2MW双馈风力发电机运行和维护手册A版.docx
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2MW双馈风力发电机运行和维护手册A版
双馈风力发电机
故障排查手册
西安正麒电气有限公司
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初始版本
李剑
附注：
此手册仅作为我公司空空冷却发电机的技术说明和运行维护指导，如果需要了解更多信息请致电公司售后服务。
电话：
029—
1安全注意事项
注意事项
在发电机装机和试车前请仔细阅读此运行和维护手册。
请妥善保管此运行和维护手册。
发电机运行和维护保养请按此手册指导意见进行。
本手册第10章记录须保存。
安全事项
为了保证电机安全运行，电机装配、运行人员以及其它日常工作与该产品有关的人员应具备资质或受过相关培训。
例如：
1）按照标准的安全需求，接受相关培训、指导或授权，操作开关的分断、电气线路和设备接地与标识。
2）按照标准的安全需求，在安全设备的维护和使用方面接受过相关的培训和指导。
3）急救训练。
安全和应用
该发电机是在工业电力装置上安装使用的单元。
在运行时，有裸露的带电部分和旋转部件，因此，如果未经允许去掉了必需遮盖，或使用方式不正确、进行了误操作或者没有仔细维护的话，可能会导致重大人身伤害或财产损失。
如果设备应用于工业区域以外，在安装地点应放置适当的装置（例如保护围栏）和标志，防止XX人员进入。
遵守运行规范事项是在合同范围内进行索赔的前提。
认真地保存工作日记（第10章）。
工厂的安全负责人，必须保证：
工厂的基础施工工作，以及运输、装配、安装、试车、维护和修理工作，都有专业人员执行或控制。
在工作过程中，都要遵守运行指南和电机文档规范。
严格遵守合理的装配、连接、环境和运行状况的技术数据和详细资料。
严格遵守个人防护器材的相关使用规章制度，车间内要安装和并且有安全预防措施。
禁止XX的人员操作或接近电机。
因此，该运行规范建议必须由有资格的人员来正确操作电机。
运行规范和电机文件应与交付合同要求的语言相一致。
处理方法
提示
该电机不含任何危险物质。
危险物质指致癌物质、诱变剂、有毒物质、放射性物质、水质污染物、导致全球变暖的物质、消耗臭氧层的物质、等国家法律明令禁止使用或配制的所有特殊物质。
在拆卸电机之前，先从轴承上排出润滑油（对于滑动轴承）或清除油脂（对于防滑轴承）。
然后使用工具进行电机拆卸工作。
从铁心中取出绕组之前，首先在400℃下通过特殊的装置使单元裂化。
不同部件的处理方法如下表：
次级装配部件
原料
处理方法
轴承
油脂
废物需要在监控下进行特殊处理
主轴
钢
废物可再利用
机座
轴承端盖
铸钢
灰口铸铁
废物可再利用
不带绕组的铁芯
电炉钢板
废物可再利用
绕组
铜，部分掺合绝缘材料
废物可再利用
电缆
铜，绝缘材料
废物可再利用
导条
端头
刷握
铜
黄铜
废物可再利用
玻璃纤维部件
可视玻璃窗
过滤垫
波纹管
各种有机原料
废物可再利用
炭刷
石墨
废物可再利用
2电机概述
应用
该电机配套于变速恒频双馈式风力发电机组。
该产品具有高性能、高可靠性的特点。
结构
设计标准
设计和运行标准IEC/EN60034-1
保护类型IEC/EN60034-5
冷却方式IEC/EN60034-6
结构类型IEC/EN60034-7
噪声标准IEC/EN60034-9
振动强度等级IEC/EN60034-14
2.2.1定子
该电机机壳采用箱式焊接结构，定子铁芯由轴向螺杆紧固。
