WLQ型交流励磁机使用说明书

1. 概述：

本说明书适用于发电机功率为35～75MW系列的汽轮发电机用交流无刷励磁机，励磁机为卧轴、转枢式，与所配的汽轮发电机同轴旋转。

励磁机的旋转电枢以三相交流电供给同轴旋转的二极管整流装置，经过二极管整流装置整流后供给汽轮发电机的转子进行励磁（以下简称无刷励磁系统），励磁机定子磁场的励磁则由静止可控硅励磁调节装置提供，此可控硅励磁装置由汽轮发电机定子的机端电压供电并按比例调节，无刷励磁系统的原理示意图如图1所示。

word/media/image1.gif图1 无刷励磁系统原理示意图

2.引用标准

GB755-2008 旋转电机 定额和性能

GB/T1029-2005 三相同步电机试验方法

GB/T7409.3-2007 大中型同步发电机励磁系统基本技术条件

GB/T191-2000 包装储运图示标志

GB/T1993-1993 旋转电机冷却方法

GB/T997-1981 电机结构及安装型式代号

GB/T4942.1-2001 电机外壳防护分级

JB/T7784-1995 透平同步发电机用交流励磁机技术条件

3.主要技术数据：

额定容量 590 kVA

额定频率 200 Hz

额定转速 3000 r/min

相数 3

接法 Y

绝缘等级 F级

额定励磁电压 145.5 V

额定励磁电流 28.1 A

旋转整流盘输出电压 255 V

旋转整流盘输出电流 1350 A

顶值电压倍数 ≥1.8

允许的强励时间 20s

噪音 ≤92dB（A）

4.使用环境:

4.1海拔不超过1000m；

4.2当空气冷却器的进水温度为33℃时，空气冷却器的出风温度应不超过+40℃；

4.3空气冷却器的进水温度不大于33℃；

4.4安装在厂房内，环境温度不低于＋5℃。

注：如果励磁机在海拔超过1000m或环境温度在规定的范围以外的条件下使用时，应按GB755的规定进行修正。

5.结构简介:

交流励磁机主要由定子、电枢、旋转整流装置、风扇、底架、外罩、空气冷却器、千斤顶、滑动轴承、测量滑环装置等部件组成。

励磁机定子铁芯用1mm钢板冲制的磁极冲片迭压而成，磁极极靴上装有阻尼条，两端由阻尼环组成阻尼笼，以减少励磁机整流反应和整流时二极管中的感应电压。磁极线圈用玻璃丝包扁铜线绕制而成，外包玻璃丝带，浸漆后固化成整体。磁极线圈套装在磁极铁芯上，通过螺栓圆周均匀固定在机座内孔，定子机座用螺栓、定位销固定在底架上，定子机座为上下两半结构。

励磁机为转枢式结构，电枢与发电机转子为分段轴，采用法兰联接结构，法兰通过止口及定位螺栓定位。电枢铁芯由优质硅钢片套装在电枢轴上迭压而成，冲片两面涂硅钢片漆，铁芯沿轴向分成多档，每两档铁芯间有工字形通风槽钢支撑，构成径向通风沟。电枢线圈为双层波绕组，线圈由玻璃丝包扁铜线绕制成，线圈绝缘采用云母带进行连续包扎。线圈嵌入铁芯槽内后，用槽楔固定，电枢绕组端部用无纬带进行绑扎，完成后，电枢进行整体浸漆。电枢线圈引出线通过轴表面引至整流环，引线外用无纬带绑扎固牢。

旋转整流装置主要由整流环、旋转二极管、熔断器、绝缘导电螺栓、绝缘板及散热垫块等组成。旋转二极管、熔断器、绝缘导电螺栓、绝缘板及散热垫块等布置在整流环上组成整流回路。整流环通过螺栓固定在转轴上。经过整流后的电流经导电螺栓与布置在轴中心孔内的导电杆相连，再通过励磁机导电杆和发电机导电杆供给发电机转子线圈励磁。整流环上开有通风孔，作为旋转整流元件散热风道，旋转整流环接线示意图见图2。快速熔断器外端面有指示粒，熔断器损坏时，指示粒会凸出端面，可通过外罩上的视察窗用频闪仪观察熔断器的工作状况。

