電只發(fā)生在絕緣局部,而沒有貫穿整個絕緣.
發(fā)電機中的局部放電主要有繞組主絕緣內(nèi)部放電,端部電暈放電及槽放電(含槽部電暈)三種.此外,發(fā)電機中還有一種危害性放電,是由定子線圈股線或接頭斷裂引起的電弧放電,這種放電的機理與局部放電不同.
答:大型發(fā)電機定子線棒在生產(chǎn)過程中,由于工藝上的原因,在絕緣層問或絕緣層與股線之間可能存在氣隙或雜質(zhì);運行過程中在電,熱和機械力的聯(lián)合作用下,也會直接或間接地導致絕緣劣化,使得絕緣層間等產(chǎn)生新的氣隙.由于氣隙和固體絕緣的介電系數(shù)不同,這種由氣隙(雜質(zhì))和絕緣組成的夾層介質(zhì)的電場分布是不均勻的.在電場的作用下,當工作電壓達到氣隙的起始放電電壓時,便產(chǎn)生局部放電.局部放電起始電壓與絕緣材料的介電常數(shù)和氣隙的厚度密切相關.
氣隙內(nèi)氣體的局部放電屬于流注狀高氣壓輝光放電,大量的高能帶電粒子(電子和離子)高速碰撞主絕緣,從而破壞絕緣的分子結構.在主絕緣發(fā)生局部放電的氣隙內(nèi),局部溫度可達到1000℃,使絕緣內(nèi)的膠粘劑和股線絕緣劣化,造成股線松散,股問短路,使主絕緣局部過熱而熱裂解,最終損傷主絕緣.
局部放電的進一步發(fā)展是使絕緣內(nèi)部產(chǎn)生樹枝狀放電,引起主絕緣進一步劣化,最終形成放電通道而使絕緣破壞.
答:發(fā)電機內(nèi)的電暈(Corona),是發(fā)電機定子高壓繞組絕緣表面某些部位由于電場分布不均勻,局部場強過強,導致附近空氣電離,而引起的輝光放電.可見,電暈是發(fā)電機局部放電的一種.它產(chǎn)生在絕緣的表面,它與我們所熟悉的一般戶外高壓電場下的導體附近的電暈是有所不同的.
與其他形式的局部放電相比,電暈本身的放電強度并不是很高,但電暈的存在大大的降低了絕緣材料的性能.表面電暈使絕緣表面局部溫度升高,電暈的熱效應及其產(chǎn)生的03和N2的化合物(03極易分解與空氣中的氮N2及水分化合生成酸)也會損壞局部絕緣,對黃絕緣來說是將絕緣層變成白色粉末,其程度的深淺與電暈作用時間有關,材料表面損壞后,放電集中于凹坑并向絕緣材料內(nèi)部發(fā)展,嚴重時發(fā)展為樹枝放電直到擊穿.此外,電暈還使其周圍產(chǎn)生帶電離子,各種不利因數(shù)的疊加,一旦定子繞組出現(xiàn)過電壓,則就有造成線棒短路或擊穿的可能.黃絕緣的擊穿場強隨溫度的升高而略有下降,當溫度超過180℃時,其擊穿場強將急劇下降.
答:發(fā)電機一般在機內(nèi)可能產(chǎn)生外部電暈的部位有:①線棒出槽口處.繞組出槽口處屬典型的套管型結構,槽口電場非常集中,是最易產(chǎn)生電暈的地方.②鐵芯段通風溝處.通風槽鋼處屬尖銳邊緣,易造成電場局部不均勻.③線棒表面與鐵芯槽內(nèi)接觸不良處或有氣隙處.④端箍包扎處.⑤端部異相線棒間.繞組端部電場分布復雜,特別是線圈與端箍,綁繩,墊塊的接觸部位和邊緣,由于工藝的原因往往很難完全消除氣隙,在這些氣隙中也容易產(chǎn)生電暈.
答:(1)與海拔高度有關.海拔越高,空氣越稀薄,則起暈放電電壓越低.
(2)與濕度有關.濕度增加,表面電阻率降低,起暈電壓下降.
(3)端部高阻防暈層與溫度有關.如常溫下高阻防暈層阻值高,則溫度升高其起暈電壓也提高.常溫下如高阻防暈層阻值偏低,起暈電壓隨溫度升高而下降.
(4)槽部電暈與槽壁間隙有關.線棒與鐵芯線槽壁間的間隙會使槽部防暈層和鐵芯間產(chǎn)生電火花放電.環(huán)氧粉云母絕緣最易產(chǎn)生局部放電的危險間隙在是O.2～0.3mm左右.目前我國高壓大電機采用的環(huán)氧粉云母絕緣的線膨脹系數(shù)很小,在正常運行條件下,環(huán)氧粉云母絕緣的線棒的膨脹量不能填充線棒和鐵芯間的間隙.這是與黑絕緣區(qū)別比較大的地方.
(5)與線棒所處部位的電位和電場分布有關.越高越易起暈,電場分布越不均勻越易起暈.
答:電腐蝕是發(fā)生在發(fā)電機槽部定子線棒防暈層表面和定子槽壁之間因失去電接觸而產(chǎn)生的容性放電,從而引起線棒表面的腐蝕和損傷.這種容性放電的放電能量比純電暈放電要大得多,嚴重時發(fā)展為火花放電.火花放電溫度可高達攝氏幾百度至上千度.同樣,放電使空氣電離產(chǎn)生的臭氧與空氣中的氮,水分產(chǎn)生化學作用,對線棒表面和鐵芯產(chǎn)生腐蝕.電腐蝕輕者,使線棒防暈層及主絕緣表面變白并有不同程度的蠶食;嚴重者防暈層損壞,主絕緣外露或出現(xiàn)麻點,引起線棒表面防暈層乃至主絕緣,墊條的燒損.這種引起線棒防暈層,主絕緣,墊條等損傷的情況統(tǒng)稱為"電腐蝕".
根據(jù)電腐蝕產(chǎn)生的部位分外腐蝕和內(nèi)腐蝕.外腐蝕指發(fā)生在防暈層和定子槽壁之間的電腐蝕;內(nèi)腐蝕是指發(fā)生在防暈層和主絕緣之間的電腐蝕.內(nèi)腐蝕的原因是由于線棒的表面防暈層與線棒主絕緣之間粘接接觸不好,存在微小空氣氣隙的緣故,如主絕緣表面不平整,半導體漆沒有浸透或半導體漆本身的問題等.隨著發(fā)電機制造技術的發(fā)展,"內(nèi)腐蝕"基本上已成為了一個歷史名詞.
防止電腐蝕的措施有:①定子槽內(nèi)在下線前噴低阻半導體漆.②選擇合適的低阻半導體墊條,打緊槽楔,保證線棒直線部分表面防暈層的完好,使線棒表面防暈層與墊條或鐵芯壁有良好的接觸.③改進線棒槽內(nèi)固定方式.④改進制造工藝水平,如線棒的尺寸和平直度,鐵芯的制造和疊片公差等.良好的線棒制造工藝和整機制造水平是減少電腐蝕發(fā)生的有力保證.
目前我國在線棒防暈和防止電腐蝕方面有了長足的進步,如主絕緣和防暈層同時熱壓成型,半導體適型氈工藝,線棒采用半導體槽襯槽內(nèi)固定等.
答:永磁發(fā)電機位于發(fā)電機組的機頭部分,與發(fā)電機組同軸同步旋轉(zhuǎn).其作用主要是為水輪機的調(diào)速系統(tǒng)采集機組頻率提供信號電源(除此信號電源外,一般機組調(diào)速系統(tǒng)還通過發(fā)電機出口的電壓互感器取得信號)和給機組轉(zhuǎn)速繼電器供電.
永磁機以往多采用三相凸極式,即以永久磁鋼作磁極旋轉(zhuǎn),體積很大.現(xiàn)廣泛采用的單相感應子式永磁機,體積很小.近來,也有的電廠以安裝在大軸上的齒盤測速裝置來代替永磁機.新建電廠的機組則有取消永磁機的趨勢. .
答:凡能變更線圈所耦合的磁通,都能使線圈產(chǎn)生感應電勢,不一定要有旋轉(zhuǎn)的線圈或磁極.感應子式永磁發(fā)電機就是基于轉(zhuǎn)子表面齒槽的存在而使定轉(zhuǎn)子間的氣隙磁導發(fā)生周期性地變化而感應出交流電的.永磁機轉(zhuǎn)子上沒有繞組,只有帶齒槽的鐵芯,依靠齒槽的存在使定轉(zhuǎn)子氣隙磁導發(fā)生周期性的變化,而定子繞組感應發(fā)電,所以轉(zhuǎn)子也稱為感應子.單相感應子式發(fā)電機的電壓波形與轉(zhuǎn)子齒槽形狀密切相關,因此只能是近似的正弦波.永磁機的氣隙磁通的利用率很低,只有其交變分量用來感應電勢,而交變分量一般只占氣隙磁通的35%左右.
永磁機定子內(nèi)部內(nèi)置的永久磁鋼為定,轉(zhuǎn)子提供了恒定磁場,感應子轉(zhuǎn)動過程中,當齒部對著定子表面時,空氣隙小而磁通大,當凹部對著定子表面時,空氣隙大而磁通小,這樣磁通的交替變化,氣隙中就產(chǎn)生了一個交變分量,交變分量的一個周期相當于一個轉(zhuǎn)子齒距,這交變分量就在定子繞組內(nèi)感應出交流電勢.也即轉(zhuǎn)子的一個齒相當于凸極發(fā)電機的一對極,其產(chǎn)生的頻 率為:,式中:Z2為轉(zhuǎn)子齒數(shù),n為機組轉(zhuǎn)速.由式中可見,只要Z2選擇得與機組發(fā)電機的磁機對數(shù)(P)相等,則永磁機的頻率嚴格反應發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速變化.這就是為什么從永磁機中提取頻率信號的原因.
答:發(fā)電機在轉(zhuǎn)動過程中,只要有不平衡的磁通交鏈在轉(zhuǎn)軸上,那么在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸的兩端就會產(chǎn)生感應電勢.這個感應電勢就稱為軸電壓.當軸電壓達到一定值時,通過軸承及其底座等形成閉合回路產(chǎn)生電流,這個電流稱為軸電流.為了消除軸電壓經(jīng)過軸承,機座與基礎等處形成的電流回路,防止軸電流燒壞瓦面,所以要將軸承座對地絕緣.為防止轉(zhuǎn)軸形成懸浮電位,同時轉(zhuǎn)軸還要通過電刷接地.此電刷接地可與轉(zhuǎn)子一點接地保護要求的"接地"共用為一個.防止軸電壓的重點在于防止軸電流的形成,軸承間只要不形成軸電流回路,則不需對所有的軸承絕緣.
磁通而在轉(zhuǎn)軸兩端產(chǎn)生的軸電壓,二是由于存在軸向漏磁通而在轉(zhuǎn)軸兩端產(chǎn)生的軸電壓.造成發(fā)電機磁場不平衡的原因主要有:①定,轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻.②磁路不平衡.如
定子分瓣鐵芯,定子鐵芯線槽引起的磁通變化,極對數(shù)和定子鐵芯扇形片接縫數(shù)目的關系等.③制造,安裝造成的磁路不均衡.此外分數(shù)槽繞組的電樞反應也會在轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生軸電
壓.圖2-3為垂直軸向交鏈磁通產(chǎn)生的軸電壓和軸電流示意圖.
當軸承底座絕緣墊因油污,損壞或老化等原因失去絕緣性能時,則軸電壓足以擊穿軸與軸承間的油膜而發(fā)生放電.放電會使?jié)櫥偷挠唾|(zhì)逐漸劣化,放電的電弧會使轉(zhuǎn)軸頸和軸瓦燒出麻點,嚴重者會造成事故.
答:發(fā)電機的調(diào)相運行,是指發(fā)電機不發(fā)出有功功率,只用來向電網(wǎng)輸送感性無功功率的運行狀態(tài),從而起到調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功,維持系統(tǒng)電壓水平的作用.調(diào)相運行是使發(fā)電機工作在電動機狀態(tài)(即空轉(zhuǎn)的同步電動機),發(fā)電機進相運行時消耗的有功功率可來自原動機也可來自系統(tǒng).發(fā)電機作調(diào)相運行時,既可過勵磁運行也可欠勵磁運行.過勵磁運行時,發(fā)電機發(fā)出感性無功功率;欠勵磁運行時,發(fā)電機發(fā)出容性無功功率.一般作調(diào)相運行時均是指發(fā)電機工作在過勵磁即發(fā)出感性無功功率的狀態(tài).
水輪發(fā)電機遠離負荷中心的,一般不考慮作調(diào)相運行.
答:電力系統(tǒng)正常運行時,其負荷是呈感性的.發(fā)電機正常運行時,電壓的相位是超前電流的相位的,此時發(fā)電機向系統(tǒng)發(fā)出有功功率和感性的無功功率.如果發(fā)電機的運行中出現(xiàn)電流的相位超前于電壓的相位情況時,我們稱此時發(fā)電機處于進相運行狀態(tài),此時發(fā)電機向系統(tǒng)發(fā)出有功功率和吸收感性無功功率(或稱發(fā)出容性的無功功率).
當電力系統(tǒng)的無功功率過剩時,系統(tǒng)的電壓就會升高,降低電壓的措施之一就是讓發(fā)電機吸收系統(tǒng)過剩的無功讓其運行在進相狀態(tài).吸收越多,則進相越深.一般情況下,發(fā)電機在設計時也考慮了這種對發(fā)電機不利的運行情況,允許發(fā)電機作短時的進相運行.
但不同的發(fā)電機在作進相運行時可能表現(xiàn)出較大的差異.發(fā)電機進相運行后,發(fā)電機端部的漏磁比正常情況下有所增加,因而使端部的金屬件發(fā)熱,局部溫度升高,同時端部振動也增加.進相深度越大,端部溫升越高.據(jù)試驗實測,進相時定子鐵芯端部最高溫度發(fā)生在鐵芯齒頂處,其次是壓指處,這與理論分析是一致的.
針對發(fā)電機進相特別是深度進相后,檢修時應仔細檢查定子繞組的上下端部,特別是鐵芯齒頂,線棒出槽口處和壓指部分有無異常.發(fā)現(xiàn)問題應及時上報處理,不適宜再作進相運行的發(fā)電機應申請停止.進相對發(fā)電機的不良影響比較復雜,可能需長期的運行才能發(fā)現(xiàn)問題. .
答:一般水輪發(fā)電機在停止轉(zhuǎn)動的過程中,由于轉(zhuǎn)速下降,導致發(fā)電機推力軸承的油膜破壞會損壞軸承;因此,當轉(zhuǎn)速下降到一定程度時,要采取機械制動的方式使發(fā)電機組盡快停機,如頂起轉(zhuǎn)子的風閘等.但對轉(zhuǎn)動慣量很大的發(fā)電機組采用這種方式則比較困難,因此引入了電氣制動的方法.電氣制動采用定子繞組三相對稱短路,轉(zhuǎn)子加勵磁使定子繞組產(chǎn)生額定電流大小的制動電流的方式,從而產(chǎn)生電磁制動力矩,實現(xiàn)電氣制動,迅速停機.具體方法是在發(fā)電機的出口側安裝三相短路開關,當發(fā)電機組轉(zhuǎn)速下降到某一定值時,投入制動開關,然后,電氣制動的控制裝置在勵磁繞組投入由低壓廠用電系統(tǒng)整流而來的勵磁電流,
使定子產(chǎn)生的電氣制動電流迅速上升至發(fā)電機的額定電流,使發(fā)電機工作在制動狀態(tài).制動過程中,定子電流和轉(zhuǎn)子電流均保持恒定,故制動力矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低而增大.
正常停機制動可采用兩種方式,一種方式是在發(fā)電機轉(zhuǎn)速降至某一值,如50%～60%額定轉(zhuǎn)速時,投入電氣制動裝置,經(jīng)幾分鐘后機組全停;另一種方式是在發(fā)電機轉(zhuǎn)速降至某一值如50%～60%額定轉(zhuǎn)速時投入電氣制動,轉(zhuǎn)速降至5%～10%的發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速時投入機械制動,制動時間可縮短一些.
答:在線監(jiān)測是區(qū)別于我們所熟悉的常規(guī)離線絕緣測試方法如介損,泄漏電流測試等,而在發(fā)電機運行工作電壓下對發(fā)電機絕緣進行的連續(xù)測量.目前發(fā)電機的絕緣在線監(jiān)測主要是發(fā)電機局部放電的在線監(jiān)測.局部放電在線監(jiān)測是在發(fā)電機內(nèi)(或出線回路上)永久性地安裝傳感器,這些傳感器可以連接到某種便攜式的局放測試儀,對局部放電進行定期監(jiān)測,或連接到某種固定式的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)進行持續(xù)監(jiān)測.目前在線監(jiān)測主要指后者.局部放電與發(fā)電機定子繞組的絕緣狀況密切相關.應用在線監(jiān)測系統(tǒng),可以對運行中的發(fā)電機持續(xù)地進行局部放電監(jiān)測.連續(xù)測取比離線監(jiān)測能測取到更真實的反映發(fā)電機絕緣狀況的數(shù)據(jù).
發(fā)電機絕緣的在線監(jiān)測方法按所取信號的種類可分為非電測法和電測法.
