风机机械故障发电机故障教案.docx

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风机机械故障发电机故障教案

二月份培训教案

一、发电机原理：

V80发电机工作原理

电网

变频器

双馈发电机拓扑结构

发电机

由于发电机的工作速度范围为1000-2000rpm，所以在定子侧感应电压的频率不恒为50Hz，不满足电网要求。

双馈发电机通过变频器调整转子中励磁电流的频率，来控制定子电压的频率恒为50Hz；通过调整转子中励磁电流的大小和相位，来控制定子电压恒为3.3万V，从而达到风机并网要求。

这是发电机的工作原理。

所谓双馈是指功率可以通过变频器双向流动。

当转速小于同步转速1500rpm时，定子旋转磁场达不到同步转速，需要通过转子补充，所以能量是由变频器流向转子，如下图：

变频器

双馈发电机拓扑结构

发电机

电网

当转速大于同步转速1500rpm时，定子旋转磁场大于同步转速，需要通过转子抵消部分磁场，所以能量是由转子流向变频器，如下图：

变频器

双馈发电机拓扑结构

发电机

电网

双馈发电机的最大优点，由于变频器只传送流经转子的能量，所以变频器的容量大大降低，节约成本。

二、发电机的结构：

转子、定子、发电机滑环、碳刷、前后轴承、内处小盖、大盖、通风系统。

具体讲解见课件上的图。

三、发电机并网发电运行方式：

有星型和角型两种接线。

在Y型连接中（相当于小发电机），功率低于425KW，发电机转速范围是900-1620转/分。

优点是速度变化范围大，且发电机和变频器的损耗减少。

在△型连接中（相当于大发电机），功率不受限制，发电机转速范围是1200－1600转/分。

发电机的Y/△连接方式是由控制系统根据风速情况来选择的。

当无风时，风力机根据Optitip函数（），保持最佳变浆角准备启动。

当风速和发电机转速增加时，变浆角将会保持最佳直到达到参考转速。

随着转速提高到星型连接的参考速度（50Hz电网为1250rpm）速度控制器启动。

当达到星型连接时，连接程序启动前必须满足两个条件：

（1）变浆角必须至少为3度，以保证从风中吸收足够的能量，

（2）发电机转速（过滤值）必须在正负15转，连接速度多于1秒。

如果风大，那么变浆角就高于14度，而且是星型连接，启动频率转换器前参考转速上升到角型连接（50Hz电网1450rpm）。

发电机连接到电网上，参考功率以50kW/秒速度上升直到达到最佳功率水平。

四、发电机常见故障分析及处理：

1、发电机过流：

1）碳刷磨损严重。

导致碳刷与滑环接触不良，最导致发电机过流。

2）发电机转子开路。

2、电网侧硬件故障：

1）发电机滑环接地。

2）发电机转子、定子绝缘损坏。

3、发电机找不到同期：

发电机转子或定子开路。

4、发电机异音或震动大：

1）发电机轴承损坏。

2）发电机不对中。

5、发电机温度高：

1）看看是不是有空开跳闸。

2）通风电机损坏。

3）控制模块损坏

6、滑环温度高：

1）看看是不是有空开跳闸。

2）滑环通风电机损坏。

3）控制模块损坏

7、发电机轴承温度高：

1）发电机轴承损坏

2）PT100故障

3）控制模块损坏

在这个月以后的课我们会讲到如何处理。

五、常用测量工具的使用：

摇表的使用：

1、使用摇表测量绝缘时应注意事项：

1使用摇表测量高压设备绝缘，应由两人担任。

2测量使用的导线应使用绝缘导线，其端部应有绝缘套。

3测量绝缘时，必须将被测设备从各方面断开，验明无电压，确实证明设备无人工作后，方可进行。

在测量中禁止他人接近设备。

在测量绝缘前后，必须将被测试设备对地放电。

测量线路绝缘时，应取得对方允许后方可进行。

4在有感应电压的线路上（同杆架设的双回线路或单回路与另一线路有平行段）测量绝缘时，必须将另一回线路同时停电，方可进行。

雷电时，严禁测量线路绝缘。

5带电设备附近测量绝缘电阻时，测量人员和摇表的安放位置，必须选择适当，保持安全距离。

以免摇表引线或引线支持物触碰带电部分。

移动引线时，必须注意监护，防止工作人员触电。

2、手摇摇表的使用方法

1左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，120r/min，指针应指向+∞。

2L:

线路，E：

接地，G：

测量电缆绝缘时，为防止电缆表面泄露电流对精度影响，电缆屏蔽层接至G端。

3防止摇动兆欧表触电。

4摇动后，各接线柱不能短接。

⑴测二次回路的绝缘电阻值最好是使用1000V兆欧表，如果没有1000V的也可用500V的兆欧表。

绝缘标准：

运行中的不低于1MΩ，新投入的，室内不低于20MΩ，室外不低于10MΩ。

⑵测量高电压电动机用2500V

测量低电压电动机用500V

⑶定子线圈对地绝缘电阻值每KV不得低于1MΩ，电动机定子对地绝缘应为零。

3、电子摇表的使用方法

1首先检查引线的连接。

红色的线（LINE）接测试回路，GUARD接保护，EARTH接接地。

2连接被测设备时，必须将试验按钮，电压转换开关切至停止位。

3被测试回路连接好后，选择量程。

如果选择1KV的量程，可以直接使用；如果选择1KV以上的量程，先将量程切换开关切至H.V.SET位置，旋转加压开关，一直旋转到想要的量程，然后再将量程切换开关切至H.V.OUT位置后，可以开始测量。

加压方向是从DOWN到UP。

4按下测试按钮，（测试按钮旋至LOCK位置，可以锁定测试按钮）表计上显示数值。

当红灯亮时，在红色灯的表计上读值；当绿灯亮时，在绿灯的表计上读值，表计上总计分为三个读值。

5在测试中，需要切换量程，务必将测试按钮复位。

6测试工作结束后，首先将测试按钮和量程开关复位后，再解开测试回路。

测量发电机的应用：

我们知道发电机转子为星型接线，所以相互之间的电阻为零。

单相对地的电阻为无穷大。

转子相间电阻应用电感表测量，测量结果三相电感值应一致。

定子接线打开后，单相之间电阻应是零。

相间应电阻是无穷大。

每相对地应是无穷大。

六、更换发电机

1吊装前准备工作：

1、拆除发电机部定子和转子的接线；拆除发电机温度传感器的接线；拆除转子接线盒处滑环温度传感器、加热元件和通风机的接线。

2、拆除复合联轴器。

3、拆除顶板荧光灯的电源线和冷却液传感器的插头。

4、拆除风向风速传感器的接线；拆除接地电缆。

5、拆除发电机通风电机的电缆。

拆除机舱散热器和风门的连接电缆。

6、拆除齿轮箱和机顶冷却器连接油管；放出冷却水，拆除VCS冷却水与机顶冷却器的连接水管。

7、松开发电机通风设备的固定螺栓，取下通风机。

8、松开发电机的四个底脚螺栓。

9、拆下发电机侧机舱顶盖的固定螺栓，割开顶盖与侧壁的联接硅胶。

2发电机吊装：

1、完成工作票许可手续。

2、顶部作业人员和吊车就位后，挂好吊具和晃绳，升吊臂到机舱顶部，由顶部作业人员先将机舱盖用吊具钩好（后高前低），晃绳拴好，开始起吊。

下面拉晃绳人员注意保持机舱盖的位置。

3、待机舱盖到地面后，再依次用同样方法吊下通风设备和故障发电机，此时可以不用晃绳。

4、将新的发电机吊到机舱上，顶部作业人员注意发电机安装位置，并注意发电机不得触碰其它设备，以防造成损坏。

5、待新发电机就位后，穿螺栓进行固定，再用同样的方法吊上通风设备并进行固定。

6、最后吊机舱顶盖，此时需要用晃绳控制其位置，顶部作业人员要精心调整，使其恢复原位，并安上固定螺栓。

7、吊装作业结束后，要清理工作现场，收回工器具，办理工作票终结手续。

3发电机接线、对中和调试并网

1、恢复发电机部定子和转子的接线；恢复发电机温度传感器的接线；

2、恢复转子接线盒处滑环温度传感器、加热元件和通风机的接线。

3、恢复顶板荧光灯的电源线和冷却液传感器的插头。

4、恢复风向风速传感器的接线；恢复接地电缆。

5、恢复发电机通风电机的电缆。

恢复机舱散热器和风门的连接电缆。

6、安装齿轮箱和机顶冷却器连接油管；安装VCS冷却水与机顶冷却器的连接水管。

7、恢复发电机通风设备

8、用专用工具进行发电机的对中工作，使其符合A点:

±1.5;B点:

±0.15;C点：

±1.0;D点：

±0.15的标准，调整时的最大风速不超过15米／秒。

对中后安装复合联轴器。

9、加满冷却水；对加热元件、温度传感器和通风设备进行测试。

10、更改控制器发电机参数并用程序菜单24.11.19进行发电机正弦测试。

11、通过所有测试后，可启动风机并网试运行

更换发电机的工具：

VTV52发电机的更换（包括发电机调准工具）

VT液压千斤顶RWH121

金属板作用液压活塞

数字水准仪

200NM扭矩扳手

50Nm扭矩扳手

¾”套筒棘轮扳手

¾”短扩长节

¾”30mm发电机地脚专用套筒

Two30mm¾”套筒

Hobbyknife裁纸刀

½”13mm套筒

½”30mm套筒

½”long19mm套筒½”19mm套筒

½”18mm套筒

½”17mm套筒

½”短扩长节

½”长扩长节

½”棘轮扳手

13mm扳手

17mm扳手

18mm扳手

19mm扳手

Phillips顶盖螺丝刀

¼”全套套筒扳手

直槽用大螺丝刀

全套套筒扳手

对角切割器

扳手for64mmglan

38mm扳手

七、轴承的拆卸：

①、前轴承的拆卸:

拆直径16MM的螺纹杆拆下前大盖就看到前轴承了，将轴承卡簧拆除。

冷拔：

将四根50CM长、直径12MM的螺纹杆固定在轴承内小盖上，另一端安装上直径20MM厚的铁板，调整好铁板到轴的距离，用液压千斤顶将轴承拉出。

取下内小盖和迷宫式密封圈。

热拔：

使用汽油或清洗液清理轴承内部的油，用火焊将轴承加热直到可以把轴承拔出。

取下内小盖和迷宫下发电机到齿轮箱的联轴节部分，拆除发电机对轮上的内六角固定螺栓，将四根50CM长、直径16MM的螺纹杆固定在发电机对轮上，另一端安装一个直径为20MM厚的铁板，调整好铁板到轴的距离，使用汽油喷灯或火焊将对轮加热至约50-60℃，用液压千斤顶或者对轮拿子将对轮拉出。

取下发电机轴上的键，拆下发电机外壳的前半部分和注油嘴,拆下甩油盘,拆开PT100轴承温度传感器接线，最后使用四根50CM长、式密封圈。

②、后轴承的拆卸:

拆下滑环风扇和滤芯,将碳刷架、接地碳刷架和碳刷一起拆下来,然后拆下后部大架子，拆下三个滑环紧固螺栓，拔下接地碳刷连接杆，用12MM的螺栓将滑环顶下来,拆下滑环固定环,

冷拔：

将两根50CM长、直径12MM的螺纹杆固定在甩油盘密封盘（带一圈孔的盘）上，另一端安装一个直径20MM厚的铁盘，调整好铁盘到轴的距离，用液压千斤顶将其拉出，同样方法；拉出甩油盘。

拆开PT100温度传感器接线，使用四根50CM长、直径16MM的螺纹杆拆下后大盖就看到后轴承了。

拆除轴承卡簧，将四根50CM长、直径12MM的螺纹杆固定在内小盖上，另一端安装一个直径20MM厚的铁盘，调整好铁盘到轴的距离，使用液压千斤顶将轴承和内小盖一起拉出，取下内小盖和迷宫式密封圈。

热拔：

将甩油盘用火焊加热后拔出来,甩油盘拿下来后就可以拆下后大盖了,将轴承内部油脂清理干净后，用火焊把轴承加热后拔出，取下内小盖和迷宫式密封圈。

注：

将所有拆下来的部件用清洗液或汽油清理干净

2、轴承安装（参考轴承的拆卸步骤）:

①前轴承的安装：

把相同型号的轴承放在装有齿轮油的油盆里,用电磁炉加热到100℃左右或者使用轴承加热器将轴承加热到100℃左右，把轴承套到转子轴上后,用润滑脂把轴承内部填满,安装好密封圈,用两根50CM长、直径16MM的螺纹杆将前大盖安装好,并紧固到大盖的牙子上.安装甩油盘和发电机外壳,用喷灯将发电机对轮加热后套在转子轴上,并把锁销固定好.恢复到齿轮箱的联件.。

②后轴承的安装:

把相同型号的轴承放在装有齿轮油的油盆里,用电磁炉加热到100℃左右,把轴承套上去,用润滑脂把轴承内部填满,用两根24CM长、直径16MM的螺纹杆将后大盖安装好,用千斤顶将转子顶起来后,把后大盖紧固到牙子上,安装甩油盘、甩油盘密封盘和后部大架,把滑环的固定环装在转子的六根出线上,最后把滑环和碳刷架装好,恢复转子连线和滑环风扇.

3、注意事项:

1、拆卸对轮时注意对轮的温度一定要足够高，以确保可以使用工具顺利的拔下对轮，防止破坏轴承与对轮的接触面

2、使用螺纹杆时一定要足够紧固，防止拔对轮时受力过大脱扣

3、使用喷灯和火焊时注意防火

4、使用液压千斤顶时注意千斤顶的量程

5、拆卸大盖时注意避免大盖彻底脱落时砸伤轴

6、记录滑环位置，防止错误安装导致相序错误

7、安装大盖前检查内部绝缘套有无损坏,用摇表测绝缘,大盖的螺栓要对角紧固,不能用锤子硬敲打大盖

8、安装内小盖的进油口方向要向上,密封圈要垫平,安装轴承时要水平推进去

9、滑环的接地碳刷要装好,防止轴电流.碳刷和滑环的摩擦位置要调正

10、测量转子绝缘后要放电

11、拆下的线号要记住,防止错误接线

12、使用吊车时要带好安全绳

13、安装时注意检查工器具和螺栓不要遗留在发电机里面.

14、使用轴承加热器时，注意电源的安全性

15、安装轴承时，注意检查轴承的型号，前轴承（6324）、后轴承（6230）

16、如果安装的轴承不是绝缘轴承，注意不要遗忘轴承前后的两个绝缘垫圈

4、工具

前轴承6324IP54一个

后轴承6230IP54一个

喷灯两个

火焊一套

轴承加热器一套

液压千斤顶20T、30T一套

对轮拿子HP-6IN-10T一套

螺纹杆长50CM直径12、16MM各四根

电源线5M

组合工具大、小各一套

内六角1.5—10九件套一套

内六角套筒头18两个

呆扳手10、13、16、17、18、19、24各两把

一字螺丝刀1.0*5.5*300、2.0*12*200、2.5*75mm各两把

卡簧钳两把

尖嘴钳两个

扁铲两个

铁锤两把

铜棒两个

橡胶锤两把

活扳手8、10、12存各两把

油盆一个

棘轮扳手3/4

清洗液2L

喷壶两个

汽油2L

KELUBER两管

油枪一把

吸油纸两包

13MM的螺栓三个

八、发电机的对中：

一、对中仪器的使用：

1、安装好工装。

2、在12点钟的位置对靶心，使激光打中靶心。

3、移开靶，将S和M转到9点位置对好位置后等待5秒后按确定。

4、转到12点位置后对好位置后等待5秒后按确定。

5、转到3点位置后对好位置后等待5秒后按确定。

6、此时我们就能看到左右偏多少。

7、再转到12点钟的位置我们能看到上下偏多少。

、

二、对中的方法：

1、先将发电机的位置摆正后，再调上下和左右及前后。

2、上下左右及前后需要一同调。

三、对中注意事项：

1、工具的正确使用

2、对中人员配备合理，选偏瘦和力气大的。

3、对中仪器的正确使用。

4、正确理解对中的原理，及分析结果。

对中工具：

1、维斯塔斯激光对中仪

2、三套对中工装

3、对中专用液压千斤顶

4、木块

5、0.1、0.2、0.5、1、2毫米的垫片

6、400NM力矩板手

7、小棘轮

8、17的呆扳手，17的头。

9、30套筒头

10、活板手