水輪發(fā)電機機組改造后振動處理與原因分析

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1、小水電2014年第4期(總第178期)運行與維護水輪發(fā)電機機組改造后振動處理及原因分析陳亞月(杭州市青山水庫管理處浙江杭州311305)【摘要】水輪機組在改造或大修后，重新裝配引起了振動。先采用電氣試驗未發(fā)現(xiàn)磁極有匝間短路現(xiàn)象，進而從機械角度修正轉(zhuǎn)子的外圓和同軸度，并對聯(lián)軸后主軸軸線進行調(diào)整分析，最后通過在現(xiàn)場額定工況下做低速動平衡試驗，增加平衡塊，從而成功減小機組振動。圖6幅，表7個。【關(guān)鍵詞】水輪發(fā)電機振動電氣試驗軸線動平衡分析1概述3電氣試驗青山水庫電站位于浙江省杭州市，水輪機組型3．1轉(zhuǎn)子各狀態(tài)時交流阻抗測量號為ZDT03C-U一175A，在改造過程中對轉(zhuǎn)輪水1)在靜止狀態(tài)下，主

2、出線短路時的交流阻抗力性能進行了優(yōu)化，使得轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)與原來相比尺寸如下所示(見表1)。變化大，徑向方向正負差值增加；這些變化導(dǎo)致機表1主出線短路時的交流阻抗組安裝后振動大、擺度大。涉及原因非常多，主要是部件的變更和重新裝配，改變了機組固有頻率，從而引起振動。根據(jù)經(jīng)驗確定如下處理方案：對轉(zhuǎn)子做電氣試驗，檢測磁拉力，調(diào)整氣隙間距；機械方面人手，轉(zhuǎn)子外圓同軸度的測量和修正；對機組聯(lián)軸后軸線進行調(diào)整分析；現(xiàn)場整體做低速動平衡試驗，增減平衡塊，從外因上減小振動，降低軸瓦溫度。2)在靜止狀態(tài)下，主出線開路時的交流阻抗如下所示(見表2)。2機組相關(guān)參數(shù)表2主出線開路時的交流阻抗水輪機型號ZDT03C-U

3、一175A，發(fā)電機型號S卜J2000—12／1250?；緟?shù)如下：額定轉(zhuǎn)速n=300r／min，機組轉(zhuǎn)環(huán)直徑Dh=700mill，聯(lián)軸法蘭直徑D480lll／n，轉(zhuǎn)環(huán)至法蘭長度f=3150in／n，轉(zhuǎn)環(huán)至水導(dǎo)軸承長度Ld=：5400ml／l。按照《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》(GB8564-1988)的規(guī)3)主出線短路，在各導(dǎo)葉開度下，動態(tài)交流定，250～350r／min的機組，發(fā)電機上、下導(dǎo)軸承阻抗如下所示(見表3)。處軸頸及法蘭處允許的相對擺度為0．02mm／m，水表3動態(tài)交流阻抗導(dǎo)軸承處軸頸允許的相對擺度為0．04mm／m。故對于本機組，法蘭處允許最大擺度為=3．150×0．02=

4、0．063mln，水導(dǎo)允許最大擺度為=5．400×0．04≈0．22mill收稿日期：2014—03—31作者簡介：陳亞月(1977一)，女，工程師，主要從事水電站設(shè)備的制造、安裝、運行維護等工作。Email：eyy20070208@hz．a(chǎn)n·57·運行與維護SMALLHYDROPOWER2014No4，TotalNol784)主出線短路，在導(dǎo)葉開度28％的條件下升根據(jù)表1數(shù)據(jù)得上導(dǎo)處的全擺度：高轉(zhuǎn)子電壓如下所示(見表4)。a5—1=一1—1=一2、一2：一2—1=一3表4轉(zhuǎn)子電壓87—3=一1—1=一2、a8—4=0—0=0法蘭處的全擺度：b5一l=0一(一12)：12、j5b6—2

5、=8一(一24)=32j5b7—3=一1一(一19)=18、一4=一7一(一11)=4法蘭處的凈擺度：j5ha5—1=12一(一2)=14、ha6—2=32一(一3)=35b一3=18一(一2)=20、聲b胡一4=4—0：4如果沒有其他因素干擾，則法蘭8點凈擺度數(shù)值是1條正弦曲線，并可以在正弦曲線中找到最大擺度及其方位(見圖1)。但在這次測量中，有許從上述測試數(shù)據(jù)來看，未發(fā)現(xiàn)磁極有匝間短路多其他因素干擾，使正弦曲線不規(guī)則。第一次正弦現(xiàn)象，故排除電氣原因引起振動。由于定子、轉(zhuǎn)子曲線發(fā)生較大變化，說明數(shù)值不可靠。有兩種原因間隙只有31／11／1，從轉(zhuǎn)子外圓直徑方向看，出廠前加導(dǎo)致：一是測量錯

6、誤，二是盤車時軸線發(fā)生變化。工尺寸已是設(shè)計值的公差下限。如果定子有圓度偏在排除測量錯誤后，發(fā)現(xiàn)推力卡環(huán)有松動，緊固后差或定轉(zhuǎn)子的同心度存在偏差，將會造成磁場拉力重盤車得到表l數(shù)據(jù)，并繪出法蘭凈擺度坐標曲分布不均勻，從而產(chǎn)生振動。鑒于目前轉(zhuǎn)子圓度已線，此圖基本上為正弦曲線，最大擺度在“6”點，很好，下一步調(diào)整定子的圓度和同心度是關(guān)鍵。其值為：_『=聲一2／2=O．035／2=0．175nlln。4轉(zhuǎn)子各配合檔及外圓同軸度的測量^目+O．3}和修正目l+o．2}將發(fā)電機轉(zhuǎn)子返廠定位在12mini"車上，測定推罩9{{+O．1力頭檔和法蘭止口數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子外圓和轉(zhuǎn)子外圓確有偏心，重新加

7、工處理；其中編號5、—0一軸號6、7、8極沒有車出，4、9極剛擦到，其余極車去一0．1最大0．4m。目前尺寸為聲1423．6i／lln，滑轉(zhuǎn)子外圓一O．2重新加工?！?．35機組軸線的測量及調(diào)整圖1法蘭凈擺度坐標曲線5．1發(fā)電機單盤車時主軸軸線的測量5．2絕緣墊的刮削量對發(fā)電機主軸軸線進行測量，檢查主軸與鏡板軸線的處理方法是刮削調(diào)整推力頭與鏡板之間的不垂直度，測出它的大小數(shù)值和方向，便于通過的絕緣墊(也可加薄銅片)(見圖2)。根據(jù)2