小型无刷水轮发电机使用维护说明书

小型无刷水轮发电机

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用

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SF

f2

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W

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F2

F1

LF

一、概述

SFW(SF)型水轮发电机与卧(立)式水轮机配套，使用于农村水电站，作为动力及照明电源，发电机端电压400V(或6300V)。

本型发电机采用无刷励磁系统，取消了集电环和碳刷，不仅使电机维护方便，而且没有碳粉对环境造成污染，是一种较为理想的励磁方式，最适宜在农用水轮发电机组上采用。

交流励磁机电枢与主机同轴安装，电枢旋转发出的交流电通过三个旋转模块（或6个旋转二极管）组成的三相桥式整流电路整为直流后送入主机转子磁场，电路原理图如下图：

图中：LF可控硅励磁装置、SF水轮发电机、f1f2交流励磁机磁场绕组、F1F2发电机磁场绕组。

本发电机的使用条件为：

1．海拔高度不超过1000米；

2．周围环境温度不超过40℃；

3．空气相对湿度不高于85%；

4．安装在有掩蔽的厂房内，周围没有大量尘埃及腐蚀性气体。

若安装地点不符上述条件，则发电机的容量和温升应按有关规定进行修订。

二、发电机运转前的准备

新的或久未运转的水轮发电机，虽然制造厂已经过干燥处理和试运

转，但在运转前一般仍需进行干燥处理。其干燥方法见后2.3.1中根据不同具体情况选取。

发电机运转前应注意以下几点

2.1清除机房内的垃圾灰尘。

2.2仔细检查发电机可触及的内部，不得有杂物存在，并用干燥的压缩空气（不大于2个大气压）吹净内部。如没有压缩空气，则可用手风箱吹，但要防止损坏线圈绝缘，不能使用金属喷嘴。

2.3发电机的干燥

2.3.1干燥的方法：

a.外部加热干燥：本方法适用于因灌水或其它原因而被浸湿的

电机。拆卸交流励磁机，将发电机转子从定子中抽出，然后将定、转子（含交流励磁机定、转子）分别用电热器进行加热干燥。其定子、转子线圈的表面温度不大于85℃（温度计法）。

b.通直流电干燥：将直流电通入定、转子线圈，藉线圈铜线产

生热量驱除潮气。其电流的大小约为额定值50-80%。（堵住转子，以免定子线圈中产生感应电压）在干燥过程中线圈温度应保持在85℃以下（电阻法）或70℃以下（温度计法）。同时应具备随时都能切断电源的装置（因无通风的发电机温度上升的速度较快）。

干燥发电机转子线圈时，可将交流励磁机轴孔中两根电缆线拆下，通入直流电；干燥交流励磁机转子线圈时，可将交流励磁整流盘上三根交流电源线拆下，二根并联后与另一根通入直流电，并注意随时调换（单根的发热快）。

c.通低压交流电干燥：将转子线圈短接（即将交流励磁机轴孔

中两根电缆连接在一起），堵住转子。定子线圈通入低压三相交流电，使用电压一般在额定值的8-10%。线圈温度应控制在70℃以下

（温度计法）。此法在使用时应特别注意转子上的局部发热点。

d.短路干燥：将定子线圈出线端三相短接，然后慢慢开动原动

机使转速接近额定值（可以低于额定值）保持稳定。再慢慢增加交流励磁机定子磁场电流，使发电机定子的短路电流达到额定电流的50-70%，保持4-5小时。再增加交流励磁机定子磁场电流使发电机定子线圈温度保持在85℃（电阻法）或70℃（温度计法）（定子短路电流不能超过额定值）。如线圈温度太低时可以减少进风口面积或适当地降低发电机的转速。