非電測法,是通過聲學,特征氣體等非電參量進行監(jiān)測的方法.這些方法的優(yōu)點是無需測取電量,測量中不受電氣干擾.缺點是判斷依據(jù)存在準確性方面的問題,也不能定量.主要有:①超聲波檢測.局部放電同時產(chǎn)生聲脈沖,其頻譜約為Hz,但其聲信號非常微弱.超聲波檢測即將其聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號后放大輸出.②特征氣體檢測.如臭氧濃度檢測法,由于臭氧是發(fā)電機電暈的特征氣體,通過對臭氧濃度的測試來判斷發(fā)電機電暈的狀況.在國外省的機組中,在發(fā)電機風洞里就設置了臭氧(03)檢測裝置,以確定發(fā)電機在運行中的局部放電強度.目前,這種方式是作為局部放電電測法的一種補充方法.歐洲的一種觀
點認為:與局放電測法相比,03檢測能獨自對發(fā)電機端部電暈進行定量評估.結合電測法,是分析發(fā)電機局部放電最有效的辦法.這種方法在國內(nèi)還沒有應用.③離子式過熱診斷法.早期在上世紀60年代國外就開始應用,這種方法是將發(fā)電機冷卻用的循環(huán)氫氣采樣引入到測定器內(nèi),利用發(fā)電機絕緣因局部放電后產(chǎn)生的熱解離子,通過檢測離子濃度的方法來檢測發(fā)電機的絕緣狀態(tài).這種方式應用很少.④氣相色譜法.這種方法是從發(fā)電機中采集氣體,利用氣相色譜分析法來推定采得的氣體中的有機物成分,這種方式也只能由于氫氣冷卻的發(fā)電機,根據(jù)循環(huán)氫氣中的所含混合其他的成分和數(shù)量,來推斷絕緣的狀態(tài).后兩種化學方法不適合水輪發(fā)電機使用.
電測法即在線監(jiān)測發(fā)電機運行過程中局部放電的電量參數(shù),如絕緣局部放電時產(chǎn)生的脈沖電流(脈沖電流法,即ERA法)或局部放電時產(chǎn)生的電磁輻射波(無線電干擾電壓法,即RIV
法)等.脈沖電流法可以根據(jù)局部放電的等效電路來校定視在放電電荷,相對檢測靈敏度也較高.目前脈沖電流法是發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測應用最主要的方法.
答:發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測,目前以電測法的脈沖電流法(ERA)為主流方法.根據(jù)檢測裝置響應帶寬,發(fā)電機絕緣的局部放電裝置可分為窄帶檢測裝置和寬帶檢測裝置,目前的檢測設備普遍都采用寬帶裝置.
發(fā)電機在線局部放電監(jiān)測的首要關鍵技術之一是如何取得故障信號,也即根據(jù)傳感器而對應的檢測技術.根據(jù)發(fā)電機的局部放電在線檢測傳感器的型式和布置,主要有以下幾種監(jiān)測方法:
(1)發(fā)電機中性點耦合射頻監(jiān)測法.
其理論原理是:當發(fā)電機內(nèi)任何部位產(chǎn)生局部放電時,都會產(chǎn)生頻率很寬的電磁波,而發(fā)電機內(nèi)任何地方產(chǎn)生的相應的射頻(Radio Frequency)電流會流過中性點接地線,因而局部放電的傳感器可以選擇在中性點接地線上,從而提取局部放電的電磁信號.發(fā)電機主絕緣上的局部放電可以看作是一個點信號源,由局部放電所引起的電磁擾動在空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁波,由于發(fā)電機不同槽間電磁耦合比較弱,所以可以用傳輸線理論來分析脈沖在繞
組中的傳播,即繞組中的放電脈沖以一定的速度沿繞組傳播.根據(jù)這種理論,在發(fā)電機中性點處安裝寬頻電流互感器,就可以監(jiān)測到局部放電高頻放電波形,以監(jiān)測發(fā)電機內(nèi)部放電量及放電量變化.
射頻監(jiān)測法利用寬頻帶的高頻電流傳感器從發(fā)電機定子繞組中性線上拾取高頻放電信號,以反映定子線圈內(nèi)部放電現(xiàn)象.這種監(jiān)測法的優(yōu)點是中性線對地電位低,高頻CT傳感器制作與安裝相對容易;缺點是由于信號衰減厲害,對信號處理技術要求較高.另外,不同大小的發(fā)電機,其槽間的電磁耦合差異較大,并不都是可以忽略的,故傳輸線理論分析有很大的誤差,尤其對槽數(shù)多的大型水輪發(fā)電機.
(2)便攜式電容耦合監(jiān)測法.
20世紀70年代加拿大研制的一種局部放電在線監(jiān)測裝置.監(jiān)測放電信號時,將3個電容(如每個375pF,25kV)搭接在發(fā)電機三相出線上,信號通過帶通濾波器(如30kHz至1MHz)引入示波器,并顯示出放電信號的時域波形.這種方法在加拿大的一些電廠目前仍在應用.它的缺點是要依靠有經(jīng)驗的操作人員來區(qū)分外部干擾信號和內(nèi)部放電信號.
(3)發(fā)電機出口母線上耦合電容器法.
傳感器采用固定安裝形式,在發(fā)電機出口母線上的每相安裝一個電容耦合器和在發(fā)電機中性點安裝一個電容耦合器或高頻電流傳感器.其原理是安裝于母線出口的電容耦合器用于測取來自發(fā)電機定子繞組內(nèi)部的局部放電脈沖信號,安裝在中性點上的電容耦合器用于監(jiān)測現(xiàn)場的空間噪聲,相應測試儀器為4通道的監(jiān)測儀器.這種方法對應的測試儀,采用硬件和軟件等方法對現(xiàn)場主要影響局部放電測量的噪訊進行消除.如來自勵磁的電刷產(chǎn)生的噪聲是通過系統(tǒng)分析軟件進行消除;來自空間的噪訊通過天線接收,采用對比的方法進行消除.也有的未采用中性點部位的傳感器,而采用軟件法消除噪聲.其中一個缺點是耦合電容位于發(fā)電機高壓側,其本身的可靠性影響到機組的可靠性.這是目前應用比較多的一種方法,水輪發(fā)電機和汽輪發(fā)電機均能使用,在歐洲應用較多.
(4)發(fā)電機出口母線上成對耦合電容器法.
這種方法的局部放電信號是通過安裝在發(fā)電機定子繞組上各相匯流環(huán)或發(fā)電機出口母線上的高壓耦合電容器獲取的,每相各有一對耦合電容器,每對耦合器的安裝位置有一定的空間距離,以便消除來自電機外部的干擾.
由于每相安裝有一定空間距離的雙傳感器,利用放電脈沖信號和外界干擾信號到達兩個傳感器的時延的不同,來消除隨機脈沖型干擾信號,利用繞組內(nèi)放電信號和外部噪聲信號在繞組中傳播時具
有不同特點來抑制噪聲,提取放電信號.同時,利用數(shù)字濾波,幅值鑒別,動態(tài)閥值等軟件處理方法濾除其他干擾.傳感器耦合到的6路信號進入信號調(diào)理單元后,經(jīng)由多路開關選通其中一相對應的兩路信號進行放大處理,然后進入采集卡,再由采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號實施監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理.
這種監(jiān)測法適用于水輪發(fā)電機,因水輪發(fā)電機相對體積大,便于耦合器安裝.此法是以成對耦合器上的兩并聯(lián)支路完全對稱來消除干擾的,實際上使兩支路參數(shù)完全對稱是很難的,因此應盡可能減少這種不對稱或采用延時線進行補償,以提高抑制干擾的能力.另一缺點同上,即耦合電容的可靠性影響到機組的可靠性.北美的公司較多的采用了這種監(jiān)測法.
(5)發(fā)電機定子槽耦合器法.
這種方法是直接在定子槽內(nèi)安裝耦合傳感器SSC(Stator SlotCoupler),這種定子槽耦合器是一種用于檢測局放信號的"天線",它裝在靠近出口端的定子槽的槽楔下面.每個SSC約50cm長,1.7mm厚,與定子槽等寬.定子槽耦合器在頻率從10～1000MHz范圍內(nèi)有相當好的頻率響應,因此它能檢測到沿定子槽的高頻信號比較真實的脈沖波形.
定子槽耦合器最先是為了能在大型汽輪發(fā)電機有效地檢測到局部放電脈沖而提出的,它的重要特點是對局部放電和電噪聲能產(chǎn)生不同的脈沖響應.理論研究與實際測量表明,定子繞組產(chǎn)生的局部放電脈沖約以1～5ns寬的脈沖能被SSC檢測出來,而所有的各種內(nèi)部與外部噪聲則以大于20ns寬的脈沖形式被檢測出來,這是因為噪聲經(jīng)繞組傳播時,定子繞組起了自然濾波的作用.脈沖寬度的這種明顯差別使得它能很容易把定子局部放電和其他干擾噪聲區(qū)別開來.
這種方法適用于大型汽輪發(fā)電機使用,其優(yōu)點是局部放電信號和噪聲信號的區(qū)別能力強,靈敏度在這幾種方法中也最高;但此法要求在發(fā)電機繞組的槽楔下面埋設特制的SCC,故在耦合器的制作與埋置方面成本很高,在多支路多槽數(shù)的水輪發(fā)電機的應用中受到限制.
(6)以埋置在定子槽里的電阻式測溫元件導線作傳感器的監(jiān)測法.
這種方法是把埋置在定子槽里的某些電阻式測溫元件(RTD)導線作為局部放電傳感器,而不需另裝其他傳感器.這種方法理論上與SSC法有相似之處,且利用預先埋置在定子某些
槽里的電阻式測溫元件(RTD)導線作為放電傳感器測量局部放電脈沖,對發(fā)電機回路不會帶來任何影響,附加成本低.這種局放傳感器頻率特性也較寬(約3～30MHz),便于將局放脈沖與噪聲脈沖區(qū)別開來.這種方法目前還處在探索實驗階段,應該說這是一個很有發(fā)展前景的監(jiān)測方式.
我國目前還沒有頒布發(fā)電機局放在線檢測的相關標準,IEEE在其2000年頒布的關于電機局部放電監(jiān)測的試用標準(IEEE Trial—Use Guide t0 the Measurement of Partial Discharges in RotatingMachinery)中主要推薦了采用電容耦合法與定子槽耦合法進行發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測.
(二)發(fā)電機結構部分
32.什么是發(fā)電機定子繞組的主絕緣
答:線棒是組成發(fā)電機定子繞組的基本構件,發(fā)電機定子繞組的主絕緣就是指發(fā)電機線棒的絕緣.組成發(fā)電機線棒的各根股線(自帶絕緣層的導線)經(jīng)過編織,換位和膠化成型后,然后整體連續(xù)包繞絕緣層,以某種工藝固化成型.這個絕緣層就是發(fā)電機定子繞組的主絕緣,見圖2-4.
以往發(fā)電機定子還有所謂非連續(xù)絕緣,即線棒在定子槽部的直線段采用一種固化工藝成型,而線棒端部采用其他的方式包繞絕緣,現(xiàn)已淘汰.
33.發(fā)電機使用什么類型的主絕緣材料 多膠帶與少膠帶有什么區(qū)別 主絕緣經(jīng)歷了哪些發(fā)展過程
答:發(fā)電機使用的主絕緣材料基本是云母制品,云母制品中主要成分是云母.發(fā)電機主絕緣由云母,膠黏劑和補強材料這三部分構成.以前主絕緣采用天然的剝片云母,為了提高原材料的性能和利用率,現(xiàn)廣泛采用粉云母.粉云母厚度均勻,電氣性能穩(wěn)定,生產(chǎn)成本較片云母低.
主絕緣的電氣性能和機械性能在某種程度上取決于主絕緣的固化工藝和參數(shù),而其固化的工藝參數(shù)又是由絕緣帶內(nèi)所含的黏接膠劑決定的.根據(jù)絕緣帶內(nèi)的黏接膠的含量,目前主絕緣用的云母帶可分為多膠粉云母帶(含膠量為32%～40%)和少膠粉云母帶(6%～8%).兩者的絕緣固化成型工藝有很大的區(qū)別,其固化工藝根據(jù)膠的含量有液壓和模壓的方式.
大型發(fā)電機的絕緣,歐洲在1910年,就采用了蟲膠云母箔卷烘絕緣;1930開始使用以瀝青及其復合物取代蟲膠作為云母的膠黏劑;1954年開始使用以環(huán)氧樹脂為膠黏劑的多膠云母帶.我國于1966年第一臺采用環(huán)氧粉云母絕緣的發(fā)電機是鹽鍋峽1號機(當時僅采用了1/4瓣定子線棒),直到80年代才開發(fā)和應用了電氣強度和機械強度都較高的高云母含量的F級環(huán)氧粉云母帶.
蟲膠云母箔卷烘絕緣采用天然蟲膠作云母的黏接劑,熱壓成型,未經(jīng)真空處理,蟲膠溶劑揮發(fā)后,則絕緣內(nèi)會殘留空隙.瀝青浸漬云母絕緣以剝片云母為基,以瀝青作云母的黏接劑.瀝青膠密實性較好,但使用年限長后易干枯龜裂,內(nèi)部游離腐蝕嚴重.從過去解剖退下來的舊線棒可見,絕緣層脫殼且間隙較大,有的大的間隙甚至可以塞進鋼板尺.這兩種絕緣基本上已不再用于發(fā)電機絕緣.
在高壓電機絕緣的發(fā)展過程中,曾采用過其他的材料來代替云母材料,但未能取得成功.目前大型發(fā)電機主絕緣材料普遍使用環(huán)氧玻璃粉云母帶,以粉云母為基料,補強材料為玻璃布或滌綸纖維氈,黏合劑為環(huán)氧樹脂黏接劑體系,耐熱等級多為B,F級.現(xiàn)在主絕緣的特點是以熱固性黏合劑取代以往使用的瀝青漆和蟲膠,以玻璃布代替以往的云母帶紙或電話紙作襯墊補強材料,以粉云母代替片云母.與以往的紙帶作襯墊補強材料相比,玻璃纖維的耐熱性更好,以玻璃纖維織物作補強材料,使絕緣的耐熱性和機械性能都得到了改善.用于云母制品的膠黏劑的發(fā)展主要經(jīng)歷了有蟲膠漆,瀝青漆,醇酸漆,環(huán)氧桐油酸酐膠,環(huán)氧聚酯漆及有機硅漆等.絕緣結構上的改進,使新型絕緣比以往的絕緣具有更優(yōu)異的性能.雖然云母絕緣制品中的主要成分是云母,但在整個絕緣構成中,膠黏劑是影響絕緣帶電氣,機械性能和質(zhì)量的主要因素,還決定云母絕緣的耐熱等級,此外,還取決于主絕緣的固化成型工藝.定子繞組主絕緣的固化成型是一種高分子物質(zhì)在高溫高壓狀態(tài)下聚合反應的復雜過程,其加工質(zhì)量與溫度,時間,壓力的準確控制及其有機結合密切相關,固化工藝也是各廠家的質(zhì)量保證所在.目前主絕緣所采用的少膠和多膠絕緣帶仍是兩條平行的絕緣工藝路線.
34.什么是線棒絕緣的少膠VPI工藝 其應用情況如何
答:VPI即"真空壓力浸漬(vacuum—pressure impregnation)"之意,是針對少膠云母帶作主絕緣的一種使線棒絕緣固化成型的工藝,這種絕緣固化工藝從上世紀40年代起即開始使用.少膠VPI工藝線棒絕緣成型是在線棒上連續(xù)包繞少膠云母帶完成后,在專用容器內(nèi)通過抽真空將線棒絕緣層間的空氣排除,用高壓將無溶劑浸漬樹脂注入絕緣層中,再置于模具中經(jīng)過高溫固化使絕緣成為一個整體.少膠VPI絕緣成型工藝的特點是生產(chǎn)效率高,
絕緣的整體性能好,絕緣層問可以基本做到無氣隙,因而絕緣內(nèi)部的氣體游離放電,電暈和發(fā)熱較小,絕緣壽命好;但其生產(chǎn)設備價格昂貴,工藝復雜.
國外采用該絕緣工藝的廠家較多,到目前為止,已應用在額定電壓為27kV的汽輪發(fā)電機組和額定電壓為20kV的水輪發(fā)電機組上.國內(nèi)有的廠家也開始使用VPI工藝.
35.線棒主絕緣的多膠固化工藝有哪些 其應用情況如何
答:多膠固化工藝是針對采用多膠云母帶作主絕緣的一種使線棒絕緣成型的固化工藝.多膠連續(xù)絕緣的固化又分為多膠真空模壓和多膠液壓工藝,這種工藝對生產(chǎn)工藝和設備要求較低,在上世紀50年代已開始應用.
線棒多膠帶真空模壓成型工藝,是在線棒上連續(xù)包繞多膠云母帶完成后,采用真空干燥除去絕緣層和云母帶中的空氣,揮發(fā)成分,再置于模具中加熱,加壓,使云母帶中多余的樹脂流動,填充絕緣層中的空隙,樹脂固化后,絕緣層中基本無空隙.這種方法可將半導體防暈層一次模壓完成,即將防暈層與主絕緣同時包扎后一起固化,使得防暈層與主絕緣黏接為無氣隙的整體,有效提高防暈效果.多膠模壓方法雖然應用壓模較多,生產(chǎn)效率較低,但線棒形狀是最好的.更低一些電壓等級的電機線圈,直接加熱模壓,不用抽真空處理.
線棒多膠液壓成型工藝,是在線棒上連續(xù)包繞多膠云母帶后,將線棒送人專用液壓罐,經(jīng)過真空干燥處理后,以瀝青為介質(zhì)加溫加壓使絕緣固化成為一個整體.但這種工藝的線棒幾何尺寸不如模壓線棒精確.
國外使用多膠液壓成型工藝的廠家也有不少,目前已應用于額定電壓為24kV的發(fā)電機上.
