中小型水轮机组（共11篇）
中小型水轮机组 篇1
0 引言
既然要解决机组的振动问题以便能更好地进行盘车, 那么就应该先对机组的轴有个较为清晰的了解, 机组的轴会有怎样的问题、当轴线出现问题时会导致机组产生什么样的振动, 以及在轴线出现偏差的时候如何进行有效的调整, 这些都是需要弄清楚的问题。
1 水轮发电机组轴线误差的形式
水轮机组轴线的误差其实质就是水轮发电机组的实际轴线与水平面不垂直, 即水轮发电机组的实际轴线与理想的发电机主轴回转中心不能完全重合。最简单的一种误差形式是单项误差, 这是一种只以单一的误差形式出现的水轮发电机组轴线误差, 这种情况下, 水轮发电机组的实际轴线是没有发生曲折现象的。其次, 是同向复合轴线误差, 这种误差不再是以单一的误差形式出现, 而是以两种误差形式出现, 在水导测点处是两种误差的叠加, 这种情况下, 水轮发电机组的实际轴线发生了曲折现象。另外, 还有一种误差形式就是反向复合轴线误差, 这也是一种以两种误差出现的轴线误差形式。
2 轴线误差造成的机组振动
水轮发电机组的振动是个无法避免的普遍问题, 然而也是一个必须控制在规定范围之内的问题, 当机组的振动超过了所允许的范围值时, 便会对机组的安全运行以及机组的正常使用寿命产生影响, 所以对于机组产生的振动, 需要及时分析出振动的原因并有效地解决。一般而言, 机组的振动无外乎是由机械方面、水力方面以及电磁方面所造成的, 下面对各方面进行简要的阐述。
机械振动, 顾名思义是由于机械自身的原因而造成的振动, 具体来说就是由于机械在运转过程中自身的惯性力、机械自身的摩擦力以及各个机械部件之间的干扰而造成的机械振动。当转子质量不平衡、机组轴线不正、导轴承缺陷等都有可能造成机械振动。就拿机组轴线的不正来说, 由于机组轴线的误差会造成两种形式的振动:一种是弓状回旋;另外一种是振摆。所谓的弓状回旋, 其实就是由于转子、转轮几何中心偏离旋转中心, 从而造成在运行中产生横向或者纵向的振动, 直接形成回旋, 从而对推力轴承和轴承均造成威胁, 同时还会造成在运转过程中离心力的增大, 进而使两者的振幅都增大。从运行管理的层面分析, 这种情况一般是出现在机组投入运行年限比较长, 同时各导轴承间隙较大, 却没能及时进行修复或者检修质量不过关的情况下。而对于振摆来说, 其主要的原因是由于水轮发电机组的轴线与镜板摩擦面不垂直而造成的, 当然, 机组的轴线与旋转中心线发生中心偏移也会造成振摆。如果是镜板与整根轴线都不垂直, 当轴线旋转时, 必然会偏离理论中心回转线。如果是镜板与其附近的一根轴垂直, 而在与下一根轴连接时, 由于法兰面与轴线的不垂直而发生轴线的曲折, 此时, 当轴线发生旋转时, 便会从曲折处形成锥形的摆度。还有一种情况是, 如果整体轴线与镜板垂直, 但是整体轴线却偏离理论旋转中心线, 那么轴线旋转时, 依旧会产生摆度, 当然这最有可能发生在大型的水轮发电机组中, 对于小型的立式水轮发电机组来说, 发生的可能性虽然有, 但是相对较小。
对于机械振动来说, 在安装和检修时必须找正轴线位置, 调整各个导轴承的间隙, 使之处在允许的范围内。对于新投入运行的机组, 一般不会由于轴向不正而产生剧烈的机组振动, 但是对于投入运行时间较长的机组来说, 诸如推力头与轴配合不严密、卡环不均匀压缩、推力头与镜板间垫变形或破坏等会使轴线发生不正的原因, 都会引起机组的较大振动, 在检修维护时, 对于这些容易出现问题的地方要格外注意, 一定要细心、耐心地去进行检查和分析。