2.3.2发电机干燥时注意事项：

a.过分潮湿的电机应避免使用直接通电流干燥法，以免发生线

圈击穿。在这种情况下，应先用外部加热法干燥，然后再通入电流。

b.干燥过程中应多放些温度计，以掌握各部位之温度，防止局

部产生过热现象。

c.干燥时温度应逐步上升，以免线圈内部水份聚然蒸发而使线

圈绝缘损坏。

d.干燥过程中每隔30分钟，至少测量一次温度和绝缘电阻。

当温度稳定后，测量的次数可以减少，并作好测量记录。

e.发电机在干燥初期绝缘电阻下降，以后逐渐上升，而且上升

的速度越来越慢，最后稳定在某一数值，之后在恒定温度下，绝缘电阻保持3小时内不变，即可认为干燥已经完成。

f.发电机干燥后当线圈温度冷却到60℃时，以摇表测量定、转

子线圈绝缘电阻，其值不应低于0.5兆欧。

2.4检查各接线的联接是否正确，接触螺栓及底脚和轴承螺栓的螺帽是否拧紧，以及机械方面是否牢固。

2.5存放较久的电机应检查轴承室内的润滑脂是否变质，滚珠轴承

和滚柱轴承的润滑脂采用3#锂基脂。

2.6转动发电机的转子，看转动是否灵活。

2.7用兆欧计检查发电机的绝缘电阻，测得之值不应低于用下式求得的数值。

U

R＝

P

1000＋

100

式中：R——绝缘电阻（兆欧）；

U——发电机额定电压（伏）；

P——发电机容量（千伏安）。

注：对1000伏以下的绕组用500伏级兆欧计测量；1000伏以上的绕组，用1000伏级兆欧计测量。

2.8检查发电机的旋转方向是否与指示矢规定的方向一致。

经上述检查后，才可使发电机空车运转，并使其运转一段时间。在此时期内，应注意轴承温升，有否不正常的噪声、振动和局部发热等。如发现有不正常的现象，应停车检查，并排除之。

三、发电机的启动与停车

3.1单机运行的启动：

a.检查发电机与线路的联接开关是否全部断开。

b.励磁不投入。

c.开动原动机至额定转速。

d.逐渐投入励磁，使发电机的端电压至额定值。

e.合上与线路联接开关。

f.发电机带上负荷。

3.2单机运行的停车：

a.减少发电机出力，发电机电流减至零值。

b.断开与线路联接的开关，然后使励磁电流减至零值。

c.停止原动机。

d.断开全部开关。并作好下次开车的准备工作。

3.3并联运行的启动：

a.检查发电机与线路的联接开关是否全部断开。

b.励磁不投入。

c.开动原动机至额定转速。

d.逐渐投入励磁电流，使发电机的端电压至额定值。

e.调节发电机的转速，根据同步指示器，当电压、相位、频率都

与汇流排上相同时，合上与线路联接的开关。（控制屏装有自动并网装置时按其说明书操作）

3.4并联运行的停车：

a.解除发电机的负荷，使发电机电流减至零值。

b.断开与线路联接的开关，然后使励磁电流减至零值。

c.减少水轮机的进水量，使机组停机。

d.断开全部开关，并作好下次开车的准备工作。

四、发电机使用中的检查与维护

4.1发电机在使用期间内，应注意它的清洁，特别是线圈的清洁，无论电机的内部和外部都不得弄脏，更不允许有水和油落入发电机内部。

根据现场情况，发电机应定期（每月至少一次）仔细检查内部，用手风箱或用橡皮喷嘴的（不得用金属喷嘴）压缩空气将发电机内部的灰尘全部吹出，防止从一部分吹到另一部分。细小的金属物质或拉断的电线等等，不要堆放在电机的旁边，以免落入发电机的内部。

4.2发电机约经2000工作小时，即需更换润滑脂一次。轴承运行于多灰尘和潮湿的环境中时，应经常更换润滑脂。

长期没有运转的发电机应首先检查滚动轴承的润滑状态，如发现润滑脂硬化、变质等情况，则必须先用煤油将轴承清洗，然后再用汽油清洗并更换新的润滑脂。润滑脂的多少约为轴承室容积的1/3-1/2为宜，过多或过少都将引起轴承发热。