國內(nèi)生產(chǎn)廠家目前在大型發(fā)電機組上基本采用多膠連續(xù)絕緣和多膠熱模壓絕緣成型工藝.采用多膠絕緣熱模壓工藝生產(chǎn)并已投運的汽輪發(fā)電機最高額定電壓達到22kV,水輪發(fā)電機最高額定電壓達到20kV.
36.什么皂黑絕緣 什么是黃絕緣
答:黑絕緣是以前發(fā)電機定子繞組主絕緣采用瀝青云母絕緣的俗稱,而黃絕緣是主絕緣采用環(huán)氧玻璃粉云母絕緣的俗稱.目前,黑絕緣已經(jīng)淘汰,黃絕緣廣泛用于B級和F級發(fā)電機絕緣.
37.條形定子線棒由哪些部分組成
答:定子波繞組條形線棒由多股銅導線和主絕緣構成,線棒的兩端設有連接接頭.水內(nèi)冷機組的線棒內(nèi)部還有空心導線或空心不銹鋼冷卻水管.其中,編織導線本身也是自帶絕緣的導線,導線絕緣材料包括股間絕緣材料,排間絕緣材料,換位絕緣材料,換位填充材料等,此外在主絕緣包繞前,還有導線外表均勻電場分布的內(nèi)均壓層材料等.定子線棒局部剖析圖見圖2-4.
38.什么是線棒的內(nèi)均壓層 其作用是什么
答:線棒的內(nèi)均壓層是在線棒各股線編制組合并膠合成為一體后,在主絕緣包繞前,進行的半導體均壓處理層.線棒內(nèi)均壓層的作用與高壓電力電纜的內(nèi)屏蔽層的作用類似.電纜內(nèi)屏蔽的作用是使導體與絕緣層良好接觸,消除導體表面因不光滑引起的局部電場畸變.
內(nèi)均壓層的作用主要有兩個:一是均勻?qū)w外部電場,并消除主絕緣與導體間的氣隙;二是相當于加大了導線的圓角半徑,可以改善角部電場分布,起到降低最大電場強度的目的.
內(nèi)均壓層結構上有涂刷半導體漆(膠)或包繞半導體帶的方式.因此,這種線棒如果在現(xiàn)場作局部修理時,應注意保持其結構上的完整性.
39.什么是渦流 什么是集膚效應 發(fā)電機線棒如何克服渦流和集膚效應
答:當交流電流通過導線時,在導線周圍產(chǎn)生交變的磁場.處在交變磁場中的整塊導體的內(nèi)部會產(chǎn)生感應電流,由于這種感應電流在整塊導體內(nèi)部自成閉合回路,形似水的旋渦,所以稱做渦流.因為金屬導體電阻很小,因此這種感生電流很大,造成發(fā)熱損耗.
在直流電路內(nèi),均勻?qū)Ь€的橫截面上的電流密度是均勻的,而當交流電通過導線時,由于交變磁場的作用,在導線截面上各處電流分布不均勻,中心處電流密度小,而越靠近表面電流密度越大,這種電流分布不均勻的現(xiàn)象稱為集膚效應(也稱趨膚效應).集膚效應的原因也是因為渦流的存在.交流電的頻率越高,則集膚效應越嚴重.此外集膚效應也使得線棒內(nèi)部的導線載流能力下降.
發(fā)電機的線棒截面都比較大,渦流和集膚效應都會使線棒造成嚴重的發(fā)熱,所以克服發(fā)電機線棒發(fā)熱的辦法是將線棒內(nèi)的導體設計成由若干股相互絕緣的細小導線并聯(lián)組成.如某發(fā)電機其設計的支路電流為2000A,其每根線棒由44股2.5×8mm規(guī)格的雙玻璃絲包線并聯(lián)并經(jīng)換位編織而成.
40.什么是循環(huán)電流 發(fā)電機線棒如何克服循環(huán)電流引起的損耗
答:定子繞組的線棒是由多股相互絕緣的導線組成的,線棒放置在線槽中,由于每根導線所處的位置不一樣,則其所交鏈的磁通也不一樣,故感應的電勢也不一樣.由于組成線棒的各根股線在線棒兩端是并聯(lián)在一起的,因而會在單根線棒內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流,引起附加的發(fā)熱和損耗,這個環(huán)流稱為循環(huán)電流.由循環(huán)電流引起的附加損耗比集膚效應產(chǎn)生的附加損耗大得多.因此,發(fā)電機線棒通過內(nèi)部導線換位來減少這種由循環(huán)電流引起的損耗.
41.什么是換位 什么是"羅貝爾線棒"
答:所謂"換位",即線棒內(nèi)部的多根股導線在線棒直線段進行交叉換位,通過導線空間位置的改變,使各股線交鏈的磁通盡可能均衡,產(chǎn)生基本相等的感應電勢,以消除線棒內(nèi)的內(nèi)部環(huán)流,降低線棒損耗.可見,組成線棒的每根股導線并不是與線棒長度等長的直線,而是略長,因要在線棒直線段進行編織換位.這種進行了編織換位的線棒稱為羅貝爾線棒,也即編織線棒(典型的羅貝爾線棒編織接線見圖2-5).目前,大容量的發(fā)電機均采用這種線棒.
羅貝爾換位的標準定義是:組成線棒的股線排成兩列,各股線在鐵芯全長范圍內(nèi)依次以相同的間隔兩次由一列跨越到另一列,并按一定的規(guī)律加以編織使每一線股占據(jù)兩列中的所有垂直位置.
圖2.5典型的羅貝爾線棒編織援線
在水內(nèi)冷的發(fā)電機線棒中,線棒內(nèi)帶有冷卻水管,基于同樣的道理,無論這些水管是否參與導電,也需要與實心導線一樣進行編織換位.
42.線棒有哪些換位方式 各有什么特點
答:一般比較傳統(tǒng)而常用的是360°換位,即線棒內(nèi)的每根導線通過槽部直線段進行編織旋繞換位后,在線棒直線段的另一端回到換位前相同的位置.360°換位方式在線棒端部沒有換位.由于定子繞組端部漏磁通的關系,端部各股線處于電機端部磁場的不同空問位置,也將感應不同的電勢,造成各股線感應電勢不平衡.各股線內(nèi)仍有環(huán)流流過,引起端部附加損耗增加.因此,為解決這個問題,又有了其他的不同角度的換位,根據(jù)導線編織換位后的空間角度,還有540°,312°,360°加直線段空換位等換位方式.如根據(jù)一些電廠的試驗表明,312°,329°等不完全換位就優(yōu)于360~換位.這種不完全換位利用各股線在槽部感應電勢的差異來抵消端部漏磁場在線棒端部所感應的不同電勢,從而使線棒各股線問的環(huán)流降低,以減小線棒端部損耗;但線棒的繞制工藝相對比較復雜.540°換位就是在線棒除在直線段360°換位后還在線棒端部繼續(xù)換位或槽部540°換位而兩端部不換位.線棒內(nèi)股導線各種換位方式示意圖見圖2-6.圖2—6線棒內(nèi)股導線各種換位方式,下意圖
水輪發(fā)電機一般多采用360°(或小于360°)的換位,汽輪發(fā)電機多采用540°換位.
43.絕緣材料的耐熱等級如何分類 發(fā)電機使用什么等級的絕緣
答:影響絕緣材料使用壽命的因素有很多,其中使用溫度的影響最大.因此,各種絕緣材料都有一定的極限使用溫度,即在此溫度下長期使用時,絕緣材料的物理,機械,化學和電氣性能不發(fā)生顯著惡性變化,如超過此溫度,則絕緣材料的性能發(fā)生質(zhì)變,或引起快速老化.因此,絕緣材料最高允許工作溫度是根據(jù)它的經(jīng)濟使用壽命確定的.目前絕緣材料的使用溫度共分9級(以前分為7級),我國和國外的絕緣材料耐熱等級分類都是一致的.
表2-1 絕緣材料的使用溫度分級
現(xiàn)發(fā)電機絕緣多使用B級,F級絕緣,電動機多使用E級,B級絕緣.
44.什么是發(fā)電機的溫升和溫升限度 實際運行中如何確定溫升
答:電氣設備的標準中,對絕緣材料的耐熱通常規(guī)定的是溫升而不是溫度.溫升是指某一點的溫度與參考(或基準)溫度之差,顯然,溫升反應了設備自身的發(fā)熱特點.在電機中一般都采用溫升作為衡量電機發(fā)熱的標志,因為電機的功率是與一定溫升相對應的.因此,只有確定了溫升限度才能使電機的額定功率獲得確切的意義.發(fā)電機的溫升即是指發(fā)電機某部件與周圍冷卻介質(zhì)溫度之差,稱該部件的溫升.發(fā)電機的溫升限度是指發(fā)電機在額定負載下長期運行達到熱穩(wěn)定狀態(tài)時,發(fā)電機各部件溫升的允許極限.電機溫升限度,在國家標準《旋轉(zhuǎn)電機定額和性能》(GB755—2000)中有明確的規(guī)定.
如B級絕緣空氣冷卻的發(fā)電機繞組,其極限溫度為130℃,考慮其風冷器的出口風溫為40℃,則發(fā)電機繞組的最大允許溫升是為85K.但在實際運行中,檢溫計所測出的最高溫卻并不一定就是整個發(fā)電機繞組絕緣的最高溫度,一方面檢溫計可能存在誤差,另一方面考慮到發(fā)電機各部位的發(fā)熱不均勻和一定的可靠性,電廠實際運行中所控制的溫升還要低一些,如70K.
45.發(fā)電機有哪些防暈材料
答:(1)防電暈漆.防電暈漆是防電暈的主要材料,按其電阻值高低可分為低阻,中阻,高阻漆.按漆基不同可分為醇酸防暈漆,環(huán)氧防暈漆,前者目前已淘汰.防暈漆由漆基,導電材料,填料,溶劑混合經(jīng)球磨后過濾而成.在使用前加入干燥劑,以適量溶劑調(diào)整黏度,再攪拌均勻.一般要求防暈漆的黏結性好,漆的固體含量不于50%,表面電阻率符合要求,低阻漆表面電阻率應為1×103～l×105Q;高阻漆表面電阻率應為1×109～1×1012Q,非線性高阻漆還要要求阻值能隨場強變化.
(2)防暈帶.分為低阻帶和高阻帶,低叭帶主要有含鐵石棉帶和浸半導體低阻漆的無堿璃纖維帶.鐵質(zhì)石棉帶由石棉纖維紗編織而成;低阻帶用于線棒線槽部分.高阻帶采用浸半導體高阻漆的無堿玻璃纖維帶制成,用于線棒端部部分.
(3)低阻材料.主要有乙炔黑,它是氣態(tài),液態(tài)或固態(tài)有機物不完全燃燒時析出的碳,用作防電暈漆的導電基.此外還有石墨,它是碳的一種結晶體.
(4)高阻材料.主要是碳化硅,用于配制高阻非線性漆.碳化硅具有非線形電阻特性,其電阻率隨外施場強下降,也即具有調(diào)節(jié)場強的能力,使槽口外端部線棒表面電位均勻分布.對于端部采用的碳化硅涂層,中電阻采用320～400目碳化硅配制,高電阻采用1600～1800目碳化硅配制.
(5)半導體槽襯材料.半導體布,紙如半導體聚脂無紡布等;半導體硅橡膠,橡皮;半導體玻璃布板;現(xiàn)場配制的半導體適形氈,半導體膠等.各廠家的材料區(qū)別較大.
46.定子線棒的防暈結構是怎樣的
答:根據(jù)發(fā)電機繞組電暈的特點,發(fā)電機線棒的防暈結構采用的都是直線段防暈和端部防暈相結合的方式,具體的結構和尺寸因廠家而異,各廠家都采用了不同的材料和防暈方式.還有重要的一點是,線棒的防暈結構是和線棒在槽內(nèi)的固定方式密切相關的.線棒防暈結構示意圖見圖2-7(圖中高阻防暈保護區(qū)的厚度為夸大畫出);線棒外表防暈層見圖2-8.
(1)線棒直線段部分(即線棒與鐵芯線槽相接觸的部分)防暈暈.這個直線段的長度比鐵
2—7線棒防暈結構示意圖
圖2—8線棒外表防暈層芯線槽長度略長,需進行低阻防暈處理,主要是采用低阻防暈帶和低阻防暈漆(半導體槽襯結構是配合線棒進行處理的)進行防護.
(2)線棒端部防暈.線棒上下端部防暈是指線棒出線槽后(低阻區(qū)結束)的一段經(jīng)R彎部到線棒端部斜邊這一部分進行防暈處理,端部為高阻防暈段,高阻區(qū)與低阻區(qū)還有一小段高低搭接區(qū).端部防暈也是采用防暈帶和防暈漆.不同的廠家其線棒防暈結構在直線低阻區(qū)差別不大,但在端部材料的使用上有較大的區(qū)別.有的利用碳化硅的非線形特點采用單級防暈或多級防暈結構,也有的使用多種端部防暈漆多級結構.目前也有廠家對自高低阻搭接區(qū)直至線棒電接頭部分的全部端部進行高阻防暈處理.
47.定子線棒的防暈處理有哪些方式
答:常用的方式有刷包型,涂敷型和隨線棒主絕緣一次成型等.
(1)刷包型防電暈處理.線棒主絕緣壓型固化完成后,線棒經(jīng)修飾尺寸,線棒表面刷防暈漆,干后平包低阻石棉帶或半迭包低阻無堿玻璃纖維帶,再刷防暈漆.
(2)一次成型防電暈處理.在包完主絕緣后,在槽部和端部主絕緣外面分別包低電阻防暈帶和高電阻防暈帶,同時在高電阻防暈帶外面加包一定層數(shù)的附加絕緣(附加絕緣材料與主絕緣材料相同,層數(shù)與定子電
壓等級有關,但也有的廠家工藝不采用附加絕緣).然后防暈層,主絕緣一起放人模具中一次熱壓成型.
(3)涂敷型防電暈處理.線棒在主絕緣固化成型后,在線棒表面涂敷高低電阻防暈漆.國外一些廠家采用涂敷型防電暈處理,結合半導體槽襯結構使用.
48.什么是定子端部整體防暈
答:定子端部線棒的防暈為高阻區(qū)域,但是,一般高阻防暈層只從線棒直線段低阻防暈層搭接開始到線棒端部斜邊的某一尺寸止,即屬于區(qū)域防暈.所謂定子端部整體防暈結構,是將高阻防暈區(qū)域擴大到定子整個端部,即端部的線棒部分,口部墊塊,斜邊墊塊(及其適形氈),端箍等均噴涂高阻半導體漆(或其浸漬帶,氈),有的連定子匯流環(huán)也采用了同樣的工藝.這種結構能更有效地防止端部電暈和端部異相間的電暈,是目前為止對端部防暈考慮得比較周詳?shù)囊环N方式.
49.水內(nèi)冷定子線棒內(nèi)的導線有哪些構成方式 各有什么特點
答:(1)全部由空心導線組成.冷卻效果很好,但定子槽的利用率低,銅損較大,造價也高,目前已很少有廠家采用這種方式.
(2)實心銅導線和空心銅導線的組合.空心銅導線也參與導電.銅損較低,冷卻效果較好.但是冷卻水會對銅產(chǎn)生腐蝕,這與銅線材質(zhì),水溫,水的導電率,水速,水的含氧濃度等因素有關.這是目前水內(nèi)冷應用比較多的方式.
(3)實心銅導線和空心不銹鋼冷卻管的組合.空心不銹鋼不參與導電,只提供冷卻,優(yōu)點是線棒的附加損耗低,不銹鋼導熱性能優(yōu)異,長期運行中,基本無導電離子在水中溶解.相應地定子槽利用率降低,但線棒本身的剛度得以提高.這也是目前應用較多的一種方式.
總之,導水的空心導線和實心導線的數(shù)量應選擇一個最優(yōu)搭配,空心導線過多,則損耗大,實心導線過多則各股線間的溫差大.水內(nèi)冷線棒的結構與水接頭見圖2—9.圖2—9水內(nèi)冷線棒的結構與水接頭
50.定子繞組水內(nèi)冷如何組成水冷卻回路
答:定子繞組一般采用同支路的4～8根線棒串聯(lián)成一條水路.串聯(lián)線棒太多,則冷卻水的溫升和水壓降都會增大;太少則匯水母管和線棒間進出水接頭太多.對于冷卻水的流速也有要求,流速太慢,則影響散熱,流速太快,則容易引起空心線的磨損,特別是銅線.以冷卻水的流速一般取100～200eITl/s.定子線棒進水壓力和流量以及并聯(lián)水路數(shù)的設計和選擇,主要是使各并聯(lián)水路流量均等,各線棒的溫度基本相等.
在運行中,定子內(nèi)的匯水總管位于地電位,而各定子線棒處于其運行電位.由線棒水接頭(也是運行電位)接至匯流管(地電位)的引水管為絕緣水管,多采用耐熱和耐電性能都很好的聚四氟乙烯塑料.絕緣引線的長度一般都大于500ram.水內(nèi)冷機組端部見圖2.10.端部見圖2.10.圖2-10水內(nèi)冷機組端部
51.水內(nèi)冷定子線棒有哪些檢漏環(huán)節(jié)
答:水內(nèi)冷線棒制造工藝復雜,制造廠在線棒成形前,要對空心股線逐根進行水壓,滲漏和流量測量,還要進行超聲波和高頻渦流探傷檢查,保證導線表面和內(nèi)部無缺陷和微小裂紋.線棒經(jīng)過編織,壓型,絕緣包繞,固化成型,水接頭焊接等工序,每一個環(huán)節(jié)都有可能對線棒內(nèi)的空心導線造成損傷,且水接頭的連接工藝復雜,水接頭部分的焊接制造和檢漏都是在制造廠內(nèi)完成.因此單根線棒制造完成后,還要對單根線棒進行水力試驗,
主要項目有:通流試驗,流量和壓差試驗,冷熱循環(huán)沖擊試驗,
水壓試驗及針對水接頭焊接的氣體檢漏試驗等.氣體檢漏試驗以往采用氟利昂為介質(zhì),基于環(huán)保的原因,現(xiàn)已不用.現(xiàn)廠家采用氦氣檢漏,主要是利用氦氣分子小,穿透力強的特點來檢驗線棒
的密封性能.氣體檢漏是在經(jīng)過冷熱循環(huán)沖擊試驗及水壓試驗的考驗之后進行,故便于發(fā)現(xiàn)線棒水接頭的焊接質(zhì)量方面的缺陷.
