水轮发电机定子安装工艺及流程课件

水轮发电机安装作业指导书1、竖轴式水轮发电机安装工艺流程图准备工作安装间转子组装场地埋件预埋转子铁片清洗分类安装间定子组装场地埋件预埋定子组装准备下机架组装转子组装准备下机架预装转子支架组装及焊接定子机座组焊与定位筋安装定子吊装调整下机架基础砼浇筑与养生转子组装定子叠片与铁损试验发电机下端轴安装下机架及推力、下导轴承装配转子清扫、耐压、喷漆定子下线与耐压转子吊具安装下机架安装制动器及其管路安装转子吊装上机架组装及预装机组联轴及附件安装上端轴安装上机架基础砼浇筑与养生上机架安装机组轴线检查推力及上、下导轴承安装集电环安装调整机电联调发电机总装试运行2、作业方法及要求2.1施工准备2.1.1了解整个施工作业计划及要求。

2.1.5根据现场情况设计、制作临时工装、器具；准备各种施工工器具。

2.2安装间定子、转子组装场地埋件安装2.2.1作业方法2.2.1.1熟悉设计图纸及技术人员编写的施工技术措施及安全措施，严格按照措施进行施工。

2.2.1.2根据设计图纸中的要求进行埋件各部件的下料工作。

2.2.1.3按照设计图纸上的方位测放出埋件的埋设部位及高程。

2.2.1.4埋设安装间的各埋件，并将其加固定位，再进行二期混凝土的浇筑。

2.2.2质量检验用卷尺测量埋件下料尺寸是否符合设计图纸的要求；用卷尺测量埋件布置方位是否符合设计图纸的要求；用水准仪测量各埋件平面高程是否符合设计要求。

2.3定子组装：定子现场叠片方式分为安装间组装叠片，机坑内下线；机坑内组装叠片，机坑内下线两种方式。

以下作业方法以安装间组装叠片，机坑内下线方式进行论述。

2.3.1作业方法2.3.1.1定子组装前的准备工作(2)定子组装基础件埋设：定子机座的组焊及定子铁芯的叠片工作均在安装间进行，需在安装间定子组装位置予埋定子测圆架的基础板及以定子测圆架为中心的与定子机座钢基础支墩相连接的基础板，予埋时按照图纸要求进行布置。

(3)定子测圆架的尺寸应进行复核，测量定子内径用的千分尺应进行校验。

关于水轮发电机定子铁芯在施工现场装配的工艺方法摘要：定子是电动机的核心部分，它由绕组、铁芯和端盖组成，在其上装有转子。

电机的转速主要取决于定子和转子两个零件的质量及装配精度等因素，其中又以磁极数与线径为关键参数。

因此，生产制造高质量高性能永磁材料的难点在于提高线径均匀性（即要求产品具有高矫顽力）以及降低原材料成本。

采用好的工艺可以提高装配质量，减少返修率，降低生产成本。

关键词：铁芯装配；安装质量；水轮发电某水电站有两台水轮发电机，分别为直-15/20型（额定容量15MW）与直-10/40型（额定容量20MW）,每台机组都需要配置一个直径50mm左右的空心轴，该空心轴上还套设有环形铁心片，用于固定并保护励磁线圈。

由于实际运行中存在一定程度的绕制误差，使得直转或反转后产生较大的涡流损耗，造成发电机效率下降甚至烧毁。

为了解决这一问题，设计了一套新型高效节能的双轴承式空心轴系结构，通过改变偏心距大小来实现对功率输出影响不大，但能有效改善振动现象的效果。

1定子机座安装1.1定子装配支墩将定子装配支墩分为两大部分——支撑板总成(又称底座)和定位柱总成（又称立柱），两者均位于壳体内底部中心位置。

根据不同型号规格所需的高度可选择相应长度的支撑板组，使之能够满足不同尺寸规格需求。

要注意水平高差应控制在5mm以内，否则会导致叶片发生倾斜而无法正常工作。

同时还应保证底板表面粗糙度达到Ra≤0.2μm;1.2定子机座组装按照厂家提供图纸进行整体加工，包括毛坯焊接成型，然后再经机械加工形成模具。

需要除去部分铸件外的其余零部件全部进入到模腔完成其最终装配过程，最后经过热处理、酸洗处理即可获得成品。

需要测量机座端面平面度公差为0.05mm~0.1mm,以避免出现偏位及倒角等缺陷，从而确保整机精度。

1.3定子测圆架安装将测圆架放置于转子上，用专用量具检测其侧隙是否符合要求，若偏差小于2mm则说明此电机具有良好的稳定性，反之如果超过1mm就可能出现故障，因此必须严格把控角度。