至于前面提及到的转子质量不平衡导致轴旋转时产生偏心的离心力、导轴承松动或者刚性不足, 以及导轴承间隙不合理造成的导轴承缺陷等原因使水轮发电机组产生较大的振动, 因为本文主要讨论小型水轮发电机组的轴线问题导致水轮发电机组的不正常振动, 所以其他原因不作过多介绍。
3 水轮发电机组轴线的调整
在进行水轮发电机组轴线的调整之前, 要对水轮发电机组的轴线进行相关的测量, 测量的准确性将直接影响轴线调整的有效程度, 所以水轮发电机组轴线的测量是进行水轮发电机组轴线调整的关键点。
在进行轴线的测量时, 一般在吊车牵引推力头时, 是以上导限位为支点的, 同时给定子、转子绕组通以直流电, 在机组主轴转动的一周内停留时一定要注意的是, 按8等分点停留, 不仅如此, 还应该上下点位一致, 盘车每到一个点要上下左右地推轴, 保证大轴处于自由状态。同时用各处大的百分表, 测量其摆度值, 为了求得轴线对推力镜面的不垂直度, 一般要盘3次以便校核数值, 通常取第二次的数据较为准确。这样也方便求得法兰处的曲折, 为进行轴线处理提供依据。对盘车测量数据的整理, 同时绘制曲线反映各部分摆度。
在进行准确测量水轮发电机组的轴线以后, 就应该要对轴线进行合理的处理和调整。首先要看两个条件:一个是发电机轴线对镜面的不垂直度;另外一个是法兰曲折。如果这两者都超过了规定的允许值, 同时满足进行相关法兰处理的条件, 那么轴线的处理就应该分别对推力头和法兰这两个地方进行处理。如果只处理推力头, 而不处理法兰曲折, 则在计算推力头方位和数值时, 应同时考虑到水导摆度的减小。当然, 在水轮发电机组安装中, 也可以采取对盘车和处理分别进行的办法。先对发电机进行单独盘车, 处理合格后, 然后与水轮机轴连成整体, 对这一整体进行盘车, 接着处理法兰结合面, 在调整水导处摆度时, 一定要调整到规定的范围内。对推力头的处理, 为了获得较长内轴线不变的效果, 一般的修刮方法就足以达到这一效果。修刮工作一方面可以直接修刮推理头;另一方面可以修刮其结合面间的绝缘垫板。运行效果表明, 前者处理的效果好于后者。法兰曲折的处理, 可采用在法兰结合面间加垫或者修刮法兰结合面的方法, 只要处理的工艺正确, 那么处理之后一般不会再发生变化。
对于轴线垂直度的调整, 在实际工作中最行之有效也是最精确的方法是在发电机下导轴承与法兰间的大轴上, 在x、y方向紧贴大轴各安装一只方形水平仪, 通过调整推力瓦的高低来检查方形水平仪的水银气泡是否居中, 只要两只方形水平仪的水银气泡都居中了, 大轴就垂直水平面了。然后调整推力瓦受力, 在水导轴颈处x、y方向安装两块百分表, 百分表调零, 调整中当感觉到各推力瓦顶丝受力基本均匀时, 两块百分表的指示应在0.10 mm以内, 再用铜棒将所有推力瓦顶丝打紧二遍, 两块百分表的指示应在0.05 mm以内, 此时, 推力瓦受力就算均匀了。接下来就是调整大轴的中心, 为了使发电机转子中心与定子中心相重合, 主要通过推动上导瓦来移动大轴, 使发电机空气间隙符合规定, 水轮机轴四周与固定止漏环间隙均匀, 浆叶与转轮室间间隙均匀即可。最后根据盘车结果计算和调整各导轴承间隙。
4 结语
对于小型立式水轮机组盘车以及机组的振动, 只要好好分析其振动产生原因, 掌握盘车过程中应该注意的问题和盘车的方法, 就能较好地进行机组的盘车, 以便能较好地解决振动的问题。