一般定子線棒在現(xiàn)場完成下線和管路連接后,對線棒要進行氣密試驗(現(xiàn)場可采用干燥氮氣或干燥壓縮空氣),合格后再進行約30min,1.5MPa左右的水壓力的滲漏試驗,并且在0.1MPa的壓力下測得的各支路上的流量值的偏差值不大于±10%.在發(fā)電機運行維護的過程中,也要定期進行檢漏試驗.
52.線棒接頭有哪些連接方式
答:條式線棒是以單根形式下人定子鐵芯線槽的,因此,線棒問必須有很好的電氣連接才能連接成電氣回路.目前大型水輪發(fā)電機組線棒接頭根據(jù)接頭采用釬焊焊料的不同,主要有兩種連接方式:錫焊和銀銅焊.
錫焊的方式是首先在兩根線棒的接頭上套上銅質(zhì)并頭套,然后楔緊.整形完成后整體加熱灌滿焊錫,形成較好的電氣連接.由于焊錫的液相線較低,一般在183～264%左右,故使用溫升有一定的限制,接頭通過的電流不能太大.
銀銅焊目前主要有對接和搭接兩種方式,首先在每根線棒上焊有銅質(zhì)連接接頭,上下層需連接的線棒接頭在下線完成后就已靠攏在一起(以往線棒沒有設計連接接頭,而是采用連接板的方式;更早的還有線棒的股線與股線直接對接的方式,均已淘汰).在這兩個接觸面上夾上銀焊片,然后加熱使銀焊片熔化,達到使兩接頭良好接觸的目的.由于銀基釬焊焊料的熔點溫度一般高于600%,故接頭允許溫升較高,通流能力很強,廣泛用于大容量
機組的定子接頭連接中.圖2.11為線棒銅焊接頭示意圖.銅焊電接頭
2-11線棒銅焊接頭示意圖
水內(nèi)冷發(fā)電機線棒由于有水路和電路,因此線棒的水接頭和電接頭需要分開連接,電接頭的連接方式與一般線棒銅接頭類似.水接頭是將線棒內(nèi)的導水管抽出,在制造工廠內(nèi)已制成單獨的水接頭,現(xiàn)場只需引出即可,因此在發(fā)電機安裝和檢修維護
中,其連接都比電接頭要簡單,但它的技術難度和工藝要求都遠在電接頭之上,見圖2.9.
53.什么是釬焊 什么是硬釬焊 什么是軟釬焊
答:連接接頭與熔點比它低的焊料共同加熱至某一溫度,在連接接頭材料本身沒有熔化的條件下,焊料熔化并潤濕連接面,通過二者的擴散形成良好的接觸,冷卻后即成為牢固的整體.這種借助熔化的填充金屬(焊料)來連接金屬零件的焊接方式稱為"釬焊".
焊料熔點溫度高于450℃的釬焊稱為硬釬焊,發(fā)電機常用的焊料有銀基釬焊料和銅基釬焊料;低于450℃則稱為軟釬焊,發(fā)電機常用的有錫基焊料和鉛基焊料.
54.什么是大過橋 什么是小過橋
答:定子繞組要將同相帶的線棒連接成完整的一相繞組,需要將對應于不同磁極(N極和S極)下的線棒連接起來,這個連接線就稱為極間連接線,俗稱"大過橋".從定子繞組方塊圖中可以很清楚地看到這個大過橋,如對A相某支路,就是連接A
相帶區(qū)域和x相帶區(qū)域的連接線.
定子繞組采用波繞組的連接方式,如果其合成節(jié)矩大小采用的正好是一對極距的距離,則繞組繞行一周后將回到出發(fā)的那個槽而形成閉合.為了將本相本支路的所有的線棒全部連接成繞組,需要人為地將連接線前進或后退一個槽才能使繞組繼續(xù)繞行下去.對雙層繞組來說表現(xiàn)為兩個相鄰的上下層線棒之間的連接,這個連接線俗稱"小過橋".小過橋的外形僅比普通絕緣盒大一些且為斜式,故現(xiàn)場又稱為斜并頭套,外部絕緣盒稱為斜絕緣盒.
55.定子繞組接頭的絕緣處理有哪些方式
答:定子繞組接頭的絕緣主要考慮相鄰接頭的絕緣距離和接頭對地的絕緣距離.定子線棒接頭絕緣以往曾采用手工包扎的工藝方式,現(xiàn)已淘汰,目前均采用接頭絕緣盒的方式.絕緣盒有盒內(nèi)注膠和不注膠兩種方式.對風冷發(fā)電機的定子接頭,一般采用接頭絕緣盒注膠工藝.這種結構絕緣方面的性能很好,但不利于接頭散熱.絕緣盒采用酚醛玻璃纖維或聚酯玻璃纖維絕緣盒,按不同的接頭外型壓制而成.根據(jù)不同的電壓等級和電流大小,絕緣盒要考慮與線棒接頭絕緣部分的搭接長度和距離接頭并頭套的距離,這在檢修和安裝中都是要嚴格掌握的.上下接頭絕緣盒的結構基本一樣,只是從現(xiàn)場的角度看,上部的絕緣盒為無底,也
稱通底絕緣盒.對于有引線的線棒接頭,大過橋等還是采用手工包繞的方式.
水內(nèi)冷的線棒接頭由于有水接頭,因此沒有采用注膠成為實體的方式(以往也采用過注膠式的方式),而是將絕緣盒加長,然后固定在接頭上以滿足相鄰接頭的絕緣要求,對地的絕緣主要靠線棒端部本身的絕緣距離.因此這種結構的發(fā)電機定子,其端部的潔凈度要比接頭注膠式的結構要求高,當然,它的散熱能力及運行維護中的可檢查性都比注膠結構要好.所以,水內(nèi)冷發(fā)電機在轉(zhuǎn)子下部都設置有一個粉塵收集系統(tǒng),以便收集和除去在制動時制動瓦上產(chǎn)生制動粉塵,以消除粉塵對定子和轉(zhuǎn)子的污染.
56.定子線棒和鐵芯線槽間允許有多大的間隙 應采用哪些措施消除間隙
答:根據(jù)電機槽部防電暈的要求,理論上,發(fā)電機定子線棒與鐵芯線槽壁間的間隙越小越好.以往老式的黑絕緣由于有受熱膨脹的熱塑性特點,因而在運行中,微小的間隙可以得到自動的補償;但黃絕緣屬熱固性材料,熱膨脹性很小,因此,間隙在運行中依然存在.環(huán)氧粉云母絕緣的介電常數(shù)比瀝青云母絕緣的介電常數(shù)要大,因此在線棒與鐵芯線槽壁同樣的間隙情況下,環(huán)氧粉云母絕緣比瀝青云母更容易放電.據(jù)研究,線棒與鐵芯線槽壁間的間隙在0.2～0.3mm時,是環(huán)氧粉云母絕緣最易產(chǎn)生局部放電的危險間隙,因此,二者的間隙必須小于此值才好.但線棒的制造工藝和定子鐵芯片的加工和安裝很難滿足防電暈的無間隙要求.為解決這個問題,從制造方面采取的措施有:①提高硅鋼片疊片質(zhì)量;②縮小線棒公差;③加強槽內(nèi)固定,使防暈層與鐵芯間有良好的穩(wěn)定接觸點.在安裝方面,傳統(tǒng)的防電暈方法是在嵌入線棒后,在線棒與槽壁之間加插半導體墊片,使其間隙小于0.3nun.近年來,制造廠從結構和工藝方面進行了改進,以保證線棒與槽壁間隙最小.而國外的發(fā)電機則采用了很多補償?shù)霓k法以消除間隙,如半導體槽襯等.
57.發(fā)電機定子線棒在定子線槽中的固定有哪些要求 有哪些固定方式
答:在發(fā)電機運行及起,停過程中,線棒因承受電磁力,熱效應和機械應力的綜合作用,還有在嚴重的短路情況下發(fā)生的振動和沖擊,可能出現(xiàn)變形和位移.因此要求繞組固定可靠和長期運行中不產(chǎn)生線棒下沉,磨損及電暈,電腐蝕等問題.線棒直線段嵌入鐵芯槽中,必須使線棒表面與鐵芯槽壁之間有良好的機械接觸,同時為了防止電暈,又必須使線棒外表面和鐵芯槽壁之間有良好的電氣接觸.
線棒在槽內(nèi)的固定方式有:
(1)傳統(tǒng)工
藝方式.傳統(tǒng)的方法是在線棒的外表面纏繞低阻鐵質(zhì)石棉帶或低阻帶直接與線棒主絕緣一起成型,而線棒與槽壁之間的空隙,在安裝線棒時,用半導體板將其塞滿,總體而言,是屬于剛體間的連接;但如果塞之不緊,就有可能使線棒與鐵芯槽壁的兩個側面接觸不良,從而可能導致不良后果.
(2)半導體適形氈工藝.是在線槽的槽底,上下層線棒間和楔下采用半導體適形氈材料,也可有效地解決大型立式機組發(fā)電機線棒的機械固定和防電暈問題,但其安裝工藝比較復雜,半導體浸膠氈固化前的壓縮量較大,其"火候"較難掌握,且長期運行后發(fā)電機線棒的可修性較低.
(3)半導體槽襯固定方式.在線棒下人鐵芯線槽前,在線棒的外面,采用半導體材料包縛如半導體紙,半導體膠等,然后將其下人線槽,固定在槽內(nèi).線棒本身表面的防暈層并未直接與鐵芯壁相接觸,而是通過這層半導體槽襯與鐵芯壁接觸.這些方式下線前按線棒外形尺寸與槽寬的偏差可在下線前進一步確定槽襯的補償量,將線棒直線段加包的半導體墊層厚度調(diào)整到合適的程度.采用半導體槽襯的線棒固定方式都能有效地保證線棒在線槽內(nèi)的防暈要求,線棒和鐵芯槽壁都有很好的電氣接觸,基本可以消除二者之間的氣隙.由于膠固化前本身的可塑性,可以補償鐵芯線槽壁表面存在的微小機械公差;同時也可以有效地抵消由于
鐵芯槽段不平在線棒外絕緣表面產(chǎn)生的局部機械應力.
此外,還有在槽內(nèi)線棒一側置放半導體板,在槽部另一側采用半導體斜楔(或半導體波紋板)來固定線棒的方式,多用于汽輪發(fā)電機.
58.線棒半導體槽襯固定工藝有哪些方式 各有什么工藝特點和要求
答:(1)半導體硅橡膠的彈性固定工藝.
發(fā)電機線棒在下線前,首先將一定寬度的半導體紙對折,然后在對折張開成"V"形的半導體紙內(nèi),利用專用設備均勻涂上室溫固化的具有彈性的膠狀硅脂復合膠,以夾膠后的半導體紙作纏繞帶,均勻地平纏在線棒直線段上(即所有與鐵芯壁接觸的部分).在膠未固化的情況下,將線棒快速下人鐵芯線槽.該膠的最大特點是具有自行膨脹性能,固化后也有一定彈性,因此線棒與鐵芯的尺寸配合可以稍大,包繞后的線棒可以很容易下入鐵芯槽,一定時間后,膠膨脹固化,使線棒與鐵芯有很好的機械接觸,這種彈性材料可以補償因溫度變化引起的熱膨脹和運行中可能出現(xiàn)的位移,有利于發(fā)電機的安全運行,這種結構工藝可稱為
線棒彈性固定工藝.膠被半導體紙所覆蓋,故線棒屏蔽表面與鐵芯槽壁是通過半導體紙連接,較好地保證了電氣接觸,以有效地防止槽部電暈.采用這種工藝的線棒在安裝時可輕易地在鐵芯槽中作少許的垂直移動,以定位及對正上,下層線棒的電接頭,因此線棒的安裝也較為方便.
(2)半導體紙與半導體膠配合的槽襯工藝.
這種工藝采用的是在定子線棒直線段包敷半導體紙裹半導體膠的方法.即在專用工具上,鋪好與線棒直線段長度相當?shù)囊欢▽挾鹊陌雽w紙,然后在紙上相對線棒寬面的對應部分均勻涂敷一定厚度的半導體膠,在涂好膠的包敷紙上成"U"形夾好線棒,在膠未固化時下入鐵芯線槽.半導體膠在室溫固化的過程中,沒有自行膨脹的能力.這種工藝的優(yōu)點是:線棒本身的防暈層與涂裹的半導體膠有很好的接觸,可以有效地避免可能發(fā)生的槽內(nèi)電暈.線棒表層通過膠,紙與鐵芯壁接觸,待膠固化后,使線棒表面與鐵芯壁有很好的機械和電氣接觸.這種工藝操作上相對比較復雜,在下入線槽后線棒不能上下移動,
否則會拉壞半導體包敷紙,造成返工.因此,在下入線棒前需要仔細確定線棒垂直高度,尤其是下入上層線棒時更應仔細對
正電接頭,否則就需要返工,造成材料和工時的浪費.由于裹膠后線棒厚度增加,線棒下入線槽時也極易刮壞半導體紙而造成返工.
(3)多層半導體氈固定工藝.
這種工藝方式是將線棒鐵芯段絕緣表面清理光滑,然后分別測量線棒和線槽尺寸,計算槽壁間隙大小,在線棒鐵芯段絕緣表面涂刷低阻半導體漆,將厚度合適的一層或多層低阻半導體氈包貼,粘牢在線棒的槽內(nèi)底面和兩側面,呈"u"形狀.若粘貼多層半導體氈時,層問需涂刷低阻半導體漆,在漆未干時,用下線機平整地把線棒嵌入槽內(nèi),要求其兩側面和底部間隙不超過0.05mm,槽部防暈層與鐵芯之間的電阻值低于10kQ,如不滿足緊度和槽電阻要求,則線棒必須拔出重裝,直至合格.
(4)線棒外涂半導體膠的工藝.
與上述必須在下線前配合制作半導體槽襯的工藝不一樣,這種工藝的槽襯是事先就在制造廠完成了.這種結構通常使帶半導體槽襯的線棒與鐵芯線槽形成過盈配合.如以導電性室溫固化(CRTV)硅橡膠,做成半導體防護層,在工廠內(nèi)模壓到線棒外側,以過盈配合的方式嵌入槽內(nèi).這種可壓縮的材料既可補償線棒熱膨脹和運行位移,又可使線棒防暈層和鐵芯線槽壁之間保持良好地接觸,以防電暈產(chǎn)生.但這種線棒在安裝時壓人鐵芯線槽,或需更換時從線槽中拔出線棒,需使用專用的液壓操作工具.
半導體槽襯固定工藝見圖2-12.
圖2-12半導體槽襯結構的線棒在鐵芯線槽內(nèi)的固定
59.定子槽楔有哪些結構型式
答:發(fā)電機線棒在運行中承受電磁力和機械振動,槽楔的松緊程度直接關系到線棒的緊固,因此有效的線棒緊固系統(tǒng)是十分必要的.
(1)傳統(tǒng)中較為常用的方法是由槽楔(一定斜度)和其下面的斜楔組成楔對,相互楔緊,槽楔與線棒均是硬連接(剛性),由于熱脹冷縮現(xiàn)象和長期運行后絕緣材料一定的收縮,槽楔就會出現(xiàn)松動現(xiàn)象,這就需要在檢修中重新楔緊槽楔.
槽楔有平式和斜式兩種,平式槽楔不易打緊,現(xiàn)已淘汰.目前主要使用斜楔對,即上層的槽楔與其下層的斜楔形成斜楔對,上,下楔的表面傾斜率一般為1:120左右.
(2)波紋彈簧墊條的槽楔緊固系統(tǒng).這種方式我國多用于大型汽輪發(fā)電機.國外的大型水輪發(fā)電機定子多采用這種緊固方式.彈性槽楔在國外應用的時間較長,技術相對比較可靠.在長期運行中,由于槽楔可能出現(xiàn)的松動,由波紋彈簧墊條的伸縮(厚度方向)自動補償,來保持線棒處在緊固狀態(tài).顯然,這種方式對波紋彈簧墊條的材質(zhì)要求是很高的,它在長期受壓和熱脹冷縮的作用下要保持恒久的彈性.這種方式對加強定子線棒槽內(nèi)固定,提高電機安全運行具有十分重要的意義.
(3)硅橡膠楔下墊條.利用硅橡膠的彈性,將硅橡膠材料制成楔下墊條,在打槽楔時放置在斜楔下層墊條的里面,因此也可以采用半導體的硅橡膠墊條(貼近線棒表面布置).既可以配合普通斜楔對,也可以配合波紋墊條,但其補償量有限.
(4)輔助固定方式.為了加強槽楔的固定,防止槽楔的串動,還有的廠家設計了發(fā)電機安裝時在槽楔和下面的斜楔接觸面之間涂抹一層室溫固化膠,同時在鐵芯線槽固定槽楔的兩側鴿尾也涂抹室溫固化膠.