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图2 旋转整流环接线示意图

励磁机定子安放在由钢板焊接而成的底架上，空冷器安放在定子机座上端，外面罩以外罩，以此形成密闭结构。

励磁机的通风：空气由励磁机后端进入，通过轴上离心式风扇加压，冷却励磁机的整流环及定、转子后，由励磁机前端排出，然后经外罩隔成的风道进入安放在定子机座顶部的空气冷却器冷却后，再回到励磁机后端，如此反复循环。

励磁机有一个压力油循环的滑动轴承固定在底架上，轴瓦能自动调整球面，轴承座采用铸铁件，轴承座与底架之间及轴承座与油管之间均垫以绝缘垫片，以防止轴电流损坏轴承。

千斤顶：千斤顶安放在底架上，用于检修时将励磁机电枢顶起。

测量滑环装置：励磁机电枢末端设有滑环及电刷装配，供测量发电机转子的励磁电压以及转子1点、2点接地和转子过电压保护的测点用。

6.保管和运输注意事项：

6.1励磁机在安装前，应妥善地存放在清洁、干燥的仓库内，防止电机及零件上凝结水珠，存放地点温度一般不低于5℃，且温度不应有剧烈变化。

6.2保存期间，励磁机应至少三个月进行一次检查，检查所有防护漆层应无脱落，并测量绕组的绝缘电阻，检查后应重新包装完好。

6.3运输起吊使用的机械、绳索、工具及其制动装置均应经过仔细的检查，并应对其动负荷进行校验，起吊及搬运过程中，钢丝绳必须放在箱壁上指定的起吊位置进行起吊。

7.安装说明：

励磁机的安装应按照图纸、使用说明书以及电力部门的有关规程进行。

7.1 安装前准备

7.1.1机组安装应检查基础尺寸是否与图纸要求相符。基础、地脚螺栓孔内的杂物是否已清除干净。

7.1.2 励磁机电枢同发电机转子分开安装时：

a）装励磁机电枢前，应对发电机转子的电气性能、电阻等检查完毕。

b）为保证机组的正常运行，汽轮机、发电机和励磁机转子的中心线应连成一条连续光滑的曲线。

c）励磁机转子的找中心应采用三支点的两转子找中心的方法。

d）励磁机电枢轴与发电机转子连接时，需注意联接螺栓、螺母的配对，并按厂内预装后所做标识进行对应回装。回装后检测励磁机轴法兰径向跳动不得大于0.03mm，轴瓦档跳动不得大于0.05mm。

7.2 定子机座安装

7.2.1 将定子机座吊上基础板，初步调好中心高、水平及轴向位置。

7.2.2 考虑到运行时汽轮机转子和发电机转子相对热膨胀，励磁机定子中心线比其转子中心应向非传动端偏移：(△1＋△2＋0.5)mm

△1----汽轮机转子向发电机端膨胀量 △2---发电机转子膨胀量

7.3轴承安装

7.3.1 轴瓦安装时应对其刮研，达到图纸要求。

7.3.2轴承座的油室及油道应清洁、无铸砂及污垢，轴瓦钨金应无刻划的沟道裂纹、气孔、夹杂物及脱壳等缺陷。

7.3.3轴承下面应按图纸要求放置干燥的绝缘垫板，安装时为了防止绝缘垫板的损坏，应暂用其它垫板代替，安装完毕后再换上产品部件。绝缘锥销也应先用钢锥销代替，安装完毕后再换成绝缘锥销。

7.3.4轴承与轴颈的间隙（静止时直径差）为0.21～0.28mm，轴承下半轴瓦与轴颈的接触面在60°～90°范围内，每平方厘米不应少于两点接触，轴瓦与轴径左右间隙应均匀，差数不超过10%。