定子线圈为成型叠绕组，采用多股聚酰亚胺薄膜熔敷铜扁线并绕而成，嵌线后绕组鼻端采用新型端箍绑扎牢固并进行真空压力浸漆。
定子绝缘等级为H级。
2.2.2转子
该电机转轴为支架结构。
转子线圈为成型波绕组，通过轴孔引出与滑环连接。
转子非传动端装配空心的速度传感器，速度传感器小轴跳动不超过0.05mm。
电机传动端和非传动端分别装配接地电刷，其磨损信号线接入辅助接线盒。
2.2.3加热器
电机机壳内部加热器为AC220V、2×400W，滑环室加热器为AC220V、2×180W，空水冷却器加热器为AC220V、2×300W。
电源接线均在辅助接线盒中，接线位置请参考电机辅助接线盒接线图。
2.2.4轴承
该电机两端均采用绝缘端盖加深沟球轴承支撑，分别装配于机座两端端盖的轴承室内。
传动端为定位轴承，定位轴承的尺寸设计，能恰好吸收电机自身产生的径向力和轴向力，设计时没有考虑吸收任何外部导入的附加的轴向载荷。
非传动端为游动轴承，装配预紧力弹簧。
前、后两轴承内盖均装配有润滑脂，型号：
Mobilshc100；注油嘴用于加注油脂；前后端轴承盖中都装有甩油环，能将多余的油脂从轴承盖中甩出。
轴承盖底部开有泄油口和集油器。
2.2.5冷却和通风
发电机采用空/空冷却方式，电机内部通过空冷器顶部风机作用形成内循环风路，把热量传到电机背部散热器内。
散热器上的轴流风机将设备周围的空气吸入使之通过散热器管路形成外部风路，把热量带走。
空冷器与滑环室及N端端盖中的轴承冷却器相联，使部分冷却风通过空冷器管道进入滑环室冷却滑环，并经过滤器将碳粉过滤后吹出。
通过发电机内部的冷却空气与安装位置无关，冷却空气必须严格限制腐蚀性气体和水蒸汽的含量（最大相对湿度为80％，最大粉尘含量为1mg/m3，最大SO2含量为m3）。
2.2.6监控系统
发电机装有以下监控系统：
--每相有2个绕组温度传感器（Pt100），2个绕组温度开关
--每个轴承有1个双电阻温度传感器（Pt100）
--内风路的进风口和出风口风别装有一个温度传感器（Pt100）
--每组碳刷有1个磨损信号传感器（包括接地电刷）
2.2.7滑环室
滑环室安装在电机外部的N端，防护等级IP23。
滑环装配于转轴上，可以方便拆卸。
刷架系统装配于滑环室上，然后整体固定在电机N端端盖上。
碳刷磨损信号线固定于辅助接线盒内。
2.2.8过滤器
过滤器与滑环室软管相联，滑环室空气经过过滤器后排出机舱。
2.2.9电气连接
2.2.9.1定子连接
电机定子三相绕组由外接电缆引出固定于接线盒内。
2.2.9.2滑环室连接
电机转子三相绕组引出电缆连接到滑环室转子接线盒内。
2.2.9.3接地导线
电机定转子接线盒预留接地导线螺孔，所有的连接都用保护导体和/或接地符号区分。
2.2.9.4加热器连接
机壳内部及滑环室内部加热器电源线连接于辅助接线盒中。
2.2.9.5通风机连接
空空冷却器的三台通风离心风机电源线连接于辅助接线盒中。
2.2.9.6监控系统连接
温度传感器、碳刷磨耗传感器及其它信号线均连接于辅助接线盒中，所有的接线都配有标记。
技术参数
电机型号FSYR01双馈风力发电机
额定输出
运行模式
额定电压
频率
额定速度
速度范围
旋转方向
结构类型
电机本体/滑环室防护等级
额定功率因数COSΨ
效率
转子电压U2N
转子开口电压U20
转子电流I2N
转动惯量
声功率等级
振动值
绝缘等级
冷却方式；
加热器
环境温度
总重量
2100kW
S1
690±10%
50Hz
1800r/min
930-2070r/min
从轴伸端看，顺时针
IMB3
IP54/IP23
容性～1～感性
97%
373V
