小灣電站水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子圓度調(diào)整工藝研究

馬云鵬，王立芳

(1. 羅克韋爾自動(dòng)化控制集成有限公司，黑龍江哈爾濱 150040；2． 哈爾濱大電機(jī)研究所，黑龍江哈爾濱 150040)

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小灣電站水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子圓度調(diào)整工藝研究

馬云鵬1，王立芳2

(1. 羅克韋爾自動(dòng)化控制集成有限公司，黑龍江哈爾濱 150040；2． 哈爾濱大電機(jī)研究所，黑龍江哈爾濱 150040)

簡(jiǎn)述了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子圓度調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)以及準(zhǔn)備工作，詳細(xì)闡述了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子圓度調(diào)整工藝過(guò)程，為后續(xù)類似機(jī)組轉(zhuǎn)子圓度的調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。

水輪發(fā)電機(jī)；轉(zhuǎn)子圓度；超差

0 引言

小灣水電站位于云南省大理州南澗縣與臨滄市鳳慶縣交界的瀾滄江中游河段，距昆明公路里程為455公里,是瀾滄江中下游水電規(guī)劃“兩庫(kù)八級(jí)”中的第二級(jí)。電站裝設(shè)6臺(tái)單機(jī)容量700 MW的混流式機(jī)組，總裝機(jī)容量為4 200 MW，保證出力1.854 MW，多年平均發(fā)電量190.6億kW時(shí)。電站以發(fā)電為主兼有防洪、灌溉和庫(kù)區(qū)水運(yùn)等綜合效益。

小灣1號(hào)機(jī)組在檢修期間發(fā)現(xiàn)極間支撐螺桿斷裂，導(dǎo)致定子鐵心造成不同程度的劃傷，決定對(duì)定子鐵心進(jìn)行修復(fù)，并對(duì)轉(zhuǎn)子極間支撐螺桿全部更換，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子圓度進(jìn)行處理。由于轉(zhuǎn)子圓度超差會(huì)造成不平衡磁拉力，造成機(jī)組振動(dòng)過(guò)大，影響機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，決定對(duì)小灣電站1號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)子圓度進(jìn)行修復(fù)。

1 原因分析

造成轉(zhuǎn)子圓度超差有多方面原因，從安裝角度來(lái)說(shuō)，磁軛疊裝超差，磁極掛裝圓度不均勻，磁軛緊量不均勻，都會(huì)造成轉(zhuǎn)子圓度超差。從運(yùn)行來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，都會(huì)有殘余變形，并且是不可逆的，由于磁軛鍵及磁極鍵緊量不均勻和電磁拉力的影響，都會(huì)造成轉(zhuǎn)子圓度變化。

圓度的優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)為+0.70 mm，合格標(biāo)準(zhǔn)為+1.00 mm，轉(zhuǎn)子整體偏心值優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)為0.28 mm，合格標(biāo)準(zhǔn)為0.4 mm。0.70 mm為氣隙的2%，1.00 mm為氣隙的3%，而國(guó)標(biāo)要求圓度為氣隙的4%。

2 轉(zhuǎn)子圓度調(diào)整工藝研究

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

1) 確定磁極鏈條鍵備品是否齊全，確定備品中各規(guī)格的墊片數(shù)是否齊全，確定所有螺栓螺母是否齊備，準(zhǔn)備拆裝磁極所需專用工具。

2) 清理場(chǎng)地，準(zhǔn)備好枕木、毛氈等以備擺放所拆下的6個(gè)磁極(對(duì)應(yīng)磁極號(hào)為8、12、13、14、15、16)。

2.2 工藝過(guò)程

1) 現(xiàn)場(chǎng)確定需拆下的8、12、13、14、15、16號(hào)磁極，對(duì)所需拆下的磁極分上中下三點(diǎn)復(fù)測(cè)半徑數(shù)值，并作記錄。

