立式水轮发电机安装

TS 1260/200－48 悬式水轮
发电机
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立式水轮发电机主要 包括转子、定子、上 机架、下机架、推力 轴承、导轴承、空气 冷却器、励磁机和永 磁机等。
TS 1280/150-68全伞型水轮
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发电机
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3.1 立式水轮发电机的结构
发电机型号：
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3.1 立式水轮发电机的结构
悬式机组适用于机组转速在100 r/min以上。 优点：推力轴承损耗小，装配方便，运转较稳定； 缺点：机组布置较高，消费钢材较多。
3.2 水轮发电机的基本安装程序（悬式）
悬式水轮发电机组的安装程序： 1.预埋下部风洞盖板、下部机架及定子的基础垫板，
上机架千斤顶基础板。 2.把已组装好的下部机架按X、Y方向吊入就位，以水
轮机主轴中心找正、固定下机架，浇筑基础混凝土。 并按总装要求调整制动器顶部高程。
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3.2 水轮发电机的基本安装程序（悬式）
一般由几部分组成：
主轴
转子支架
磁轭
磁极
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大型立轴水轮发电机转子结构
1:主轴 2:轮毂 3:支臂 4:磁轭
5:齿压板 6:风扇 . 7:磁极 8:制动板
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大型立轴水轮发电机转子结构
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中小型立轴水轮发电机转子结构
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3.1 立式水轮发电机的结构
（1）主轴
– 主轴的作用是用来传递扭矩，应具有一定的强度 和刚度。
3.3 定子的组装与安装
由于运输条件限制,直径超过4m时发电机定子需分瓣制 造，运往工地后再将分瓣的定子组合成一个整体。对于巨型 定子，若分瓣运输仍有困难时，定子铁芯可在工地叠装，定 子机座由制造厂分瓣到货在工地拼焊。
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3.3 定子的组装与安装
一、分瓣定子的组合
分瓣定子组合时，先对合缝处进行平直度检查，对铁芯局 部高点或毛刺进行修整；并对定子机座合缝及基础板组合面进 行清理，去掉保护漆，进行预组装，检查合缝间隙。
一、水轮发电机分类 1.水轮发电机按主轴布置方式分为卧式和立
式两种。 卧式水轮发电机适用于中小型水力机组。对
大、中型机组多采用立式发电机。
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3.1 立式水轮发电机的结构
2.立式水轮发电机组根据推力轴承位置布置又分悬 式和伞型两种。悬式水轮发电机的推力轴承在转子上部， 而伞型水轮发电机的推力轴承在转子下部。
– 定子机座一般呈圆形，小容量水轮发电机多数采 用铸铁整圆机座，也有采用钢板焊接的箱形结构； 容量较大的水轮发电机的机座由钢板制成的壁、 环、立筋及合缝板等零件焊接组装而成；
– 机座应有足够的刚度，同时还应能适应铁心的热 变形。
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定子机座
紫坪铺电.站定子机座安装
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溪洛渡11号机组定子. 机座吊装就位
– 磁极铁芯分实心和叠片两种结构：
– 中、小容量高转速水轮发电机的转子，常采用实 心磁极结构，整体锻造或铸造而成。转速大于或 等于750r/min的小型水轮发电机，常采用磁极铁 芯连同转子的磁轭与主轴整体锻造加工。
– 磁极固定方式通常采用螺钉、T尾和鸽尾结构。
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燕尾槽
硅钢片 挂钩孔
转子. 铁芯组装
7.将已预装好的上部机架吊放于定子机座上，按 定位销孔位置将上机架固定。
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3.2 水轮发电机的基本安装程序（悬式）
悬式水轮发电机组的安装程序： 8.装配推力轴承，将转子落到推力轴承上。 9.连接发电机与水轮机主轴。 10.机组整体盘车，进行机组轴线调整。
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3.2 水轮发电机的基本安装程序（悬式）
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3.1 立式水轮发电机的结构
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刚性支柱式推力轴承
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液压弹性油箱. 式推力轴承
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弹性油箱底盘组件
支筒 支铁
弹性油箱
连接油管
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底盘
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外形图
弹性油箱
剖面图
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测圆架
转子磁极 推力轴承支座
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平衡块式推力轴承 1:推力瓦 2:支柱螺栓 3:上平衡梁. 4:下平衡梁 5:定位销 6:底座62