1835±20V
561A
105kg·m2
≤90dB
<2.3mm/s（1200rpm）
H
空/空冷却
KQDRQ-1；220VAC
-30℃到+50℃
7000kg
等值电路参数（单位：
Ω；电阻计算温度115℃）
R1定子电阻
X1定子漏抗
R2’转子电阻（折合）
X2’转子漏抗（折合）
Rm励磁并联支路电阻
Xm励磁并联支路电抗
2.3.1定、转子接线盒接线图
定子接线盒接线图
3安装与组装
运输、存储
发电机吊挂图
搬运电机时请按上图（发电机上有相同图样标签）正确起吊。
发电机外壳有用于装卸与运输的吊装孔。
吊装工具建议使用一个带4个可调载荷吊装点的支架（方式如上图）。
重量参见电机铭牌或电机外形尺寸图。
3.1.1运输后检验
如电机表面有损伤，应清净表面后喷涂新的表面漆。
如果电机不能够在10天内安装，则应保证发电机安全存储。
3.1.2存储条件
电机应保证存储在一个不受天气影响的室内，存放区要求干燥、温度适宜并无外加振动。
如果室内温度变化较大，电机部件表面易形成冷凝水。
防腐要求
电机的所有部件应在存储之前作防腐蚀防护。
应使用防腐油脂、蜡或防锈漆来对部件加工面或其它易生锈面进行保护。
涂油脂的部件应用油浸纸、塑料布或类似物品包裹。
油脂的有效保护年限为1年，应定时更换。
定期检查所有库存配件。
电机安装时去掉保护介质。
应使用专业溶剂来清除防腐蚀保护介质。
装机
请注意查看电机相关文件中的技术参数和电机外壳上的各种标牌。
电机未出厂前已进行了防护，只有在用户开始组装时才可以去掉防护材料。
电机在出厂前已经进行了防腐蚀保护，请在电机安装前清除。
电机与齿轮箱之间宜选用直连挠性联轴节，联轴节应单独动平衡。
如果不采用联轴器，将会产生并且传递附加的轴向载荷。
小心
因定、转子接线盒内有电气连接的电缆线、辅助接线盒内有电气连接的信号线与电源线，
所以电机运行时，请勿打开电机定子接线盒盖、转子接线盒盖、辅助接线盒盖，以免造成人身伤害；外壳以及外壳上布置的电缆或其它元件可能发热,请勿触碰，小心烫伤。
噪声的产生
在任何安装工地评估噪声等级，必须考虑3相交流电机在额定负荷下运行时会产生超过70dB（A）的A级噪声水平。
固定
为了保证电机平稳运行，应保证安装基础具有足够的强度并在运行中不会变形，电机将安装在由4个螺栓固定的地基座板上，也可以安装在抗扭底座上。
电机底部支撑平面与水平面的允许偏差
0.2mm。
安装减震器时请按相关规范执行。
为了安全紧固，并且能够传递驱动力矩，各紧固螺栓推荐的强度等级参照ISO898-1，例如级。
校准
为了正确地校准及安全地装机，应具备相关工作的专业知识，例如：
准备安装平台。
联轴节的选择和安装。
测量轴向和径向安装偏差。
轴向和水平定位。
3.4.1电机平台安装
应保证装机条件符合电机的防护等级。
应保证电机安装平台平面度在允许的范围内。
在设计电缆管道时要考虑电缆的弯曲半径和连接标准。
3.4.2联轴节装配
确定联轴节的装配加热温度，检查电机轴端及联轴节配合孔位的尺寸和状态。
使用汽油清洗电机轴端的防腐蚀保护涂层。
使用适宜的溶剂清洗所有装配面。
使用加热设备对联轴节整体加热（注意控制温度）。
快速准确的将联轴器胀套的中心安装到轴颈上。
避免冲撞磕碰，确保不损坏轴承。
遵守联轴节制造厂家提出的注意事项。
确保联轴节胀套可被拆卸。
拆卸联轴器胀套时必须使用合适的工装设备。
3.4.3初始安装
把发电机放在地基上，避免碰撞，并且用工具校正，准确校准其轴。
使所有水平面平衡。
检查所有可能影响电机装配的尺寸。
将电机缓缓地放在地基上，调整电机使之中心线与相连部件中心线一致。