7.3.5 轴承中心应向非拖动端移动(△1＋△2＋0.5)mm

7.4检查励磁机中心：

7.4.1 励磁机定子和转子之间气隙应均匀，最大与最小气隙之差不得大于气隙平均值的±5%。

7.4.2挡风圈与风扇的间隙应均匀，端盖的轴孔与轴的间隙应均匀。

7.5 旋转整流器整流后的励磁电流通过励磁机轴中心孔的导电杆和发电机轴中心孔的导电杆相连接，这两个导电杆的连接是通过两个键型平面压紧接触的。在安装时，应特别注意两个导电杆接触面必须干净，两导电杆接触面必须有0.05～0.1mm压紧量，以便压紧(方法见7.1.5条)。两个导电杆面安装时必须对正，并装好绝缘件，然后才能把合。配铰联轴器销孔，安装好销以及联结螺栓，联结螺栓必须可靠地拧紧。最后，装上两个导电杆面的紧定螺钉和绝缘垫片等；请严格按照图纸和此条的要求进行此部分的安装工作。

7.6通风道的安装和密封

7.6.1励磁机的外罩、定子机座、底架组成了励磁机的冷、热风区，安装中严格按照图纸的要求安装密封。

7.7机组安装好后，配钻铰所有锥销孔。

8.机组的起动

8.1起动前的准备

8.1.1机组起动前，全部机件必须仔细检查，确保运行条件齐备。

8.1.2全部土建工程结束，现场务必清理整齐，风道应清扫干净。

8.1.3机组安装（或检修）就绪，全部螺栓应固紧。

8.1.4轴承润滑油系统应通畅，润滑油系统及其连动装置应经汽轮机安装部门检查与试运行。

8.1.5检查励磁机各部分连线是否正确。

8.1.6起动前，应和发电机转子一起由盘车装置转动，以确保转动部分没有任何卡碰现象。

8.1.7测量励磁机定、转子绝缘电阻,轴承座绝缘电阻，合格后方可起动。

8.1.8测量励磁机定、转子线圈的直流电阻，并与制造厂测量的数据进行比较。

8.2起动：

励磁机在起动过程中，不加励磁，进行无负荷机械检查，检查油温及轴承振动是否正常。

9.交接试验：

a. 绕组对机壳及相互间绝缘电阻的测定；

b. 绕组在实际冷态下直流电阻的测定；

c. 振动的测定；

d. 空气隙的测定；

e. 测量轴承进出油温；

f. 测量进出风温；

g. 耐电压试验，试验电压为出厂试验值的80%，历时1min；

h. 短时升高电压试验。

10.运行中注意事项：

10.1运行中应严密监视励磁机的励磁电流和电压，轴承温度，并做好记录。

10.2轴承的润滑油采用22号透平油，出油温度不应超过65℃。

10.3励磁机冷却空气的温度不得超过40℃。

10.4机组在额定转速下运行时，轴承座振动值（两倍振幅）应符合国家标准的规定。

10.5应保持轴承座绝缘周围的清洁，不让其积垢或短路，并且应定期检查其绝缘电阻。

10.6励磁机按额定数据运行时，各部分允许温升：转子电枢绕组和定子磁极线圈为80K。

10.7绝缘电阻：

10.7.1励磁机电枢绕组在干燥后接近工作温度时，用1000V兆欧表测量其对地绝缘电阻应不低于由下式求得的数值：

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式中：R为绕组的绝缘电阻（MΩ）

U为额定电压（V）

P为额定容量（kVA）

10.7.2励磁机励磁绕组的绝缘电阻，在冷态下用500V兆欧表测量时，应不低于1MΩ。

10.7.3励磁机轴承与油管和底架间，用1000V兆欧表测量时，其绝缘电阻应不低于1MΩ。

10.8在运行中必须避免灰尘、水滴、金属碎屑及其它杂物进入电机。