水轮发电机转子介绍●水能—机械能—电能水力发电➢水的势能—水的动能—推动转轮旋转—带动发电机转子旋转●化学能—机械能—电能火力发电➢煤炭燃烧产生蒸汽—推动汽轮机旋转—带动发电机转子旋转●风能—机械能—电能风力发电➢风的动能—推动风叶旋转—带动发电机转子旋转●核能—机械能—电能核能发电➢核反应堆燃烧产生热量—推动汽轮机旋转—带动发电机转子旋转水轮发电机组外形法拉第电磁感应定理只要运动的导体切割磁力线（磁场），在导体两端就会产生感应电势当发电机的转子被原动机带动旋转时，磁极在空间旋转，产生旋转磁场，磁力线切割了在定子铁芯槽中对称放置的三相绕组，在绕组中就会产生感应电动势。

电动势（U）在外部用电设备形成的闭合回路中产生电流(I)，就得到了电功率(P)，即将机械能转换成电能：P=UI电磁设计特点-磁场分布水轮发电机总体型式●伞式：发电机推力轴承位于转子下方➢全伞：无上导轴承➢半伞：有上导轴承⏹一般转子为无轴结构●悬式：发电机推力轴承位于转子上方➢水轮发电机➢发电电动机：蓄能机组⏹上机架为承重机架●卧式：发电机轴系为水平布置➢灯泡贯流式发电机➢轴伸贯流式发电机➢竖井贯流式发电机水轮发电机结构转子装配（悬式）发电机主要构成部件●主要部件➢定子（固定部分，参与电磁转换）⏹利用导体切割磁力线，在导体内感应交变电势，连成回路形成电流，通过变电站将电能送入电网➢转子（旋转部分，参与电磁转换）⏹通过励磁电流形成磁场⏹通过水轮机旋转，在气隙中形成旋转磁场➢轴承包括机架（旋转和固定部件的摩擦界面）⏹承载旋转部件包括水推力的重量⏹旋转部件轴系的支撑力发电机主要构成部件●辅助部件➢冷却系统⏹铁损、铜损、风损和附加损耗、电气损耗的冷却⏹轴承润滑、搅拌损耗的冷却➢轴承油润滑系统➢机组制动系统➢机组运行监测系统⏹各部件温度监测⏹各种可能事故的监测、报警、停机➢机组运行保护系统⏹轴电流接地装置⏹灭火装置1定子装配●定子是变换能量和承受扭矩、重量的主要部件●定子结构设计➢定子机座⏹有足够的刚度和强度，能满足运行时额定扭矩产生的切向力和铁芯热膨胀引起的径向力，定子绕组短路时短路扭矩产生的切向力，通过定位筋传递到机座的交变力，转子绕组短路时引起的单边磁拉力⏹分瓣放置、运输及在制造、安装过程中起吊时引起的应力⏹上机架和机组转动部分（包括水推力）等的重量引起的轴向力（悬式）➢定子结构特点定子机座•机座分瓣结构•大齿压板结构•整圆刚性好1定子装配➢定子铁芯⏹是磁路的主要组成部分并用以固定绕组⏹机组运行时，铁芯要受到机械力、热应力、电磁力的综合作用⏹铁芯由扇形硅钢片、通风槽片、定位筋、齿压板、拉紧螺杆等部件组成➢定子铁芯应采取防振措施⏹振动原因：谐波磁动势和主磁场相互作用；定子和转子不同心；定子或转子不圆；机座及铁芯合缝处松动；铁芯装压不紧；机械共振⏹措施：增加定子刚度，采用工地整圆叠片；加强铁芯整体性，把铁芯两端粘接成一体；保证铁芯装压质量，采用热压和分段压紧，以及穿心螺杆加碟簧的压紧方式；合理选择机座刚度和立筋数量➢定子冲片制造定子冲片冲压定子冲片去毛刺机定子冲片刷漆炉大齿压板结构定子装配➢定子线圈⏹定子绕组的型式、导线规格及槽形尺寸已在电磁设计时确定⏹确定线圈的绝缘结构尺寸，线圈的径向、轴向、周向尺寸⏹确定线圈的防晕结构，防电腐蚀，端部固定及防下沉措施➢绕组接线➢铜环引线连接结构和出线位置布置➢大电