3.4.4校准
电机安装后要进行电机与齿轮箱的对中工作，校准必须考虑浆叶自重对齿轮箱轴线的影响。
电机与齿轮箱良好的对中，可以保证二者不受由于偏心运行造成的额外的径向力和轴向力，保证轴承运行寿命要求。
需要的测量工具有：
针盘式卡规和卡规支撑座。
调整使电机水平。
同时轻轻紧固地脚螺栓，校正电机轴向和径向。
使用卡规全周校准。
按照普通4×90°旋转增量，获得测量值。
将同一个测量点的多次测量值取平均，并且比较平均值。
发电机的偏移量，齿轮箱与发电机转轴的同轴度和联轴器平行面的平面度偏差不能超过以下值：
转速（rpm）
频率（Hz）
X（mm）
＜1800
50
同轴度偏差和联轴器平行面的平面度定义如下图指示。
弹性联轴器也需要精细校正。
误差越小，联轴器的使用寿命越长。
弹性联轴器的校正需要遵守联轴器制造商的规范和以下预防措施：
交叉地紧固地脚螺栓。
留意不要使保护套变形。
用测量仪表，检查发电机底部与机座平面连接螺栓处，应该没有缝隙（即完美连接）。
定子绕组连线
由专业人员在电缆连接点（接线盒）装配电缆。
确保按照正确工序，根据额定电流选用合适的电缆和电缆接头。
允许的最大电缆外部直径参见“电缆连接”。
根据电机额定电压，各裸露带电部件之间保证大于放电间隙。
确保所有电缆都有序排列，避免混乱、短路和产生漏电。
根据保护等级密封电缆进线口。
确保正确的端子标记，接线端子良好接触和螺纹连接紧固。
根据IEC60034-8的相序要求，检查电机相序是否正确。
参见铭牌或试验报告，确认旋转方向。
所有可以接触到的部件以及非运行主回路中的部件，相互之间都要有电气连接，并且最终连接到保护导体和接地端子上。
这些部件的保护或接地导线之间的电阻最大不得超过欧姆。
在维修工作时这一点尤为重要。
由受过培训的人员，依照相关规章，来完成所有的装配、连接和安装，并且严格遵守安装场地意外事故预防的相关规定。
接地导线连接
正确连接外部接地线到接线盒内接地导体接线处。
在安装地点要遵循系统制造商的规则。
电机的接地体应符合安装规范（如IEC/EN60204-1），对于横截面积超过35mm2的功率电缆，其接地导线截面积至少是主电缆的50％。
连接面应紧密连接，并使用用合适的防锈剂。
（例抗酸石蜡油膏防腐）。
螺栓连接处使用防松垫圈和平垫圈。
辅助回路连线
在辅助接线盒中正确连接用户系统连线，包括温度传感器、加热系统、通风单元和电刷监控系统线。
各电缆通过套管保护。
请按辅助接线盒接线原理图进行接线。
温度传感器和电刷监控系统的连线截面积最大2.5mm2；用于加热系统和通风单元的导线的最大截面积为4mm2。
选择连接电缆需要考虑配线电流容量和环境条件。
（例如环境温度，电缆敷设类型等，参照IEC/EN60204-1）。
接线盒最终检查
封闭接线盒之前检查
根据接线图将连线接好。
接线盒内部清洁，没有残断线头。
各种引线头已紧固，并满足防护等级、绝缘类型、允许线径等要求，并已全部正确装配。
连接电缆彼此排列互不干扰，电缆表面没有损伤。
未使用的进线口要使用带有丝扣的工件进行封闭（即只有使用工具才能松开）。
接线盒的所有密封垫接触良好。
所有带螺纹的端子，都应将其拧紧（未被采用的带螺纹端子也应拧紧）。
螺栓的紧固力矩
制造和测试用紧固力矩，不带油脂的螺纹紧固连接
普通螺栓连接
铜、黄铜
强度和螺栓铜、黄铜、铝、灰铸铁螺栓
强度
---非锁定机械连接
---锁定导电排
力度
-----锁定机械连接
尺寸
制造
（Nm）
测试
（Nm）
制造
（Nm）
测试
（Nm）
制造
（Nm）
测试
（Nm）
制造
（Nm）
测试