60.定子繞組端部為何需要綁扎 其結構是怎樣的
答:發(fā)電機定子繞組在運行時,繞組的端部將受到電磁力的作用.非正常運行特別是在外部短路或開關非全相等故障情況下,繞組端部要承受很大的徑向交變電磁力,其頻率是兩倍電流的頻率.電動力引起繞組線棒間的機械力作用,若端部固定不良,可能使線棒發(fā)生位移或變形,造成絕緣損傷.因此,端部也必須良好固定以防止繞組端部損壞.端部固定用無緯玻璃絲帶將口部墊塊,斜邊墊塊,端箍(也稱支持環(huán))牢牢地與線棒綁扎在一起,然后浸膠處理,綁扎,固化后成為一個整體.同時端箍通過支架與定子機座固定在一起,見圖2一13.
線棒出槽口部位也是受電磁振動較大的部位,固定不當容易因絕緣磨損而損壞線棒.槽口墊塊也是采用雙斜塊結構,一般多固定采用適形氈工藝將其固定在兩線棒之間.斜邊墊塊
圖2一13端部金屬端箍的綁扎固定
主要加強繞組端部斜邊的機械強度.口部墊塊和斜邊墊塊均采用絕緣墊塊如環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板等.
61.金屬端箍和非金屬性材料端箍各有什么特點
答:在傳統(tǒng)的發(fā)電機端部綁扎固定中,一般采用非磁性金屬材料作端箍.大型發(fā)電機的端箍多采用非磁性鋼如40MnCr72等,端箍的截面有圓形和方型兩種.由于是與線棒綁扎在一起,因此端箍本身也需采用與線棒主絕緣相同的絕緣材料和厚度進行包扎熱壓成型.此工序在工廠分段處理,然后在現(xiàn)場組裝成圓形.端箍處在強磁場中,因而運行中也產(chǎn)生損耗發(fā)熱.隨著技術的發(fā)展,國外大型機組已廣泛采用非磁性非金屬材料作端箍,見圖2—14.
在強度滿足要求的情況下,采用非金屬性材料如絕緣材料作端箍,就徹底地消除了因端箍絕緣的損壞可能導致發(fā)電機定子絕緣事故的可能性,改善了端部電場的不均勻性,降低了端部漏磁損耗.
國外的制造廠家較多的采用了非金屬端箍.如某廠家采用的端箍是一條較粗的玻璃纖維繩,開始安裝時易于布施和與定子繞組端部無間隙綁扎,待全部安裝綁扎完成后,在這條端
圖2-14端部非金屬端箍的綁扎崮定
箍內(nèi)注入室溫固化的絕緣膠,使之充滿玻璃纖維繩,膠固化后,玻璃纖維繩即成為剛體.同樣對匯流環(huán)也采用類似的綁扎工藝,不再采用螺桿的連接方式.
還有的廠家的端箍采用的是剛性絕緣材料,在安裝現(xiàn)場拼為整圓.在端箍和線棒間墊適形氈,待膠固化后成為整體,也能做到使線棒和端箍材料間無間隙.對于上,下層線棒之間的加固,有的廠家用含膠的絕緣材料卷成實心圓柱體綁扎在端部上,下層線棒之間,待膠固化后即成為剛體.
62.發(fā)電機埋入式溫度檢測計選用的是什么型式 它在線槽內(nèi)是如何放置的
答:為了在發(fā)電機運行中檢測定子鐵芯和定子繞組的運行溫度,在定子鐵芯和線槽內(nèi)埋置了檢溫計.發(fā)電機大都使用電阻式檢溫計(此外還有利用雙金屬絲的熱偶式檢溫計),所以也稱RTD.這是一種以無感繞法繞制的電阻線圈,利用金屬在不同溫度下有不同阻值的特點來間接反映溫度的變化,溫度越高則所測的電阻值也越高.采用銅元件繞制的檢溫計,在0℃時,電阻為(53±0.2)Q,溫度檢測范圍為0～130%,可用于B級絕緣的發(fā)電機;采用鉑金屬元件繞制的檢溫計,在0℃時,電阻為(100±O.1)Q,溫度檢測范圍為0～150~C,可用于B級,F級絕緣的發(fā)電機.
檢溫計按一定的位置和數(shù)量安放在定子鐵芯背部,線槽底部,上下層線棒之間等.一般將測溫電阻埋置在專用的墊條內(nèi),外形與普通墊條相當,通過屏蔽線引出.近來隨著工藝的改進,上下層線棒間的墊條采用的是一根整體墊條,所以,將RTD直接埋置在墊條內(nèi)(埋置部位也分上中下三部分),安裝和拆卸與普通墊條一樣,大大地簡化了操作工藝.
63.發(fā)電機對定子鐵芯有什么要求
答:發(fā)電機在運行時,定子鐵芯是處在交變磁場的作用之下,因此,會在鐵芯材料內(nèi)產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗,其結果是使鐵芯發(fā)熱,能量以熱的形式消耗掉.發(fā)電機為了減少磁滯損耗,就要求定子鐵芯采用導磁性能良好的硅鋼片;為了減少渦流損耗,需要使硅鋼片片問相互絕緣,且硅鋼片越薄越好.鐵芯損耗中的渦流損耗與電源頻率f2,硅鋼片厚度d2,最大磁感應強度B成正比;與硅鋼片電阻率ρ成反比.所以硅鋼片厚度每增加一倍,損耗增加4倍.理論上電機采用的硅鋼片越薄越好,但太薄將增加生產(chǎn)成本,且機械強度減弱,變薄后硅鋼片的絕緣層所占比例增大,導致疊裝系數(shù)降低,減少了磁路的有效面積.所
以發(fā)電機所采用的硅鋼片厚度多為0.35～O.5mm,兩面漆膜總厚度約為0.02～0.025ram.
64.什么是磁滯損耗
答:磁滯損耗是鐵芯在交變磁場中反復磁化時由于鐵芯材料的磁分子取向不斷發(fā)生變化所引起的能量消耗.它與材料的成分和晶粒大小有關.
65.硅鋼片是什么性質(zhì)的材料 硅鋼片有哪些型式 什么是硅鋼片軋制的"取向"
答:硅鋼片是加入了硅的合金鋼軋制而成的薄鋼板,即采用硅作為合金化材料(硅與鐵形成固溶體型合金,硅鋼片中的含硅量一般不超過4.5%)的電工鋼片.它在一定頻率和磁感應強度下具有較低的鐵損和較高的導磁性能,這種材料屬于軟磁材料.硅鋼片按制造工藝的不同,主要有熱軋和冷軋兩種型式,冷軋硅鋼片的性能要好于熱軋硅鋼片.根據(jù)軋制時硅鋼片內(nèi)部的晶粒方向,冷軋又分為有取向和無取向兩種,其中冷軋有取向的性能好于冷軋無取向的硅鋼片.
硅鋼是立方晶系的多晶體,每個晶體有三個相互垂直的易磁化的方向.所謂取向,指晶粒的易磁化軸的方位與鋼帶的軋制方向一致即沿軋壓方向硅鋼片的磁化性能最好.比如發(fā)電機定子鐵芯齒部磁密高,則定子鐵芯扇形片齒槽對稱軸的方向應與軋制方向一致.
66.什么是鐵磁材料 什么是軟磁材料 什么是硬磁材料 各適合作什么用途
答:鐵磁材料就是導磁能力很強的物質(zhì),如硅鋼,鑄鋼等.它具有以下的基本特征:磁導率μ隨磁感應強度的增大而減小.磁感應強度有一個飽和值.在交變磁場的反復磁化中有磁滯損耗和剩磁.其基本性能可以由磁化曲線和磁滯回線來表征(在特征曲線上可分別確定磁導率μ,磁飽和感應強度Bs,矯頑力Hc,剩磁Br及鐵損P等參量).
簡單地說,磁滯回線較窄的材料就是軟磁材料(或?qū)Т挪牧?;磁滯回線較寬的材料就是硬磁材料.圖2—15為鐵磁材料的磁滯回線).軟磁材料的特點是磁導率高,矯頑力低(一般軟磁材料磁滯回線 硬磁材料磁滯回線
圖2-15鐵磁材料的磁滯回線
肌在1000A/m以下,也即磁化后材料保留的磁性很小),磁滯損耗小,如硅鋼片,電工用純鐵等材料,它適合作傳遞和轉(zhuǎn)換能量的部件,如電機,變壓器的鐵芯.硬磁材料(也稱永磁材料)的特點是矯頑力高,一般Hc在幾千安/米以上,也即磁化后可以保留很高的磁性,如硬磁鐵氧體等材料.它適合作磁場源提供恒定磁場,如永磁發(fā)電機內(nèi)的永久磁鋼.
67.為什么發(fā)電機轉(zhuǎn)子對鐵芯的磁滯性能要求不高
答:發(fā)電機正常運行時,由于轉(zhuǎn)子是以同步轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動,故發(fā)電機定子的旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子鐵芯來說是處在相對靜止的狀態(tài),沒有受到交變磁場的作用,所以也沒有磁滯損耗,只需導磁性能好就可以了.由于是轉(zhuǎn)動部件,因此要求材料強度要好.
68.轉(zhuǎn)子磁極由哪些部分構成
答:轉(zhuǎn)子磁極是構成勵磁繞組的基本元件,是發(fā)電機建立旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應部件.磁極有鴿尾,T尾或雙T尾結構,通過磁極鍵固定在轉(zhuǎn)子磁軛上.結構上磁極主要由磁極鐵芯,磁極線圈,極身絕緣,阻尼繞組組成,此外,還有上下托板,鋼墊板,匝間絕緣等零部件.磁極鐵芯有實心磁極和疊片磁極兩種結構,大型水輪發(fā)電機多采用疊片磁極鐵芯.轉(zhuǎn)子磁極鐵芯多采用1.5mm左右厚度的A3,16Mn或45號薄鋼板沖成的鋼片疊裝而成.而轉(zhuǎn)子磁軛扇形片多采用2～4mm左右厚度的A3,16Mn或15MnVN等薄鋼板沖成.
阻尼繞組由埋設在磁極極靴內(nèi)的阻尼條和磁極端部的阻尼端環(huán)組成.阻尼條一般由軟紫銅棒制成;阻尼端環(huán)由扁的紫銅板制成.阻尼繞組埋設在磁極內(nèi),由磁極問的阻尼連接環(huán)將整個阻尼繞組連通.這個阻尼繞組與勵磁繞組不一樣,平時是看不見的,只能見到端部環(huán)和阻尼環(huán).對抽水蓄能的發(fā)電機,因阻尼繞組在電動機狀態(tài)運行時要作起動繞組,因此結構上與一般發(fā)電機有很大的差異,阻尼繞組的截面大且使用的材料也不一樣.
69.磁極線圈部分是如何組成的
答:大型水輪發(fā)電機的磁極線圈多采用多邊形截面的裸銅排繞制而成,以利于散熱.為增大冷卻面積,有的線匝還設計為特殊外形,使繞組外表面形成帶散熱筋的冷卻面.為了更好的散熱,有的上下相鄰匝的導線還采用了不等寬的銅排交錯排列,此外還有異型銅排,如帶散熱翅的銅排以增大散熱面積.上下層線匝間的匝間絕緣采用環(huán)氧玻璃布(不同的廠家采用的材料不一樣,如三聚氰胺玻璃布板,聚脂玻璃布板等,國外發(fā)電機磁極線圈匝間絕緣多采用Nomex
上膠紙.與銅排導線一起壓制成型.為簡化工藝,有時磁極線圈的上下托板也與線圈一起壓制成型.
磁極線圈的引出線有軟,硬兩種方式,軟接頭的引出是采用多層軟銅片疊裝組成的截面大于銅排面積的連接線,與磁極線圈導線鉚接后再采用錫焊的連接固定方式.硬連接的引出線是采用硬銅排與導線焊接后引出.
上下絕緣托板一般采用環(huán)氧玻璃布板加工而成,在運行中,它起到加強繞組對地絕緣的作用.磁極托板大都采用鉚接式結構,這種結構可以提高材料利用率.現(xiàn)在也采用玻璃纖維模壓的整體式托板和用環(huán)氧板加工成的整體式托板等.
為防止離心力過大使磁極連接部分損壞,轉(zhuǎn)速高的發(fā)電機磁極接頭包括阻尼環(huán)接頭還用了固定在磁軛上的拉桿裝置來加強固定.
70.什么是極身絕緣
答:極身絕緣是指磁極線圈整體壓裝成型后與磁極鐵芯之間的絕緣,其高度一般略低于鐵芯高度.大型發(fā)電機的磁極極身絕緣多采用環(huán)氧玻璃胚布壓制,黏接成型,或用環(huán)氧板直接加工而成.
71.發(fā)電機有哪些冷卻方式
答:水輪發(fā)電機的冷卻方式有很多種,但對大型水輪發(fā)電機而言,目前成熟技術僅限于利用空氣和潔凈的水作為冷卻介質(zhì)來進行冷卻,即空冷和水內(nèi)冷兩種主要方式.水輪發(fā)電機在300MW及以下,利用空氣作冷卻介質(zhì)對定子,轉(zhuǎn)子繞組及定子鐵芯表面進行冷卻,是目前采用的主要冷卻方式.單機容量增長到500MW及以上時,采用水內(nèi)冷的方式較多.
水內(nèi)冷的方式有:定,轉(zhuǎn)子繞組均直接通水冷卻(即"雙水內(nèi)冷")和定子繞組直接通水冷卻,轉(zhuǎn)子繞組加強空氣冷卻.雙水內(nèi)冷的方式因技術,成本、可靠性的原因在水輪發(fā)電機組上基本不再采用.本書"水內(nèi)冷"均指后一種即定子繞組通水冷卻.此外,近來還發(fā)展了利用流體沸騰時的汽化潛熱帶走熱量的"蒸發(fā)冷卻"的方式.
72.發(fā)電機空冷和水內(nèi)冷方式各有何特點
答:(1)空冷機組的特點.
全空冷的發(fā)電機具有運行可靠,操作簡單,維修方便的優(yōu)點.空冷機組從制造上考慮,其參數(shù)較好,額定點的效率略高.沒有水冷機組的如定子水接頭,水處理等附屬設備,結構簡單,制造上比較容易實現(xiàn).目前大型發(fā)電機不再采用在工廠組裝分瓣,然后運到工地合縫安裝的方式,而采用在現(xiàn)場疊片組裝的安裝方式.空冷機組具有安裝工藝要求相對比較簡單,安裝周期短的優(yōu)勢.空冷的主要問題是定子線棒軸向溫度分布不均勻,由熱引起的機械應力,定子鐵芯熱膨脹引起定子疊片翹曲等問題較水冷機組嚴重.對于后一問題,目前技術上也有一些比較好的成功經(jīng)驗.空冷發(fā)電機因結構相對簡單,發(fā)電機定子繞組內(nèi)部無特殊接頭,在運行可靠性方面具有優(yōu)勢.
(2)水內(nèi)冷的特點.
定子繞組采用水內(nèi)冷方式,繞組的熱量直接由水帶走.水的體積熱容量為空氣的3500倍,導熱系數(shù)為空氣的23倍,因此水冷卻的效果很好.水內(nèi)冷機組的極限容量可達空冷機組的1.5～2倍.全空冷的發(fā)電機尺寸比同容量的水冷發(fā)電機要大25%左右.定子繞組水內(nèi)冷的主要優(yōu)點是定子線棒的內(nèi)部溫度可控制在65℃左右,降低定子溫升,改善熱應力;線棒沿定子鐵芯軸向的溫度分布均勻,可減少因熱膨脹不均引起的變形,這樣主絕緣的壽命得以增加,理論上其整機壽命應長于空冷機組.水冷機組定子鐵芯長度比空冷機組短,能有效節(jié)省材料.需要的通風量比空冷機組小,相應風損也減小.雖額定負荷下的效率較空冷機組低,但空載損耗較小,在低于額定容量運行時的效率較高.水冷機組的定子槽寬而淺,增加了定子鐵芯剛度,使定子振動得以減輕.由于定子線棒結構復雜,使得某些制造工藝和安裝工藝也很復雜.
水冷機組的主要問題是定子水接頭結構及水處理裝置的可靠性.發(fā)電機附近發(fā)生突然短路或發(fā)電機非同步分,合閘時,定子線棒端部要受到很大的電磁力的作用,而此處又是繞組的水路連接處.水接頭的焊接質(zhì)量也是發(fā)電機運行可靠性的關鍵之一,這與廠家的制造水平有很大關系.此外,用于發(fā)電機定子繞組的冷卻水必須是去除離子的潔凈水,冷卻水系統(tǒng)的可靠性對發(fā)電機運行的可靠性也構成一定的制約關系.
由水冷帶來的其他優(yōu)點:
(1)因轉(zhuǎn)子重量降低,使廠房橋機的起重量降低.
(2)因定子鐵芯高度降低,機組整體高度下降,因而廠房高度可以相應降低.
(3)轉(zhuǎn)子重量降低,使發(fā)電機推力負荷減少,便于推力軸承的運行.
73.水內(nèi)冷定子純水處理系統(tǒng)應包括哪些部件
答:(1)互為備用的循環(huán)水泵.以保持發(fā)電機運行中冷卻水循環(huán)的需要. '
(2)互為備用的水一水熱交換器.一般一臺熱交換器退出運行時,發(fā)電機能在額定運行工況及最大容量運行
工況下安全運行.
(3)機械過濾器.其作用是除去冷卻水中的金屬微粒和水垢.
(4)互為備用的離子交換器.通過使用離子交換樹脂降低水的導電率.