当定子组合螺栓全部拧紧后，应对机座合缝板和铁芯合缝 面的接触情况进行全面检查。用0.5mm塞尺测量，机座合缝板 间接触面应75％以上。局部间隙不超过0.2mm，铁芯合缝面应 无间隙。
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3.3 定子的组装与安装
组合成整体的定子，在嵌线之前应进行一次圆度检查： 分两种情况：
①坑内组合的定子，圆度检查的方法一般采用挂机组中心钢 琴线法，测量每个半径尺寸，求出平均值，要求每个半径与平 均半径值的偏差在设计空气间隙的±4%以内。
水力机组安装与检修
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第三章 立式水轮发电机的安装
3.1 立式水轮发电机的结构
3.2 水轮发电机的基本安装程序
3.3 定子的组装与安装
3.4 转子的组装与吊装
3.5 转子找正和主轴连接
3.6 推力轴承的安装与调整
3.7 机组轴线的测量和调整
3.8 导轴承的安装与调整
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3.1 立式水轮发电机的结构
（5）推力轴承
①推力轴承的组成和作用
–推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械结构部 件，主要由轴承座及支承、轴瓦、镜板、推力头、 油槽及冷却装置等部件组成。
–其主要作用是承受立轴水轮发电机组转动部分全 部重量及水推力等负荷，并将这些负荷传给负荷 机架。
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推力轴承结构示意图
1、主轴 2、卡环 3、推力头 4、上机架油盆 5、联接螺栓 6、绝缘垫 7、抗重螺栓 8、抗重板 9、推力瓦 10、镜板
伞型机组适用于150 r/min以下。 优点：机组高度低，可降低厂房高度，节约钢材； 缺点：推力轴承损耗大，安装维护不方便。
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3.1 立式水轮发电机的结构
二、水轮发电机组成 立式水轮发电机主要包括转子、定子、上机架、
下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机 和永磁机等。
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3.1 立式水轮发电机的结构
1. 定子 由机座、铁芯、线圈等部件组成。 铁芯固定在机座上。 三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。 发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统 称为发电机的定子，也称为电枢。
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定子剖视图
1:机座 2:铁芯 3:线圈
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3.1 立式水轮发电机的结构
（1）机座
– 机座由钢板拼焊而成是用来固定铁芯的，对于悬 式发电机，机座又承受所有转动部分的重量；
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向家坝水电站1号机单机80万千瓦的水轮发电机下机架 由1个中心体和16个支臂组成，直径16.28米，在厂房安装间组 装焊接，与推力轴承等设备组合后整体吊装，组装后的起吊重 量（含吊具）达到了400.8吨。在下机架组装焊接中，支臂高 差允许偏差为±1.0mm，水平度. 要求0.02mm/m，其焊接长4度6 连接起来达到了110.4米。
根据水轮机主轴中心进行找正固定。 5.将上机架按图纸要求吊入预装；以水轮机主轴
中心为准，找正上机架中心和标高水平；同定子机座 一起钻铰定位销钉孔，将上机架吊出。
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3.2 水轮发电机的基本安装程序（悬式）
悬式水轮发电机组的安装程序： 6.在装配间组装转子并将其吊入定子；按水轮机
主轴中心、标高、水平进行调整。检查发电机空气间 隙，必要时以转子为基准。
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转子磁轭
.转子组装
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磁极键 转子磁极
.转子组装
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（4）机架
机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴承、 制动器及水轮机受油器的支撑部件，是水轮发电机较 为重要的结构件。
机架由中心体和支臂组成，一般采用钢板焊接结 构，中心体为圆盘形式，支臂大多为工字梁形式。
机架按其所处的位置分为上机架和下机架，按承 载性质分为负荷机架和非负荷机架 。
镜板：固定在推力头的下方，与推力 头一道随主轴旋转。
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推力瓦
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镜板
镜板是将推力负荷传递 到推力瓦上的部件，技术要 求高。
要求镜板保证其平面度 和水平度，一般为0.02mm/m。
镜板多采用45号锻钢， 应有足够的刚度。
与推力头结合面 与推力轴瓦结合面
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3.1 立式水轮发电机的结构
②目前常用的推力轴承分类 第一种是刚性支柱式； 第二种是液压弹性邮箱式； 第三种是平衡梁支柱式。
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3.1 立式水轮发电机的结构
（2）铁芯
– 铁芯由硅钢片堆叠而成；
– 定子铁芯是定子的一个重要部件，由扇形冲片、 通风槽片、定位筋、齿压板，拉紧螺杆及固定片 等零部件装压而成。