（Nm）
M4
M5
M6
10
M8
11
25
27
M10
54
M12
92
M14
----
---
105
145
M16
163
225
M18
---
---
101
233
320
272
M20
107
143
331
460
391
电机长时间存放或停机后检查轴承润滑
在停机状态和正常环境条件下（-30℃到+50℃），润滑脂的功效期为1年。
目测润滑脂（检查时应松开外轴承盖），粘稠度一致，未分解变质。
如果润滑脂变质应更换润滑脂。
如有轻微的漏油，应补充润滑脂。
4启动
准备
电机机壳表面盖板有些用来防止与电机传动或旋转部件接触，有的是通风冷却要求。
为了防止意外发生，电机运行过程中切勿打开任何盖板！
当电机发生异常状况时（例如：
功率输入增大、温度升高、振动加剧、异音或异常气味、监控系统反映异常等），都说明正常的功能受到了影响。
为了避免发电机烧毁可能引起的直接或间接的人员伤亡或者财产损失，在发现异常情况时，请立即通知部件维护人员。
如果可能涉及到安全规则，请立即关断电源。
4.1.1检测绝缘电阻
在电机运行期间及刚停机时接线端子可能带有危险电压，不要接触。
连接主电缆时，确保主电压开关不会被打开。
长期停机或存储后的第一次试车前要检查电机绝缘电阻值。
潮湿的环境，不恰当的运输、存储和安装均可能使电机绝缘电阻值降低。
只有专业人员才能进行该测量工作。
用1000V兆欧表测量转子绝缘电组，1000V兆欧表测量定子绕组绝缘电阻。
最小绝缘电阻Ris。
通过标称电压UN（kV）和绕组温度可计算出最小绝缘电阻Ris的大小。
绕组为星形连接，中性点不引出，测量相电阻（双臂电桥）。
绕组
最小绝缘电阻（MΩ）
热态（约75℃）
冷态（约20℃）
Risw=1×UN（kV）
Risk=15×UN（kV）
本型号电机热态和冷态下的最小绝缘电阻如下：
Risw=Ω；Risk=Ω。
如果测量值达不到要求的最小值，不能启动电机，应对电机绕组进行烘干处理。
为了确定空气潮湿程度，我们建议通过下式计算N值
如果绕组是干燥的，N应该≥；当N≤时应进行烘干并测量绕组绝缘电阻值。
4.1.1.1对绕组进行烘潮处理
当测量绝缘电阻值小于要求的最小值时进行烘潮处理。
干燥工艺依据安装地点的设备来确定。
热空气烘干
1）使用现场空气加热设备。
2）为了保证电机受热均匀，每20分钟将电机旋转1/4转。
通风
4）将出风口与进风口对角线分布除湿效果会更明显。
5）打开电机两侧附属盖板。
3）此方法仅适用于处理表面湿气。
电加热烘干
1）采用低压直流或交流电源。
2）调整电流值使绕组温度低于75℃。
3）随机接入输入端子，例如U相。
4）随机选择其它输出端子，例V相或W相。
5）为了保证受热均匀每小时交换接线。
6）将进风口与出风口对角分布。
7）尽量将出风口安排在电机顶部。
8）使用小型通风设备排除湿气。
9）此方法适用于非常潮湿的绕组（其绝缘电阻值接近1MΩ）。
用加热装置干燥
1）可以采用干燥炉、红外线单元、加热电阻器、热吹风机等器件进行加热烘干。
2）应尽量使用可设定温度的加热器件。
3）打开电机，确认潮气已消散。
4）观察电机温度分布。
干燥要求：
每种方式的加热过程都应缓慢持续进行。
最高烘干温度为75℃。
烘干至绝缘电阻明显升高并高于最小值。
每小时测量一次绝缘电阻。
记录测量值。
多处安置温度计，以监控局部加热情况。
确认潮气已消散。
干燥完成之后，重新运行电机。
4.1.2其它检测
1）检查螺栓连接是否紧固。
2）电缆接线头及接线端子应清理干净，保证电缆螺纹连接处接触良好正确接线。