(5)膨脹水箱.補償因發(fā)電機溫度變化引起的水的膨,縮.
(6)監(jiān)控回路.水系統(tǒng)控制回路中,應有對溫度,流量,壓力,導電率等關鍵參數(shù)進行監(jiān)測的裝置和檢漏及保
護裝置.
74.什么是蒸發(fā)冷卻其原理是怎樣的
答:目前大型發(fā)電機所廣泛使用的空冷和水冷的冷卻方式從熱學原理上來講都是利用冷卻介質(zhì)的比熱吸熱,從而帶走熱量.而蒸發(fā)冷卻從熱學原理上是利用流體介質(zhì)自身吸熱后沸騰時的汽化潛熱帶走熱量.這種利用流體沸騰時的汽化潛熱的冷卻方式就叫做"蒸發(fā)冷卻".發(fā)電機蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)采用的冷卻介質(zhì)為氟里昂R—113.基于環(huán)保的原因,現(xiàn)改用新的氟碳化合物如Fla等介質(zhì).
發(fā)電機蒸發(fā)冷卻的基本原理是:在發(fā)電機繞組線棒內(nèi)的空心導體內(nèi)部通以冷卻液體,液體進入線棒導體后,吸收損耗所產(chǎn)生的熱量.當液體吸熱后溫度達到壓力所對應的飽和溫度時,就由液體狀態(tài)而沸騰汽化,帶走
熱量,達到冷卻電機的目的.在結構上它利用立式水輪機本身的結構特點實現(xiàn)無泵自循環(huán).其循環(huán)原理是:當空心導體內(nèi)的冷卻介質(zhì)吸收熱量逐漸汽化形成汽液混合物時,其密度低于回液管中的單相液體密度,在重力加速度的作用下產(chǎn)生流動壓頭,維持定子冷卻系統(tǒng)自循環(huán).當發(fā)電機負荷變化時,其損耗熱量也發(fā)生變化,從而因介質(zhì)吸熱產(chǎn)生的流動速度發(fā)生相應的變化,流動壓頭和總阻力損失在一定的條件下達到新的平衡,自動適應發(fā)電機冷卻的需要.蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)原理見圖2.16發(fā)電機線棒蒸發(fā)冷卻示意圖.
與水內(nèi)冷發(fā)電機結構類似,蒸發(fā)冷卻的發(fā)電機每根線棒都有一條氣支路,分為上,下兩個接口.下接口為進液口,通過絕緣引管與集液管相連;上接口為出氣口,通過絕緣引管與集氣管相連.集氣管與集液管間通過冷凝器相連接,形成一個閉合的循環(huán)管路.
目前在大型水輪發(fā)電機上,只有李家峽電廠的一臺400Mw水輪發(fā)電機上使用了蒸發(fā)冷卻技術.
線棒下集液管
圖2-16發(fā)電機線棒蒸發(fā)冷卻不意圖
75.轉(zhuǎn)子集電環(huán)(滑環(huán))有哪些技術要求
答:集電環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上,隨機組轉(zhuǎn)動時與電刷滑動接觸,將勵磁電流傳遞到轉(zhuǎn)動中的勵磁繞組之中.一般集電環(huán)(及刷架)的絕緣等級多為B級絕緣.集電環(huán)兩極之間通過適當厚度的絕緣隔離,以保持所需的電氣距離和防污爬電距離.
大型水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子滑環(huán)一般采用A3鋼或35SiMn等制成.滑環(huán)與電刷接觸表面的粗糙度應達到RaO.8～1.6的要求,相應的對應電刷的電流密度選擇以5～8A/cm2為宜.某些通過大電流的集電環(huán)外表面還加工有螺旋狀溝槽,以適應大電流的散熱需要.此外,在環(huán)的摩擦面涂敷較軟的金屬如鎘,對降低摩擦系數(shù)很有好處.
76.發(fā)電機有哪些常用電刷 不同種類的電刷是如何構成的
答:發(fā)電機轉(zhuǎn)子滑環(huán)常用的電刷有天然石墨電刷和電化石墨電刷.水輪發(fā)電機多使用電化石墨電刷,如D172等.
天然石墨電刷是以天然石墨粉作基料,用樹脂,煤焦油或瀝青作黏接劑,經(jīng)混合,壓制,固化(或焙燒)再加工而成.根據(jù)原料和黏接劑的種類和含量的不同,可以制成電阻系數(shù)范圍較大的品種.
電化石墨電刷是采用碳黑,焦炭,木炭和部分石墨粉,以煤焦油或瀝青作黏接劑,經(jīng)混合,磨粉,壓制,固化(或焙燒)經(jīng)2500℃以上石墨化處理等工序制成半成品毛坯,再加工而成.所謂電化石墨就是將經(jīng)1300%焙燒固形后的毛坯再經(jīng)過2500%以上的高溫處理,使其配料中的無定形炭轉(zhuǎn)化為人造石墨.
此外,還有金屬石墨電刷.金屬石墨電刷是以金屬粉末(如銅,銀,錫,鉛等)和石墨粉為基本原料,經(jīng)混合,磨粉,壓制,固化(或焙燒)加工而成.
77.電刷的引線是如何與電刷固定的
答:電刷引線與電刷的固定方式有填塞法,擴鉚法,焊接法和模壓法幾種.
(1)填塞法是在電刷上預先鉆好錐形孔或螺紋孔,引線連接部用導電的粉末填塞,用樹脂膠將填塞孔表面封好.適用于電刷截面較大的情況.
(2)擴鉚法是在電刷上鉆孔,銑槽,將刷辮經(jīng)所鉆的孔穿人銑槽并繞在銅管上,然后將銅管兩端擴張.為降低刷辮與刷體銑槽的接觸電阻,有時還需在銑槽表面鍍銅.由于機械強度好,適用于振動條件下使用的電機電刷.
(3)焊接法與上工藝一樣,只是最后采用錫焊的方法焊牢,適用于小型電機.
(4)模壓法是在壓制刷體的過程中同時固定刷辮,適用于含銅量高的電刷.
78.什么是電刷的電阻系數(shù) 為什么同一發(fā)電機滑環(huán)上不允許采用不同牌號的電刷
答:在非金屬材料中,碳是良導體,但與金屬材料相比還有較大的差距.電阻系數(shù)就是表征電刷導電能力的
一個特征參數(shù).
不同種類的電刷因電阻系數(shù)的差異也決定了它應用的場合.當然電阻系數(shù)也不是越低越好,對低壓大電流
如水輪發(fā)電機組的勵磁回路,就要求低一些;而對像直流電機需要換向特別是換向困難的場合,則要求電阻
系數(shù)高一些.
不同牌號的電刷其電阻系數(shù)不一樣,運行時與滑環(huán)表面的接觸電阻也不一樣,如果混用,會使每個電刷上的載流不均勻,從而導致某些電刷首先過熱而損壞,進一步惡化又導致其余的電刷損壞,特別是在電刷數(shù)量少的結構中,更為嚴重.因此,對同一發(fā)電機滑環(huán)上使用的電刷,不能混用不同型號的電刷,即使同一型號.由于生產(chǎn)工藝的原因,不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電刷可能電阻系數(shù)也有一定的差異.如有條件,使用同一廠家同
一批次的產(chǎn)品較好.
79.滑環(huán)表面的氧化膜有什么作用
答:在運行后的滑環(huán)與碳刷的接觸面上,有一層咖啡色或淺藍色,褐色的薄膜,這就是氧化膜.這層薄膜由兩部分組成,一是與基體金屬結合在一起的金屬氧化物和氫氧化物,稱為氧化薄膜,其二是碳素薄膜,主要是來自運行中電刷的極細小石墨粒子和雜質(zhì)(包括空氣中的水分)組成.氧化膜具有一定的電阻,對導電并不利(對需要換向的電機而言,它可以提高換向性能),但它具有良好的潤滑性能和減磨性能.在刷,環(huán)對磨時,由于氧化膜的存在,相當于形成石墨問的對磨,從而降低了摩擦系數(shù)和磨損,也可降低碳刷的抖動和噪音.
80.電刷的彈簧壓力對電刷的運行有什么影響
答:制造廠家對電刷的運行壓力都有明確要求,針對不同性能的電刷其壓力值是不相同的.如果壓力偏小,則會造成電接觸不良,使電氣磨損增加.如果壓力偏大,則又會使機械磨損增加.因此應保持在一個合適的中間壓力值.所以在檢修中應定期檢測電刷的壓力是否在合適的范圍之內(nèi).
81.水輪發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)有哪些方式
答:水輪發(fā)電機的勵磁方式主要有兩種:同軸旋轉(zhuǎn)的勵磁機和靜止晶閘管整流勵磁系統(tǒng).目前還有采用絕緣柵一雙極型晶體管代替晶閘管作控制元件的勵磁系統(tǒng).同軸旋轉(zhuǎn)的勵磁機只在以前的老式發(fā)電機上還使用,目前主要使用后一種勵磁方式.
勵磁機實際上就是直流發(fā)電機,根據(jù)其整流輸出情況,又可分為直流勵磁機和交流勵磁機.
直流發(fā)電機是電樞繞組在磁場中旋轉(zhuǎn),因此,根據(jù)這個磁場的電源(即勵磁機本身又需要勵磁),直流勵磁機
又可分為它勵式,自并勵和復勵,這就是為什么勵磁機又帶有付勵磁機的原因.由于存在直流換向的問題,直流勵磁機的容量有限.
交流勵磁機利用交流發(fā)電機帶靜止或旋轉(zhuǎn)的整流器為發(fā)電機提供勵磁,因此又可分為交流勵磁機帶靜止整流器和交流勵磁機帶旋轉(zhuǎn)整流器(無刷勵磁機)兩種.交流勵磁機不存在換向整流子的問題,使維護工作量較直流勵磁機大為減少.
晶閘管整流勵磁也稱為靜止勵磁機,根據(jù)電源來源,分為電勢源靜止勵磁機和復合源靜止勵磁機.前者主要指從發(fā)電機端并聯(lián)的勵磁專用變壓器取得電壓源,也稱自并勵可控硅勵磁.后者主要指由并聯(lián)勵磁變和位于發(fā)電機中性點側的勵磁串聯(lián)變壓器側聯(lián)合提供電壓源和電流源,也稱自復勵可控硅勵磁.這兩種方式是目前應用較多的方式.
(三)發(fā)電機檢修法規(guī)部分
82.水輪發(fā)電機檢修中有哪些檢修規(guī)程可以參照
答:我國國家標準以大寫字母GB表示,電力行業(yè)標準以大寫字母DL表示,/后的T表示推薦,不帶T的表示為強制性標準.電力行業(yè)標準現(xiàn)多以推薦形式發(fā)布,作為設備檢修的指導.目前,水輪發(fā)電機的檢修,主要依據(jù)是電力行業(yè)的推薦標準.但由于各廠機組的情況相差很大,因此,各發(fā)電機設備檢修單位,應參照這些標準,制訂出適合本單位發(fā)電機組檢修的"發(fā)電機檢修規(guī)程".
可供參考的主要標準有:
——《三相同步電機試驗方法》(GB/T 1029—1993);
——《旋轉(zhuǎn)電機定額和性能》(GB 755—2000);
一《水輪發(fā)電機基本技術條件》(GB/T 7894—2001);
——《水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范》(GB/T 8564--2003);
——《電業(yè)安全工作規(guī)程》(DL408—1991);
——《電氣設備預防性試驗規(guī)程》(DL/T595—1996);
——《進口水輪發(fā)電機設備技術規(guī)范》(DIJT730--2000);
——《水輪發(fā)電機運行規(guī)程》(DL/T751—2001);
——《立式水輪發(fā)電機檢修技術規(guī)程》(DL/T 817—2002);
——《發(fā)電企業(yè)設備檢修導則》(DL/T 838—2003),代替SD230---1987《發(fā)電廠檢修規(guī)程》.
除以上這些規(guī)程外,設備制造單位的隨機技術文件如:安裝技術規(guī)程,發(fā)電機運行維護手冊,絕緣規(guī)范,各種膠和漆的配料表,材質(zhì)要求,原始數(shù)據(jù)等均應作為制訂發(fā)電機檢修規(guī)程的重要依據(jù).
83.電力標準對水輪發(fā)電機組的檢修有什么規(guī)定 新的檢修等級與原檢修分類有什么不同
答:發(fā)電機是發(fā)電廠的主設備,它的運行好壞直接關系到整個電力系統(tǒng)和社會經(jīng)濟的運行.因此,對發(fā)電機組的檢修歷來都有比較明確的規(guī)定.
1987年,國家主管部門原水利電力部修訂頒發(fā)的《發(fā)電廠檢修規(guī)程》(SD230---1987),是對發(fā)電企業(yè)設備檢修計劃編制,審批和實施作出的強制性規(guī)定,貫徹的是"應修必修,修必修好"的檢修原則.對于搞好設備檢修,保證發(fā)電設備和電網(wǎng)的安全,穩(wěn)定,經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要作用,這與我國長期實行的計劃性檢修體制相適應.
2002年,電力行業(yè)水電站水輪發(fā)電機標準化技術委員會發(fā)布了電力行業(yè)15MW以上立式水輪發(fā)電機檢修的推薦性標準《立式水輪發(fā)電機檢修技術規(guī)程》,這是專門針對水輪發(fā)電機檢修而制訂的標準.制訂該標準時,
考慮到我國大部分水電廠仍然是采用"計劃檢修"體制,因此,發(fā)電機的檢修計劃和檢修項目的制定,仍然是與計劃性檢修體制的要求相對應的.
隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展,大容量,高參數(shù)機組不斷投入運行,同時也有不少進口發(fā)電機組投入運行,不同的機組技術水平有一定差距,其可靠性,安全性,經(jīng)濟性差別較大,原標準對檢修項目,檢修周期等所作的規(guī)定已不盡適用.隨著電力系統(tǒng)的改革,在"廠網(wǎng)分開,競價上網(wǎng)"新的電力體制下,發(fā)電企業(yè)作為獨立的經(jīng)營主體參與市場競爭,設備檢修管理已屬企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營管理范疇.但是,發(fā)電設備檢修具有共同的特性,而且發(fā)電機組作為電力系統(tǒng)的重要組成部分,其檢修安排對電網(wǎng)安全,穩(wěn)定運行有重大影響.因此,仍需要有一種行業(yè)性標準對其進行規(guī)范.因此,國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布了電力行業(yè)標準《發(fā)電企業(yè)設備檢修導則》(DL/T 838—2003),以代替SD230---1987,將原強制性標準改為推薦性標準.其中對發(fā)電機的檢修規(guī)定作了一些修改:將原機組擴修,大修,小修改為A,B,c,D四個檢修等級.各檢修級別的定義為:
A級檢修(A Class Maintenance):是指對發(fā)電機組進行全面的解體檢查和修理,以保持,恢復或提高設備性
能.
B級檢修(B Class Maintenance):是指針對機組某些設備存在的問題,對機組部分設備進行解體檢查和修理.B級檢修可根據(jù)機組設備狀態(tài)評估結果,有針對性地實施部分A級檢修項目或定期滾動檢修項目.
c級檢修(c Class Maintenance):是指根據(jù)設備的磨損,老化規(guī)律,有重點的對機組進行檢查,評估,修理,清掃.c級檢修可進行少量零件的更換,設備的消缺,調(diào)整,預防性試驗等作業(yè)以及實施部分
A級檢修項目或定期滾動檢修項目.
D級檢修(D Class Maintenance):是指當機組總體運行狀況良好,而對主要設備的附屬系統(tǒng)和設備進行消缺
.D級檢修除進行附屬系統(tǒng)和設備的消缺外,還可根據(jù)設備狀態(tài)的評估結果,安排部分c級檢修項目.
在發(fā)電廠中,我們已習慣的檢修類型在《立式水輪發(fā)電機檢修技術規(guī)程》中定義為:
發(fā)電機小修(small range 0f maintenance for hydro—generator):為了保證發(fā)電機在大修周期內(nèi)安全運行到下一次大修,對發(fā)電機進行定期的檢查,清掃,試驗和修理,消除已發(fā)現(xiàn)的發(fā)電機局部缺陷或更換個別零部件.
發(fā)電機大修(1arge range 0f maintenance for hydro—generator):對發(fā)電機有計劃的進行徹底的,全面的檢查和修理,全部或部分解體,進行更換,修理易損的主要部件,恢復發(fā)電機設計能力和出力.
發(fā)電機擴大性大修(expended range 0f maintenance for hydro—generator):指吊出發(fā)電機轉(zhuǎn)子的檢修
.
從上述的定義中可以看出,新的推薦性檢修規(guī)程對發(fā)電機組的檢修要求已有了較大的變化.從水電廠的實際檢修情況來看,A修基本與擴大性大修相對應,B修與大修相對應,c修與一般性小修相對應,而D修與診斷性小修相對應.考慮到生產(chǎn)實際的連續(xù)性,本書很多相關部分仍以擴修,大修,小修敘述.
84.什么是機組的狀態(tài)檢修 狀態(tài)檢修有什么特點
答:狀態(tài)檢修(Condition Based Maintenance)的定義為:根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術提供的設備狀態(tài)信息,評估設備的狀況,在故障發(fā)生前進行檢修的方式.