流铜环引线的发热计算➢端部漏磁在端部金属件中引起的发热●定子由机座、铁芯、线圈、端箍、铜环及基础螺杆等部件组成➢定子事故●线圈主绝缘和匝间绝缘损坏、绝缘击穿、接头开焊、紧固件松脱➢原因：振动磨损、绝缘老化、局部缺陷、电腐蚀损坏、油污长期浸蚀使绝缘水平下降➢措施：采用斜楔或弹性波纹板将槽内线圈紧固，加强端部绑扎；控制运行温度，增设定子接地保护；防止绝缘机械损伤；槽壁与线圈间尽量消去间隙，减少线棒电晕放电量⏹占全部定子事故的50%以上●定子铁芯翘曲、振动➢原因：铁芯热膨胀、铁芯压紧力不够⏹发电机转子装配转子关键点●转轴➢承受额定转矩；机组转动部分的重量和水推力产生的轴向力；定、转子气隙不均匀引起的单边磁拉力；转子机械不平衡力；对于转轴与轮毂采用热套，需承受径向配合力➢具有一定的强度和刚度➢轴系的临界转速应高于机组飞逸转速的1.2倍➢轴与轴之间的扭矩靠键、销钉，或摩擦传递➢上端轴带滑转子●磁极是提供励磁磁场的感应部件➢极距t由定子内径Di和极数2p决定➢磁路和绕组计算确定如下主要尺寸：极弧系数a（极靴宽度bp与极距t之比）、极靴高hp、气隙d、极身高度hm和宽度bm，阻尼系统尺寸➢励磁绕组的计算温升应满足标书要求和国家标准➢计算在飞逸转速下极靴、T（鸽）尾的机械强度➢通过打键方式固定在转子磁轭上●磁轭是磁路的组成部分，为固定磁极之用➢机组运行时承受扭矩、磁极和磁轭自身的离心力、热打键配合力➢在离心力作用下磁轭要涨大➢计算在飞逸转速下磁轭的平均拉应力要满足材料屈服点的74%，即留有1.35倍的安全余量➢满足水轮机调保计算对发电机飞轮力矩GD2的要求➢通过打键方式固定在转子支架上●转子支架为固定磁极、磁轭之用➢机组运行时承受扭矩、磁极和磁轭的重力矩、自身的离心力、热打键配合力➢严格保证轮毂内圆与支架外圆的同心度小于0.05mm➢支架外圆键槽的弦距公差为±0.5mm，键槽与轮毂轴线平行，其倾斜度不大于0.2mm磁极铁心结构转子结构特点磁极线圈•散热匝结构，散热效果极佳，有效降低转子温升•整体绝缘托板，绝缘性能和机械性能好磁极装配●特点与优越性➢圆盘转子支架⏹整体刚度、受力好⏹有利于径向风路通风，通风效率高⏹工地安装方便➢分段叠压磁轭⏹增加紧度、提高整体性➢防止磁极铁芯扭曲变形⏹磁极铁芯打键，防止因铁芯过长引起的扭曲变形➢先进成熟的F级绝缘系统及优良的电磁结构材料转子磁轭冲片叠检转子磁轭冲片转子磁轭预压转子总装发电机转子装配转子结构转子磁极事故云鹏电站转子装配云鹏电站转子磁轭装配转子磁轭转子支架磁轭主键磁轭切向键轴承装配●推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械机构部件●承受立式水轮发电机的全部轴向负荷●轴承的结构设计➢推力瓦的单位压力、最小油膜厚度、最高瓦温，支撑选取位置瓦的倾斜度等参数计算（瓦变形包括镜板是机械变形和热变形的综合）⏹钨金瓦、弹性塑料瓦、水冷瓦➢镜板的精度（主要是平面度）和光洁度➢支撑：使所有瓦块（包括各点）受力均匀，可自调并可共调⏹球面点（刚性）支撑、弹性油箱支撑、平衡块支撑、弹性垫支撑、弹簧支撑、➢油的润滑循环冷却方式：降低瓦温和油温⏹内循环、外加泵外循环、镜板泵外循环●由推力轴承瓦（包括托瓦、托盘）、镜板、推力头、支撑部件、油封等部件组成机架厂内预装推力轴承装配推力轴承弹性支撑。