3）确认电机电气数据及铭牌数据。
4）确认联轴节防护盖正确安放。
5）检查接线盒及导风管道状态，要求正确安装和密封。
6）检查接地电、刷正确安装。
7）根据系统装配特定条件确定其它检测项目。
试运行
在首次启动之前进行试运行。
检查旋转方向。
空载
1）电机空载连接。
2）检查轴承温度、轴承异音及旋转的平稳度。
3）旋转时间：
轴承温度达到稳定状态。
负载运行
1）无故障空载完成之后。
2）在负载运行条件下进行较长周期试验，例如：
72小时试运行。
5参数
温度限值（根据电阻法测量绕组温度）
电机部件
绝缘等级
报警值
跳闸值
定子绕组
H
150℃
155℃
轴承
--
90℃
95℃
6运行
电机运行过程确保防止触电盖板、旋转保护盖板和通风盖板状态良好。
当电机发生异常状况时（例如：
功率输入增大、温度升高、振动加剧、异音或异常气味、监控系统反映异常等），请立即通知部件维护人员。
如果可能涉及到安全规则，请立即关断电源。
开机
电机运行时应先进行空载运行，如果运行平稳，当电机稳定运行时，逐渐加载，使用必要的温度测量装置检查轴承和定子绕组温度。
在电机开启时，先开启自动注油器、空水冷却器风机和滑环室风机；电机停机后，再关闭自动注油器、空水冷却器风机和滑环室风机。
电机运行前，若电机所处机舱温度低于5℃时，开启加热器；电机温度高于10℃时，关闭加热器；由于气候、环境变化，如温度或湿度等更加严酷时，应根据实际情况对加热器的控制进行调整。
长时间停机一周以上的电机，在启动前半小时开启加热器。
7维护
维护
对电机进行维护工作之前确保电机主回路及辅助系统（尤其是加热器、辅助风机电源等）已处于断电状态。
电机刚停机时某些部件可能温度很高！
在利用压缩空气进行清理工作时，需要使用个人保护装置，并注意通风设备（如护目镜、空气过滤器等）。
如果使用化学制剂清理时，必须遵守相关警告和使用说明书中的相关安全事项。
化学制剂必须与部件成分兼容，特别是塑胶制品。
由于工作状况可能有很大差别，我们所指的是普通的无故障运行周期。
定期维护可保证电机在低维护费用下运行状态良好，一般需进行如下几项维护工作：
1）轴承维护（包括润滑）。
2）滑环和电刷维护。
3）清洁电机和附件（散热器、过滤器）。
维护工作应予以记录（第10章）。
按螺栓紧固力矩进行预紧（第章）。
对运行的电机进行维护时，要有明确的指导书和保护措施，以防止绕组热气泄露或端子短路造成伤害。
7.1.1维护表
部件
6个月
每年
特殊要求
章节
发电机
全部
-检查紧固螺栓
-整体清洁和检修
-检查绝缘电阻
-检查紧固螺栓
-整体清洁和检修
-检查绝缘电阻
7.1.2
4.1.1
轴承
-加润滑脂
-运行一周以后，重新涂油脂
－按照7.1.3.1章节的周期重新添加油脂
7.1.3.1
接线盒接线
-盒内清洁
-触点清洁
-检查连线
7.1.2
电刷、刷握
-检查电刷磨损
-更换电刷
-检查电刷压力
-检查刷架
7.1.4
滑环、滑环间
-检查滑环
-清洁滑环和
滑环室
-检查滑环
-清洁滑环和
滑环室
7.1.5
7.1.6
过滤器
-更换过滤垫
7.1.7
空冷器排风
-目测
表面漆
-修复损伤和锈点
根据运行和操作条件有必要缩短维护周期。
7.1.2常规清理和维护检查
依照当地的运行条件每年至少检查一次电机的灰尘覆盖情况，并进行必要的清洁。
清洁：
用工业真空除尘器彻底清洁，使用刷子或无绒布擦掉灰尘，同时清洁热交换器。
检查所有螺栓连接状态部分，并紧固。
检查垫圈（接线盒、运
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