從定義可見,狀態(tài)檢修是在掌握設備目前"狀態(tài)"的基礎上,即以設備目前的性能和運行狀態(tài)為考察點,在性能監(jiān)測和狀態(tài)診斷基礎上,根據(jù)分析結果來安排檢修時間和檢修項目.狀態(tài)檢修是建立在設備廣義的監(jiān)測與診斷,設備的可靠性評價與預測,設備的評估與管理基礎之上的.和傳統(tǒng)檢修模式相比,狀態(tài)檢修工作最主要的改進是用科學的分析和組織方法,代替依賴規(guī)程和經(jīng)驗制訂的檢修周期,工藝及質(zhì)量標準.狀態(tài)檢修是運用綜合性技術和管理手段,準確掌握設備狀態(tài),預知設備故障而進行檢修決策和管理的一種先進設備管理模式,它與設備的制造質(zhì)量,狀態(tài)檢測水平乃至檢修體制,先進的工器具等都是密不可分的.
85.什么是機組的定期檢修
答:定期檢修(Time Based Maintenance)是一種以時間為基礎的預防性檢修,是根據(jù)設備磨損和老化的統(tǒng)計規(guī)律,事先確定檢修等級,檢修間隔,檢修項目,需用備件及材料等的檢修方式.
我們目前普遍實行的大都是預防性檢修也即計劃性檢修體制.基本上是以定期檢修為標準進行的.
86.發(fā)電機組檢修的檢修間隔和檢修等級組合方式有何規(guī)定
答:2003年版的《發(fā)電企業(yè)設備檢修導則》推薦方式見2-2.
表2.2 機組A級檢修間隔和檢修等級組合方式
機組類型
A級檢修間隔(年)
檢修等級組合方式
多泥沙水電廠水輪發(fā)電機組4～6
組合原則:在兩次A級檢修之間,安排一次機組B級檢修;除有A,B級檢修年外,每年安排一次機組c級檢修,并可視情況,每年增加一次D級檢修.如A級檢修間隔為6年時,檢修等級組合方式為A--C(D)一c(D)一B--C(D)一C(D)一A(即第1年可安排A級檢修1次,第2年可安排c級檢修1次,并可視情況增加D級檢修1
次,以后照此類推)
非多泥沙水電廠水輪發(fā)電機組8～lO
各類機組的A級檢修間隔和檢修等級組合方式可按表2—2的規(guī)定執(zhí)行.發(fā)電企業(yè)可根據(jù)機組的技術性能或?qū)嶋H運行小時數(shù),適當調(diào)整A級檢修間隔和采用不同的檢修等級組合方式,但應進行技術論證,并經(jīng)其上級主管機構批準.此外,在不影響發(fā)電和電力調(diào)度為界限的情況下,導則對多泥沙河流的磨蝕嚴重的水輪發(fā)電機組的檢修停用時間和因設備更換重要部件或其他特殊需要的機組檢修停用時間也作了相應的規(guī)定.
87.發(fā)電機各等級檢修的主要內(nèi)容有哪些
答:(1)A級檢修標準項目的主要內(nèi)容.
1)制造廠要求的項目.
2)全面解體,定期檢查,清掃,測量,調(diào)整和修理.
3)定期監(jiān)測,試驗,校驗和鑒定.
4)按規(guī)定需要定期更換零部件的項目.
5)按各項技術監(jiān)督規(guī)定檢查項目.
6)消除設備和系統(tǒng)的缺陷和隱患.
(2)B級檢修項目是根據(jù)機組設備狀態(tài)
評價及系統(tǒng)的特點和運行狀況,有針對性地實施部分A級檢修項目和定期滾動檢修項目.
(3)C級檢修標準項目的主要內(nèi)容.
1)消除運行中發(fā)生的缺陷.
2)重點清掃,檢查和處理易損,易磨部件,必要時進行實測和試驗.
3)按各項技術監(jiān)督規(guī)定檢查項目.
(4)D級檢修的主要內(nèi)容是消除設備和系統(tǒng)的缺陷.
88.發(fā)電機檢修有哪些主要項目
答:對不同結構的發(fā)電機,其檢修項目也有很大的區(qū)別,DL/T 838—2003《發(fā)電企業(yè)設備檢修導則》中,推薦了水輪發(fā)電機檢修的參考項目.各電廠應根據(jù)本廠發(fā)電機的結構和運行維護情況,制訂本廠的發(fā)電機檢修規(guī)程,確定各等級檢修的檢修項目.表2.3為原導則附表:表2-3 水輪發(fā)電機檢修參考項目部件名稱
A/B級檢修標準項目
(其中不帶*的為B級檢修項目)
特殊項目
(一)定子
1.檢修定子機座和鐵芯,檢查徑向千斤頂,檢查及更換剪斷銷
2.檢查定子端部及其支持結構,修理齒壓板
3.檢查定子繞組及槽口部位
4.檢查,修理擋風板,滅火裝置
5.進行電氣預防性試驗
6.對水內(nèi)冷定子線棒進行反沖洗及流量,水壓試驗
7.校驗測溫元件
8.更換測溫元件
*9.更換部分齒壓板
*10.全面處理端部接頭,墊塊及綁線
*11.檢查,處理分瓣定子合縫,檢測并處理定子橢圓度
*12.進行線棒防暈處理
*13.檢查和處理定子槽楔,檢查和清掃通風溝
1.更換線棒
2.重疊鐵芯
3.改造定子機架
4.更換支持環(huán)
(二)轉(zhuǎn)子及主軸
1.測量發(fā)電機空氣間隙
2.檢查輪轂,輪臂焊縫,檢查組合螺栓,輪臂大鍵,輪環(huán)橫鍵
3.檢查磁極,磁極鍵,磁極接頭,阻尼環(huán),轉(zhuǎn)子風扇
4.清掃轉(zhuǎn)子(包括通風溝)
5.檢查制動環(huán)及其擋塊
6.檢查,調(diào)整滑環(huán)電刷裝置及
7.進行電氣預防性試驗及測量軸電壓,軸電流
8.對水內(nèi)冷轉(zhuǎn)子進行反沖洗,流量及水壓試驗
9.調(diào)整機組軸線(包括受油器操作油管)
*10.處理輪環(huán)下沉
*11.修理輪臂大鍵
*12.測定調(diào)整轉(zhuǎn)子圓度及磁極標高
*13.處理磁極線圈匝間絕緣
*14.更換部分磁極線圈,引線或阻尼繞組
*15.對轉(zhuǎn)動部分找動平衡
*16.處理制動環(huán)磨損
*17.進行主軸探傷
1.改造轉(zhuǎn)子,更換磁極.
2.車削或更換滑環(huán)
(三)軸承
1.檢查推力軸承轉(zhuǎn)動部分,軸承座及油槽
2.測量彈性油箱壓縮值
3.檢查及修刮軸瓦,進行水冷軸瓦通道除垢及水管路水壓試驗
4.測量,調(diào)整導軸瓦間隙,檢查導軸承
5.檢查處理軸承絕緣
6.處理潤滑油
7.檢查油冷卻器并進行水壓試驗,清掃油管路,水管路并進行水壓試驗
8.清掃檢查高壓油頂
起裝置
9.檢查,處理除油霧裝置
*10.對推力軸承調(diào)水平并進行推力瓦受力調(diào)整
*11.檢修處理推力頭,卡環(huán)
*12.研磨推力軸承鏡板
1.更換導軸瓦,推力瓦
2.更換油冷卻器
3.改造冷卻循環(huán)系統(tǒng)
4.返廠研磨或更換鏡板
(四)機架
1.檢查清掃機架
*2.處理機架組合面
*3.測量,調(diào)整機架中心,水平加固或改造機架
(五)
勵磁系統(tǒng)
1.勵磁機
(1)測量,調(diào)整空氣間隙
(2)清掃,檢查勵磁機各部及引線
(3)檢查,調(diào)整電刷裝置,修刮云母槽
(4)清掃,檢查勵磁回路各元件并進行電氣性能試驗
(5)檢查,處理勵磁機槽楔
(6)測量和凋整勵磁機擺度
(7)進行勵磁機空載及負荷特性驗
*(8)重焊勵磁機電樞繞組頭,重扎綁線
"(9)調(diào)整勵磁機主極,換向極間距.自并勵靜態(tài)勵磁裝置
(1)清掃,檢查裝置外觀
(2)檢查,試驗勵磁變壓器,串聯(lián)變壓器,并聯(lián)變壓器,電壓互感器,電流互感器
(3)檢查,測試單元板,脈沖扳,功率柜及整流元件
(4)檢查并較驗各繼電器,接觸電器,二次回路并測試絕緣
(5)檢修風機
(6)回路模擬試驗并進行靜態(tài),空載,帶負荷工況下試驗
(7) 勵磁調(diào)節(jié)器特性試驗
(8)檢查,調(diào)試系統(tǒng)穩(wěn)定裝置(PSS)
(9)檢查,修理滅磁裝置及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置
*(10))功率整流元件更換
1.勵磁機
(1)車削,涂鍍勵磁機整流子
(2)更換勵磁機磁極或電樞繞組
(3)更換大功率整流單元
(4)改造整流子
2,自并勵靜態(tài)勵磁裝置
(1)更換勵磁調(diào)節(jié)器
(2)更換功率柜
(3)更換滅磁裝置
(4)更換勵磁變壓器
(六)通風及其冷卻系統(tǒng)
1,對冷卻器進行檢查,清潔,防腐,水壓試驗
2,檢修管系閥門并進行水壓試驗,修補保溫層
3,檢查,修理通風系統(tǒng)
1.更換冷卻器或銅管
2.改造轉(zhuǎn)子風扇或風斗
(七)制動裝置
1,測量與調(diào)整制動器閘板與制動環(huán)間 隙
2,更換制動器閘板
3,分解,檢修制動器并進行耐壓試驗
4,檢修制動系統(tǒng)油,氣管路,閥門并進行壓力試驗
5,進行制動系統(tǒng)模擬動作試驗
6,校驗電氣制動系統(tǒng),檢修開關
1,更換制動器或較大程度改進結構部件
2,改造制動系統(tǒng)
(八)永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)速繼電器
1.測量永磁發(fā)電機空氣間隙
2.檢查,清掃永磁發(fā)電機,給軸承注油,檢查傳動機構
3.檢測永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)速電壓特性
4.檢測或更換轉(zhuǎn)速繼電器
*5.檢修永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子
*6.更換永磁發(fā)電機軸承
(九)發(fā)電機系統(tǒng)的一,二次設備
1.檢查,修理發(fā)電機開關,母線,電流互感器,電壓互感器,避雷器
2.檢查,校驗及修理各種儀表和變送器檢測原始測點
3.修理,調(diào)整,校驗繼電保護與自動裝置及其元件或更換部分元件
4.檢查,測試故障錄波器裝置
5.檢修,試驗抽水蓄能電廠變頻啟動裝置
6.檢查,修復電纜防火系統(tǒng)
(十)
其他
1.測試電氣設備接地系統(tǒng)
2.檢查,測試母線及高壓電纜絕緣特性
3.電氣設備進行預防性試驗
4.檢查,測試發(fā)電機在線監(jiān)測系統(tǒng)
5.整體試運行試驗
(1)進行充水,空載及帶負荷試驗
(2)測量機組各部振動,擺度,溫度
(3)進行機組甩負荷試驗
(4)測定導葉漏水量
(5)進行調(diào)相,進相運行試驗
(6)對有條件的機組,進行效率,耗水率試驗
(7)進行機組超速試驗
*(8)測量發(fā)電機電氣參數(shù)
*(9)進行動水關閉快速閘門或進水閥試驗
89.發(fā)電機大型檢修前應做好哪些準備工作
答:(1)掌握所修的發(fā)電機目前存在的缺陷和問題,如何在檢修中解決.重要的技術改造項目可預先派人與廠家進行技術交流.
(2)根據(jù)現(xiàn)場實際情況編寫出檢修技術方案.
(3)編制檢修項目及施工進度表(機組檢修網(wǎng)絡圖).
(4)準備檢修所需的材料,儀器儀表和試驗設備(均應檢查試驗合格),常用工具(電動工具應測試絕緣),施工機具,安全用具等.
(5)應清查備品配件并檢查專用工器具和設備,這些可能是不常用的,有的材料類的備品如含膠和漆的材料有限定的使用期限,即不能早也不能晚,應保證及時,完好和完備.
(6)根據(jù)檢修網(wǎng)絡圖,確定各檢修項目的人員安排,確定需要協(xié)作配合的內(nèi)容.
(7)編制施工中的安全措施,搞好檢修前作業(yè)人員必要的培訓和安全學習,使工作人員熟悉檢修項目和檢修質(zhì)量要求,工作中的重點和危險點.
(8)檢修輔助設備應處于良好狀態(tài),如廠房橋機,移動配電盤和照明,電加熱設備等.
90.發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子應檢查的部位有哪些
答:無論是什么等級的檢修,對發(fā)電機各部分的檢查項目是大致相同的,只是A級檢修的檢查更全面更徹底一些.檢查的目的是為了發(fā)現(xiàn)問題以便更有效地處理問題.一般檢修不能處理的項目,應進行記錄,以便以后更高等級的檢修中處理.不同結構的發(fā)電機,其檢查的重點有所不同,發(fā)電機內(nèi)部雖然要檢查的項目很多,但其檢查要點總括起來不外乎以下幾點:①結構件有無松動,損壞;②導電件和絕緣件有無放電痕跡,過熱和裂紋;③機內(nèi)有無異物.
下面以空冷機組檢修電氣部分檢查(目測為主)為例,見表2.4
部位檢查項目
判斷的一般原則
1.定子繞組部分
定子線圈的上,下端部
1,線棒端部應無電暈痕跡,特別是墊塊,線棒與端箍的夾縫處.繞組端部應清潔無積灰,無雜物及油垢.各部位絕緣應無操作,老化現(xiàn)象.
2,端部墊塊,斜邊墊塊及端箍等部位的綁扎應緊固無松動.
3,繞組無下沉現(xiàn)象.
接頭絕緣盒無裂紋,無松動,過熱現(xiàn)象;
環(huán)氧填充物無漲出或流膠現(xiàn)象
過橋接頭絕緣應無裂紋或過熱現(xiàn)象
槽部通風溝處風溝無堵塞;線棒無電暈
定子線圈在上,下槽口部位
1.不應出現(xiàn)因硅鋼片松動造成的線棒絕緣磨損現(xiàn)象.
2楔下墊條無串動現(xiàn)象.下部槽楔應牢固綁扎,綁繩不應松動或折斷.上部槽口斜楔無躍起或脫落.
3.口部墊塊綁扎應無松動現(xiàn)象
定子芯上,下齒部
1,鐵芯壓板牢固無變形,拉緊螺桿,螺母無松動.齒部硅鋼片應無松動或損壞,應無由于鐵芯片松動而產(chǎn)生的銹粉.
2.鐵芯上,下無局部過熱現(xiàn)象.
3,壓口應無松動,左右偏離現(xiàn)象
鐵芯背部
對可進入發(fā)電機背部的機組,可由冷卻器進人門進入鐵芯背部,鐵芯背面應保持清潔,丁凈.鐵芯片及拉桿應無松動,斷裂
槽楔緊度
可通過磁極間的間隙抽查上,下部分槽楔或?qū)ΨQ拔出兩個磁極盤車傘部檢查.槽楔應無松動,位移或破裂
2.轉(zhuǎn)子繞組部分
磁極線圈絕緣
1.匝間絕緣應無損壞,老化.絕緣部分不應出現(xiàn)分層現(xiàn)象.
2.內(nèi),外絕緣壓板應無裂紋,損傷.應清潔,無放電痕跡.
3.磁極迎風面應清潔無污垢
磁極線圈連接線及磁極接頭
1.軟連接的軟銅片不應斷裂,硬連接則應無裂紋,接頭不應松動.
2.磁極接頭不應有過熱現(xiàn)象.磁極接頭固定螺栓及拉桿部分牢固,部件無松動,鎖片緊固.
3.磁軛上固定的接頭,其絕緣壓板,極間連接銅板及壓板無斷裂,松動
阻尼環(huán)及其接頭
1.阻尼環(huán)無斷裂,無松動.
2.阻尼條與阻尼端環(huán)的連接部分應無裂紋.
3.阻尼環(huán)軟接頭,連接螺栓應緊固,鎖片緊固
轉(zhuǎn)子磁極引入線
引入線的絕緣應無枯干和過熱現(xiàn)象,接頭部分無過熱現(xiàn)象.引線固定絕緣無磨卡,無損傷.固定螺栓應牢固無松動,鎖片完好緊固
轉(zhuǎn)子風扇
扇面應無變形,無裂紋.鉚接部分應完好.固定螺栓,鎖片完好無松動
磁極鍵和磁軛鍵
應固定牢固,焊接點無開裂現(xiàn)象
3.其他部分
定子匯流環(huán)及引出線
1.匯流環(huán)及引線絕緣應無損傷及電暈現(xiàn)象.各連接接頭部分無過熱現(xiàn)象,如敷設有不同溫度的示溫片,應檢查其過熱熔化情況.
2.匯流環(huán)及引線支架不應松動,固定螺栓應牢固無松動,鎖片完好.如屬綁扎固定,則綁扎應無松動.
3.風洞內(nèi)引線接頭無過熱,絕緣支持板無過熱和放電現(xiàn)象
定子測溫線
引線無損傷,外屏蔽層良好
定子引線蓋板,
擋風板
1.上下部蓋板,擋風板應無變形,破裂和松動.
2.各焊接部位無開焊現(xiàn)象.
3.固定螺拴應緊固,各平墊,彈簧墊圈或鎖片等應鎖定良好
3.其他部分
勵磁電纜接頭
應無過熱現(xiàn)象;絕緣應無老化或破損,固定螺絲,鎖片等應緊固無松動定,轉(zhuǎn)子間氣隙
最后封閉人孔門前拉通一遍氣隙應無異常.機內(nèi)無任何遺留物
刷架和滑環(huán)
1.上,下刷架問的絕緣支持板,刷架對地絕緣支撐桿,電纜引線及接頭等應清潔無臟污,刷架間和刷架對地應無短路或接地的可能.