4.3必须经常检查螺栓的拧紧程度，特别是绝缘部分和旋转部分的紧固螺栓。

4.4冷却空气应清洁干燥，因为灰尘将堵塞风道和沾污绕组，以致减少风量和降低绝缘性能，使发电机过热和可靠性下降。

机房内冷却空气应保持在+5℃～+40℃之间，超出规定者应采取降温措施，使电机的各部分温升不超出下表的规定：

在额定工作条件下，如绕组和铁芯的温升超过上表的规定，即应停机检查发电机的通风系统。

4.5必须经常注意检查绕组的绝缘电阻，当任一相绕组绝缘电阻降低时，即应仔细清除污物和灰尘，用汽油或甲苯擦洗，最后烘干并应涂绝缘漆。

4.6发电机使用时，应备有记录本，系统地记录各仪表的数据，启动及停车的时间和原因。

五、发电机的拆装

5.1拆下联轴器；

5.2将飞轮从主轴上拆下来；

5.3拆卸发电机轴承端盖；

5.4拆下发电机两端的端盖与机座的连接螺栓，卸下一端的端盖，

即可从定子中取出转子。

5.5发电机的装配可按相反步骤进行。

5.6拆装时的注意事项：

a.电机拆卸时，各部分应作出标记，以便装配时恢复原来位置。

b.抽出转子的方法很多，需根据现场条件而定，但必须特别注意的是，抽出转子时应避免定、转子铁芯相擦，小心擦破两端定、转子线圈部分，转子抽出后应架空放置。

5.9装配完毕后，按发电机运行前的准备工作进行全面检查。

六、发电机的故障分析及排除

6.1发电机不发电。

6.1.1主机磁场绕组断线或对地短路，应检查并排除。

6.1.2水轮机转速太低，不能自励建压，应提高转速至额定值。

6.2电机过热。

6.2.1电机过载或定、转子电流过大，应适当调整负荷至额定值。

6.2.2风道阻塞，影响通风散热，应停机检修，清理定子通风沟，排除阻塞异物。

6.2.3环境温度过高（超过40℃）应适当减少负荷。

6.3轴承过热。

6.3.1轴承润滑酯过多或不足，适当调整。

6.3.2轴承润滑酯中含有杂质，或因长期运行老化变质，应更换新的润滑酯。

6.3.3轴承滚珠（柱）表面损坏，轴承圈裂纹，应更换轴承。

6.3.4主轴弯曲变形或装配不良，应检查或重新装配。

6.4绝缘击穿。

6.4.1绝缘电阻过低。由于环境空气潮湿，或温度骤变，水气凝结使绝缘受潮，或由于遇到酸碱及其他有害气体侵入，都会使绝缘电阻降低。

6.4.2电机过热，或使用年月长久，绝缘老化。

6.4.3电压过高或冲击过电压（如遭受雷击等）

凡遇绝缘击穿，必须找出绕组的击穿点，根据绝缘老化程度决定局部更换被击穿的绕组或全部更换绕组。

6.5机组振动剧烈。

6.5.1发电机与水轮机配套安装，装配不准确、轴线不同心或轴线不平行，遇此情况，必须重新安装，重新找正。

6.5.2机组底脚或基础强度不够，重新安装，增加基础强度。

6.5.3转子不平衡或气隙不均匀，负载不平衡，产生单边磁拉力。应检查原因，转子重效平衡，调整气隙，使其均匀，负载应平衡分配（指不并网电机），消除单边磁拉力。

6.5.4定子或转子绕组短路，应找出短路点并消除之。

6.5.5底脚螺栓松脱，应重新紧固。

6.5.6主轴弯曲，更换主轴。

6.5.7受水轮机振动影响，检查水轮机振动原因并消除之。