– 定子铁芯的作用是：作为磁路的主要组成部分， 为发电机提供磁阻很小的磁路，以通过发电机所 需要的磁通，并用以固定绕组。
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3.1 立式水轮发电机的结构
（3）绕组 – 三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布于 铁芯内圆齿槽中。 – 它的作用是当转子磁极旋转时，定子绕组切割 磁力线而感应出电势。
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3.1 立式水轮发电机的结构
2. 转子 水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的
主要部件，其主要作用是产生磁场。
水轮发电机一般在转子上下各有一部导轴承（普通 伞型），但也有只设一个导轴承的，机组无上导的称为 全伞型，有上导的称为半伞型。
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3.1 立式水轮发电机的结构
3.按照冷却方式可以分为空冷式和内冷式。 空冷式水轮发电机有可分为封闭式、开启式、空调 式。 内冷式分为水冷却和蒸发冷却。
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悬式水轮发电机
推力轴承结构示意图
推力轴承一般由推力头、镜板、推力瓦、轴承座及油 槽等部件组成。
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推力轴承外形示意图
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密封圈 油槽盖
推力瓦 托瓦
支筒 支铁 弹性油箱
推力轴承结构示意图
推力头
卡环
底盘 推力轴承座 挡油管
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镜板 油冷却器
推力油箱
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轴瓦钢坯上浇铸一层锡基轴承合金，一般厚约 5mm。轴瓦的底部有托盘，可使瓦受力均匀，减少 机械变形。托盘安放在支柱螺栓球面上，使其在运 行中可以自由倾斜，以形成楔形油膜。
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（3）磁轭和转子支架
– 磁轭的作用是构成磁路并固定磁极。
– 转子支架的作用是固定磁轭。
– 对于定子铁芯外径小于325cm的中小容量的水轮 发电机，磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板制造，不 需要专门的转子支架。
– 对于定子铁芯外径较大的水轮发电机，磁轭通过 转子支架和主轴连成一体。
– 磁轭的外缘加工有T尾、鹇尾槽或螺孔，用以固 定磁极。
悬式水轮发电机组的安装程序： 3.在定子基础坑内组装定子并下线，安装空气冷
却器等。为了减少与土建及水轮机安装的相互干扰， 也可在机坑外进行定子组装、下线，待下机架吊装后， 将定子整体吊入找正。
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3.2 水轮发电机的基本安装程序（悬式）
悬式水轮发电机组的安装程序： 4.待水轮机大件吊入机坑后，吊装下部风洞盖板，
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推力瓦：A、钨金瓦 通常浇铸有 一层较为柔软巴氏合金的钢坯,钨 金瓦需刮瓦；B、氟塑料 采用金 属板为基体，改性聚四氟乙烯材 料为表面摩擦材料，并在改性聚 四氟乙烯材料中，加入一定的弹 性金属丝，经特殊工艺制作而成。 氟塑料瓦不需刮瓦。
约 8-16 块 扇 形 瓦 ， 在 圆 周 上 均 匀 分布成一个圆环型的平面
②坑外组合的定子，可直接测量定子的直径，并计算出椭圆 度，其值应在设计空气间隙的±8%以内。
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3.3 定子的组装与安装
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3.3 定子的组装与安装
调整圆度和水平：对定子合缝错位，可分纵向和径向两 种。纵向错位主要影响定子水平；径向错位主要影响定子圆 度。对于过大的纵向错位必须松开合缝组合螺栓，拔掉横向 销钉，使铁芯合缝重新对正，再把螺栓拧紧，并重新钻配横 向销钉。
悬式水轮发电机组的安装程序： 11.调推力瓦受力，并按水轮机迷宫环间隙定转动部分
中心。 12.安装导轴承、油槽等，装配油、水、气管路。 13.安装励磁机和永磁机。 14.安装其他零部件，如集电环、上盖板等。 15.进行全面清理、喷漆、干燥，轴承注油。 16.起动试运转。
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悬式水轮发电机水轮发. 电机的基本安装程序及流程图 69
(a)具有两个导轴承，推力轴承在上导上面；（b）具有两个导轴承，推 力轴承在上导下面；（c）无下导轴承
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伞式水轮发电机
（a）普通伞型；（b）全伞；（c）半伞
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立式水轮发电机主要 包括转子、定子、上 机架、下机架、推力 轴承、导轴承、空气 冷却器、励磁机和永 磁机等。
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3.3 定子的组装与安装
二、定子铁芯的无隙装配 大型发电机定子，受重量和尺寸的限制，有时分瓣运往
– 主轴一般由35号、40号、45号或20SiMn等钢整 锻而成。
– 小容量水轮发电机一般采用整锻实心轴，也有的 采用无缝钢管作为轴；大、中型容量的发电机采 用整锻空心轴。
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（2）磁极
– 磁极是提供励磁磁场的磁感应部件，由磁极铁芯、 线圈，上、下托板，极身绝缘，阻尼绕组及钢垫 板等零部件组成。