2) 分別拆開轉(zhuǎn)子極間連接，將拆下的極間連接各部零件分類做標(biāo)記，并妥善保存。

3) 分別拆開擋風(fēng)板裝配，將拆下的擋風(fēng)板各部零件分類做標(biāo)記，并妥善保存。

4) 分別拆開極間支撐，將拆下的極間支撐各部零件做好標(biāo)記，并妥善保存。

5) 用千斤頂頂出磁極鍵，吊車配合取出磁極鏈條鍵，鑒定磁極鍵是否完好并確定是否回用，如有損壞進(jìn)行更換。

6) 用磁極吊裝專用工具將磁極取出，做好標(biāo)記，擺放好，磁極吊裝過(guò)程中應(yīng)避免磁極磕碰、變形。確定所拆磁極之前各部所加的墊片厚度，并作記錄，磨開焊點(diǎn)。

7) 對(duì)拆下后的單個(gè)磁極進(jìn)行繞組極性、直流電阻、交流阻抗、絕緣電阻等相關(guān)檢查。

8) 檢查并清理磁極與磁軛接觸面，應(yīng)干凈無(wú)雜物和油污等。

9) 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量所拆各磁極處上、中、下磁軛外圓半徑，并記錄。

10) 根據(jù)磁極外圓實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，分別對(duì)這6個(gè)磁極的上、中、下端磁極外圓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整值見表1。

11) 待確定好墊片厚度和數(shù)量后，先將所加墊片按磁極鍵裝配圖點(diǎn)焊在磁極上，吊車配合回裝磁極(按原磁極號(hào)依次對(duì)應(yīng)位置回裝)。

12) 在磁極鍵上事先涂抹潤(rùn)滑劑后，配對(duì)打入磁極鍵楔緊，并通過(guò)改變墊片厚度調(diào)整磁極中心。

表1 6個(gè)磁極半徑調(diào)整量 mm

磁極安裝時(shí)墊片調(diào)整順序1、2、3，見圖1。

13) 用千分尺、百分表、轉(zhuǎn)子測(cè)圓架對(duì)各磁極從上、中、下三點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量磁極半徑，并作記錄。若有超差則應(yīng)拔出磁極，改變墊片厚度重新調(diào)整安裝。

圖1 調(diào)整順序示意圖

14) 合格后，依次安裝其余各磁極(順序同9～13)。

15) 重新測(cè)量轉(zhuǎn)子圓度，將數(shù)值作記錄。

16) 待數(shù)據(jù)合格后，按擋風(fēng)板裝配、極間連接裝配、極間支撐裝配重新安裝。工地安裝極間撐塊時(shí)必須保證撐塊與兩側(cè)線圈無(wú)間隙?？梢酝ㄟ^(guò)配撐塊斜邊或擴(kuò)撐塊中心孔等方法。

17) 轉(zhuǎn)子磁極絕緣電阻，整體耐壓試驗(yàn)。

2.3 工藝特點(diǎn)

由于電站正處于檢修期，工期緊張，此方法對(duì)轉(zhuǎn)子圓度進(jìn)行分析計(jì)算，通過(guò)局部調(diào)整磁極墊片來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子整體圓度，調(diào)整工期短，效果明顯，難點(diǎn)在于對(duì)磁極墊片厚度的計(jì)算，由于磁極采用鴿尾結(jié)構(gòu)，要達(dá)到預(yù)期效果，需要進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，最終轉(zhuǎn)子圓度可以滿足國(guó)標(biāo)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)整，轉(zhuǎn)子最終圓度均達(dá)到了國(guó)標(biāo)要求，轉(zhuǎn)子如期吊入機(jī)坑，保證了機(jī)組正常發(fā)電運(yùn)行。轉(zhuǎn)子圓度的調(diào)整，對(duì)于700 MW的巨型機(jī)組來(lái)說(shuō)具有重要意義，為今后類似的巨型機(jī)組短期內(nèi)的圓度的調(diào)整積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但該方法磁軛圓度不作處理，如果轉(zhuǎn)子圓度要達(dá)到很高標(biāo)準(zhǔn)不適用此方法，此方法僅適用于在工期緊張時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子圓度的處理。

馬云鵬，1985年生，男，工程師，華中科技大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化本科畢業(yè)，現(xiàn)主要從事大型水輪發(fā)電機(jī)電磁仿真分析，大型發(fā)電機(jī)制造工藝研究及現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理工作，變頻器技術(shù)支持與調(diào)試。