2.滑環(huán)表面平整光滑,應無變色,過熱現(xiàn)象,接觸面無明顯凸凹點.
3.滑環(huán)問的絕緣支持板應清潔無臟污,極間絕緣應無短路的可能.大軸磁極引入線與滑環(huán)的接頭部分連接牢固,應清潔無臟污,無過熱現(xiàn)象
電刷,刷握與彈簧
1.電刷應完整無裂紋無過熱,邊緣無剝落.工作電刷長度不小于原長度的1/2,電刷與滑環(huán)面的接觸應不少于刷面的75%.
2.電刷與滑環(huán)上下環(huán)平面的上下端距應符合要求.
3.電刷在刷握內(nèi)抽動應無跳動或卡滯或太松,刷與刷握應有0.1～0.2"Ⅱn的間隙.電刷連接軟線應無過熱或阻滯電刷現(xiàn)象.
4.刷握與滑環(huán)的距離及角度應符合要求.
5.恒壓彈簧壓力應正常
轉(zhuǎn)子接地電刷
與大軸應接觸良好,電刷抽動靈活,電刷長度不小于新電刷長度的l/2.
9l,工作人員進入發(fā)電機內(nèi)工作有何注意事項
答:視發(fā)電機的檢修等級和工作人員的配備情況,在檢修中發(fā)電機風洞可設專人管理.進入發(fā)電機的工作人員須將衣袋內(nèi)的物品取出,特別應防止帶有金屬的物品如鋼筆,打火機,鑰匙等攜人發(fā)電機內(nèi).對必須帶入發(fā)電機內(nèi)的物品逐一進行登記,工作完后核消,嚴格執(zhí)行登記制度.開啟人孔門時要防止螺絲,螺母掉人機內(nèi).進入發(fā)電機內(nèi)部嚴禁穿釘子鞋等硬底鞋,嚴禁踩踏或吊攀線圈,引線,以免損壞絕緣.在發(fā)電機內(nèi)有動火
的工作,還應按動火工作的規(guī)定進行管理.
機內(nèi)工作防范的重點是防止物品遺留在發(fā)電機內(nèi),這方面的反面例子在發(fā)電機的檢修中是很常見的.一般發(fā)電機內(nèi)部工作至少需兩人在一起,發(fā)現(xiàn)各種異常情況應立即逐級上報,以便迅速組織處理.
92.發(fā)電機檢修要進行哪些電氣試驗項目
答:根據(jù)發(fā)電機的結構和檢修等級的不同,發(fā)電機檢修的試驗項目有所偏重.對發(fā)電機本體的B級檢修,常規(guī)的電氣試驗項目見表2.5.
表2.5 發(fā)電機B修主要電氣試驗項目
序號
試驗項目
說 明
一 常規(guī)試驗項目
1
定子繞組的絕緣電阻,吸收比或極化指數(shù)
2
定子繞組泄漏電流和直流耐壓
3
定子繞組直流電阻
4
定子繞組交流耐壓
5
轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻
6
轉(zhuǎn)子繞組交流耐壓
7
轉(zhuǎn)子繞組直流電阻
8
磁極交流阻抗和功率損耗
9
磁極接頭直流電阻
10
勵磁回路絕緣電阻
11
勵磁回路交流耐壓
12
檢溫計絕緣電阻及溫度誤差檢驗
13
開機前定子三相泄漏
14
轉(zhuǎn)子升速絕緣
15
軸電壓
16
發(fā)電機空載特性
二 根據(jù)需要進行的試驗項目
17
定子接頭電阻
必要時破開接頭絕緣盒
18
定子單相接地試驗
測試發(fā)電機參數(shù)
19
定子三相短路試驗
測試發(fā)電機參數(shù)
20
定子線棒表面電位
需退出槽楔
21
發(fā)電機局部放電試驗
需進行絕緣鑒定時進行
22
發(fā)電機溫升試驗
需鑒定發(fā)電機特性時進行
23
發(fā)電機鐵損試驗
需鑒定發(fā)電機特性時進行
24
發(fā)電機調(diào)相運行試驗
僅對有調(diào)相能力的機組
25
發(fā)電機進相運行試驗
需考察發(fā)電機的進相能力時進行
93.發(fā)電機絕緣電阻試驗的測試項目中為什么增加了極化指數(shù)這一項
答:大,中型水輪發(fā)電機由于電容量大,故其吸收過程很長,有時lmin的絕緣電阻仍較低,并不能真正反映發(fā)電機的絕緣電阻,也不能真實地反映定子繞阻受潮和絕緣受損的情況,所以增加了極化指數(shù)的測量.從電介質(zhì)理論來看,吸收比測量試驗由于時間短(60s),大容量電容類的設備復合介質(zhì)中的極化過程還處于初始階段,不足以反應極化的全過程,不能完全反映絕緣介質(zhì)的真實情況,故以吸收比的結果判斷受潮不夠準確;而極化指數(shù)試驗時間為600s,介質(zhì)極化過程可以為基本已接近完成,故能較準確地反映絕緣受潮情況,易于在實際工作中作出準確判斷.此外,極化指數(shù)在較大范圍內(nèi)與定子繞組的溫度無關.
國外工業(yè)發(fā)達國家從上世紀40年代起就開始采用"極化指數(shù)"試驗.我國1996版的《電氣設備預防性試驗規(guī)程》在絕緣電阻試驗項目中,增加了極化指數(shù)試驗項目.
94.發(fā)電機定子繞組局部更換線棒在電氣交流耐壓試驗上有什么規(guī)定
答:對于10.5～18kV,容量大于IOMW的發(fā)電機線棒規(guī)定見表2-6.
表2-6 發(fā)電機局部更換條式線棒交流耐壓試驗值
序號
線棒所在部位
試驗形式
試驗電壓(kv)
l
單根線棒下線前
單根;直線部分包金屬箔接地
2.75Un+.5
2
下層線棒下線后(與其他線棒連接前)
單根;其余線棒接地
0.75(2.5 Un+2.O)
3
上層線棒下線后(打完槽楔,與其他線棒連接前)與下層線棒同試
其余線棒接地
0.75(2.5 Un+1.O)
4
連接,焊接完成,接頭絕緣完成后
分相
0.75(2.O Un+3.0)
5
所有更換工作完成后
分相
1.5 Un
如果發(fā)電機制造廠家有明確規(guī)定,應參照廠家的標準.
95.為什么將發(fā)電機泄漏電流試驗和直流耐壓試驗分開描述
答:在原《電氣設備預防性試驗規(guī)程》中,只規(guī)定了"直流耐壓并測量泄漏電流";在1996的新版本中,該項描述為"定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗",將"泄漏電流"單獨列出并提前,是為了突出測量泄漏電流對判斷發(fā)電機絕緣狀況的重要性.
泄漏電流和直流耐壓的試驗接線和測量方法是一致的,所加的電壓也一樣.但兩者側重考核的目的不一樣.
直流耐壓主要考核發(fā)電機的絕緣強度如絕緣有無氣隙或損傷等.而泄漏電流主要是反應線棒絕緣的整體有
無受潮,有無劣化,也能反應線棒端部表面的潔凈情況,通過泄漏電流的變化能更準確予以判斷.
96.為什么對發(fā)電機絕緣要采用交流耐壓和直流耐壓兩種方式
答:工頻交流耐壓,是模擬了發(fā)電機實際運行情況下的電壓,頻率和波形,故得出的試驗結果可信度較高.發(fā)電機線棒在線槽的直線部分與鐵芯相接觸(即接地點),而端部遠離鐵芯,由于存在耗散的電容電流,在線棒端部到定子鐵芯之間的絕緣表面上產(chǎn)生了交流壓降,因此,端部所受電壓較線槽部分小,因而端部絕緣的缺陷不易暴露.可以說交流耐壓主要考查了線棒線槽和槽口部分的絕緣情況.
直流耐壓時,沒有電容電流,僅有很小的泄漏電流,線棒絕緣表面也就沒有明顯的壓降,線棒端部雖離鐵芯遠,但沿端部表面絕緣的電壓分布均勻,端部承受的電壓基本不變,因而可以反應端部絕緣存在的缺陷.但直流電壓下,絕緣介質(zhì)上的電壓與電阻成正比,與電容無關,故直流耐壓對線槽部分絕緣的缺陷檢測效果差,從介質(zhì)損耗發(fā)熱的觀點出發(fā),交流比直流能更有效地發(fā)現(xiàn)槽部線棒絕緣的缺陷.
由于交,直流耐壓具有對應于線槽與端部的特點,因此,兩種方式的耐壓都要采用.
97.為什么要在發(fā)電機開機時測量轉(zhuǎn)子升速絕緣
答:對于某些結構的發(fā)電機轉(zhuǎn)子,發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的絕緣發(fā)生的接地故障往往與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的離心力有關,
而這類故障在停機狀態(tài)下的測試中卻反應不出來.因此,在發(fā)電機由零轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速時,測量此階段的轉(zhuǎn)子繞組絕緣,可以判斷轉(zhuǎn)子繞組是否存在這類故障,以便于準確地查出故障,保證轉(zhuǎn)子繞組在正常運行時沒有隱患.
98.發(fā)電機內(nèi)應埋置多少電阻溫度計
答:在《水輪發(fā)電機基本技術條件》(GB/T 798, 4--2001)中對容量大于12.5MVA的水輪發(fā)電機規(guī)定為:
(1)對空冷發(fā)電機:定子為單支路時,埋置12個;當定子繞組支路數(shù)大于2時,繞組每相每個并聯(lián)支路上埋置2個.在DL/T 730---2000《進口水輪發(fā)電機設備技術規(guī)范》中,對發(fā)電機定子鐵芯高度大于2m以上的發(fā)電機,要求每相每個支路至少應埋置3個,分為上,中,下布置.
(2)對水內(nèi)冷的發(fā)電機:①在發(fā)電機定子繞組每個并聯(lián)水路出水端的上,下層線棒間埋設1個;②在定子鐵芯
槽底埋置6個;③每套純水處理系統(tǒng)進,出水總管各埋置1個;④在發(fā)電機定子繞組每個并聯(lián)水路的絕緣引水管出水端埋置1個.
99.水內(nèi)冷機組線棒對水質(zhì)有什么要求 運行中應監(jiān)測哪些參數(shù)
答:對全密封的水內(nèi)冷系統(tǒng),經(jīng)處理后的水的主要參數(shù)應符合以下要求(水溫為25℃時):水質(zhì)純凈,脫離子,
無固體雜質(zhì),pH值為7—9;硬度小于2洶l(fā)/L,含銅量≤40‖L,主回路導電率≤2"s/cm.
發(fā)電機在運行中,應定期測量內(nèi)冷卻水中的含銅量,硬度等參數(shù).還應在線連續(xù)測量冷卻水的導電率和pH值
.
100.對發(fā)電機主要電氣部分的溫升有何要求
答:在《水輪發(fā)電機基本技術條件》 (GB/T 7984—2001)中,規(guī)定了B級絕緣和F級絕緣(冷卻介質(zhì)溫度不超
過40℃)的溫升限值見表2.7.
表2-7 發(fā)電機部件允許溫升限值 K
發(fā)電機部位B級絕緣
F級絕緣
埋置檢溫計法
溫度計法
埋置檢溫計法
溫度計法
空冷定子繞組
85
105
定子鐵芯
85
105
水內(nèi)冷定子繞組出水
25
25
集電環(huán)
80
90
101.發(fā)電機組對其附件的管道顏色有什么規(guī)定
答:水輪發(fā)電機組附屬管道顏色規(guī)定見表2.8.
表2-8 發(fā)電機組附屬管道顏色規(guī)定
序號 管 道 色 別 色 環(huán)
1 供油管 紅色 無環(huán)
2 排油管 黃色 無環(huán)
3 供水管 藍色 無環(huán)
4 排水管 綠色 無環(huán)
5壓縮空氣管 白色 無環(huán)
6 消防水管 桔黃色 無環(huán)
(四)發(fā)電機檢修工藝部分
102.發(fā)電機定子線棒更換有哪些主要工序
答:以普通工藝發(fā)電機更換下層普通線棒(錫焊接頭)為例,未吊出轉(zhuǎn)子檢修的情況下更換線棒的主要工序有(有些發(fā)電機需吊出轉(zhuǎn)子才能更換線棒):
(1)準備工作.
1)拆除需更換線棒對應部位的發(fā)電機上機架蓋板.
2)拆除對應的發(fā)電機定子上擋風板;下?lián)躏L板根據(jù)需要確定是否拆卸.
3)確定要拔出的磁極,拆除其對應的磁極連線,阻尼環(huán)連接頭.
4)吊拔出對應的磁極.
5)確定需拔出的上,下層線棒,并逐一編號.
6)備品線棒試驗.
(2)拆卸線棒.
1)除去更換線棒相關的定子線棒接頭絕緣盒,焊開線棒接頭并頭套.
2)除去相應線棒端部及斜邊綁繩,與端箍的綁繩,取出口部墊塊及斜邊墊塊.
3)退出需拔線棒的槽楔,斜楔及墊條.
4)取出上層線棒及層間墊條.
5)取出下層線棒及底層墊條.
6)鐵芯線槽清掃,必要時噴以低阻半導體漆.
(3)回裝線棒.
1)下入底層墊條及下層線棒;試驗合格.
2)安裝下層線棒斜邊墊塊,綁扎及與端箍的綁扎.
3)下人中間墊條及上層線棒;試驗合格.
4)下人上層墊條及槽楔,斜楔.
5)打緊槽楔;試驗合格.
6)安裝線棒接頭并頭套,焊接接頭,接頭電阻試驗合格.
7)安裝接頭絕緣盒.
8)安裝口部墊塊及斜邊墊塊,端部及斜邊綁繩,槽楔下部綁繩.
(4)所有工作完成后,按工藝要求繞組端部應噴表面覆蓋漆.按照拆裝相反順序回裝其余部件.
103.更換定子線棒有哪些技術和工藝要點
答:線棒更換是發(fā)電機檢修中最為重要的關鍵檢修項目,也是衡量檢修人員檢修水平的重點項目.
(1)施工安排.對整個工作應進行宏觀的考慮.更換線棒前應對專用工具,消耗的主要材料,工作人員的安排等要有充分準備;對工作場地的照明和通風,專用烘房(或烘箱),配漆和配膠的專用場地等都要事先策劃好.
(2)材料準備.掌握不同材料的特征.不同絕緣等級的發(fā)電機應使用相應等級的絕緣材料,即使是相同型號的材料,不同的廠家使用的也會有很大的區(qū)別,不同的廠家的編號和稱呼也不一樣.如防暈漆,絕緣膠的組份和配比等很多材料和零件都沒有互換性甚至是唯一的,使用中,其固化時間,溫度要求等都是關鍵項目.
有的材料需要提前處理,如適形氈工藝,要求使用前浸膠,因而有一定的時間限制.有的絕緣材料是有一定保證期的,且對其存儲的環(huán)境溫度也有要求,應嚴格掌握.新線棒下線前應檢查線棒接頭是否完好,線棒表面絕緣有無損傷,防暈層部位有無破壞,下線前的新線棒應耐壓試驗合格.存放時間過久的線棒應抽樣進行起暈試驗.接頭焊接如采用的是錫焊,則使用前應對焊錫的配比進行化驗,應符合廠家圖紙要求;如采用的
是銀銅焊,則按圖紙相應的牌號材料準備銀焊片和焊料.
(3)技術準備.充分熟悉和分析廠家圖紙,了解結構和工藝的差異,為正確解決工作中出現(xiàn)的問題打好基礎.如有的進口機組端部墊塊及斜邊墊塊的適形氈均是采用浸高阻半導體漆的工藝處理,但噴表面漆后,可能很難看出這一點,如果不了解而采用常規(guī)方法去處理,就會造成局部防暈結構的破壞.對關鍵的技術要點,可以在工作開始前組織技術培訓.
(4)專用工器具.提高效率的捷徑.由于機組結構的原因,專用工具缺少通用性.不同的結構型式采用的專用工具不一樣.如銅焊機,大電流發(fā)生器,焊錫鍋,定子線棒壓緊工具,下線機等,很多電廠都有幾種不同類型的發(fā)電機組,因此應做到心中有數(shù).
(5)工作中的重點控制.
1)發(fā)電機在進行擴大性大修時,由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子已經(jīng)吊出,故可以方便地進行線棒更換工作.在轉(zhuǎn)子未吊出的其他類型的檢修或事故搶修中,應首先根據(jù)需更換線棒的多少,確定需要拔出的磁極數(shù)量及定,轉(zhuǎn)子上部相應需揭去的蓋板.
2)工作中的人身和設備安全,狹小空間的通風和防火等都應有充分考慮.如果有多處線棒需要更換,則采用在轉(zhuǎn)子上對稱(或根據(jù)具體部位)各拔2～3個磁極,然后采用盤車的方法來移動空間.有的國外的發(fā)電機設計成不可單獨拔磁極的結構,因此則只能整體吊出轉(zhuǎn)子才能完成線棒的更換工作.
3)更換線棒過程中,搬運線棒等重要器件時,應仔細小心,特別注意防止磕碰線棒彎折部分,以防損傷絕緣或端部防暈層.有的發(fā)電機定子線棒很長如3～4米,重達幾十公斤,因此在下線時應根據(jù)現(xiàn)場條件考慮使用專用工具,使線棒徐徐從上部吊人安裝位置,以防止在狹小的空間中因搬運不當造成線棒絕緣損壞.
4)因更換其他線棒而拆下的還要回裝的線棒