10.9励磁机在运转时，不得覆盖任何物品，外物不得阻碍励磁机的进出风。

10.10在运行期间，应保证励磁机的空气冷却器的进水温度不大于33℃，空气冷却器工作在额定水压下。

11.检修：

机组是否能安全可靠运行，在很大程度上取决于维护和检修，因此，励磁机在运行中，应根据现场条件，定期进行大修和小修。

11.1小修：

11.1.1如发现励磁机内有尘土，油泥等，应加以清理吹净。

11.1.2检查整流器以及所有联接螺栓是否松动，引线及绝缘是否有损坏及断裂现象。

11.1.3检查旋转整流盘上每个整流元件的正反向电阻是否正常。

11.2大修：

11.2.1检修前的准备工作：机组在停机前，应根据现场情况，记录运行中的缺陷，制定革新与改进措施，编制检修项目及进度，准备必要的仪表工具及备品备件和材料，并进行必要的试验。

11.2.1.1测量轴承座的振动；

11.2.1.2检查轴承等的绝缘情况

11.2.1.3在额定转速下，测量励磁机的定子绕组电抗。

11.2.1.4停机后，测量励磁机绝缘电阻。

11.2.1.5测量励磁机定、转子的空气间隙，风扇环的径向间隙。

11.2.2轴承的检修

11.2.2.1测量轴承座与底架以及进出油管之间的绝缘电阻，并将灰尘、油污等清理干净。

11.2.2.2检查轴颈在轴承中的位置，轴颈与轴瓦上部间隙，两侧间隙以及挡油板与轴的间隙。

11.2.2.3轴承合金与瓦胎的接合面有无裂纹，轴承合金工作面有无研伤痕迹，以及磨损情况。

11.2.2.4检查轴承油室以及油管是否清洁，必要时予以清洗，经常检查轴承用油的质量和粘度，并定期予以更换，至少半年更换一次。

11.2.3励磁机转子的检修：在大修中一般不一定要抽出转子，但对新机组投入运行后一年，建议最好抽出转子，以便进行全面检修。此后，可每四年抽出一次。特殊情况下，必须抽出转子时例外。

11.2.3.1检查转子表面有无变色和锈斑，并根据运行记录判明有无局部过热现象以及产生的原因。

11.2.3.2检查转子的槽楔有无松动。

11.2.3.3检查线圈的端部是否有变形以及外围包扎的无纬带情况。

11.2.3.4检查转子绕组匝间，端部以及引出线绝缘情况。

11.2.3.5清理擦净整流环上的污秽。

11.2.3.6检查线圈及连接线所有接头绝缘有无枯朽过热迹象，并测量每一分支直流电阻，与以前测量的数值进行比较,并进行分析。

11.2.4定子检修

11.2.4.1检查磁极铁芯表面有无锈斑或变色痕迹。

11.2.4.2检查磁极线圈表面绝缘漆的情况。

11.2.4.3检查磁极线圈的连接线是否牢固。

11.3励磁机的干燥：励磁机在运输和存放过程中，铁芯和线圈都可能吸潮，这些水汽深藏在电机内部，在冷态下绝缘电阻虽很高，但在运行发热后，水汽蒸发出来，使绝缘电阻下降，绕组可能被击穿，电机在运行前，必须先干燥。

11.3.1外部加热干燥法：

采用电炉和蒸气管作热源，使用鼓风机吹风，但是热空气温度不能超过90℃，为了使电机干燥均匀和防止久热变形，应不断转动转子。

11.3.2短路电流干燥法：

将整流环的整流元件正负极短路或交流侧短路，小心地在励磁侧回路中加入励磁电流不大于额定短路励磁电流的40%,运行3～4h后,再升高励磁电流至55%额定短路励磁电流。

11.3.3干燥注意事项：

a. 过份潮湿的电机不宜采用线圈通电加热法；

b. 加热过程中应防止局部过热现象；

c. 绝缘电阻在干燥过程中，应每隔半小时测量一次，当其值稳定3h以后，可以认为干燥完成。