摘要：水轮发电机组盘车其实就是水轮发电机组轴线的调整, 盘车质量的好坏将直接影响水轮发电机组运行情况的好坏。由于机组轴线的误差, 机组在运行过程中, 其内部的转动部件就会产生不平衡力, 轴就会产生摆动或者发生曲折, 进而使机组产生较大的振动, 这对于机组的安全运行非常不利。文章论述了致使机组产生较大振动的原因以及消除这一现象的措施。
关键词：水轮发电机轴线误差,机组振动,轴线调整
参考文献
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中小型水轮机组 篇2
第一节
水轮机的常见故障与事故处理
水轮机运行中难免会发生各种各样的异常情况,同一异常现象可能有不同 的产生原因,因此,在分析故障现象时,要根据仪表指示,机组运转声响,振动,温度 等现象,结合事故预兆,常规处理经验进行分析判断,必要时采用拆卸部件解体检 查等方法和手段,从根本上消除设备故障.一
水轮机出率下降
水轮机导叶开度不变的情况下,机组出率下降明显,造成水轮机出率下降 的常见原因有;(1)上游水位下降,渠道来水量急剧减少.(2)前池进水口栏污栅杂草严重阻塞.(3)电站尾水位抬高.(4)水轮机导叶剪断销断裂,个别导叶处于自由开度状态.(5)水轮机导水机构有杂物被卡住,冲击式机组的喷嘴堵塞.(6)冲击式机组折向器阻挡水流.针对上述原因进行相应的检查处理
(1)若水库水位下降,有效水头减小,则水轮机效率降低,机组出力下降.水库水位过低,应停止发电运行,积蓄水量,抬高水位后再发电.渠道来水量急剧 减少,或上游电站已经停机,渠道发生事故断流,应停机后检查处理.(2)要及时清理栏污栅杂草,防止杂草阻塞以致影响水轮机出力.(3)检查尾水渠道有否被堵塞,是否强降雨造成河道水位抬高.(4)详细检查水轮机导叶拐臂的转动角度是否一致,发现个别导叶角度
不一致时停机处理.(5)检查水轮机内部噪声情况,做全开,全关动作,排除杂物.必要时拆卸
水轮机尾水管或打开进人孔进入蜗壳,取出杂物.(6)检查冲击式机组折向器位置,如其阻挡水流,须调整折向器角度.水轮机出力下降,往往会出现异常声响和振动,蜗壳压力表指示下降或大
幅度波动等现象,要根据情况进行分析和判断处理.二
水轮机振动
水轮机运行过程中振动过大会影响机组正常运行,轻则机组运行不稳定, 出力波动大,轴承温度高,机组运转噪声大,而其机组并网困难;重则引起机组固定 部件(地角螺栓)损坏,尾水管金属焊接部件发生裂纹,轴承温度过高而无法连续运 行.应针对不同情况,查清机组振动原因,采取对应措施,恢复机组正常运转.水轮机 振动通常是由机械安装和水力平衡两方面原因引起的.(一)机械安装方面
(1)由于主轴弯曲变形,机组主轴同心度不好,主轴法兰连接不紧,轴承调
整不良,间隙过大等原因,开机后会引起大的振动.这属于机组检修质量不合格的 问题,必须拆卸机组部件重新检测安装.(2)机组转动部件间隙过小,摆度大会引起局部摩擦,从而会产生机组振
动并伴随声响.此时,摩擦部位温度较高,必须重新调整处理.(3)机组转动部分重量不平衡,机组振动情况与转速高低有关,与负荷大
小无多大关系.这通常是属于转轮补焊后,叶片重量不等,叶片局部变形严重的问 题,必须拆卸机组转轮进行动平衡检查及叶片形状测量比较修正,消除机组振动.(二)水力平衡(1)尾水管中水流漩涡引起水轮机振动,此时机组振动大小与负荷有关, 机组负荷小时容易引发振动,且机组噪声明显增大.通常采取避开此运行工况 区域,或在尾水管中安装补气管进行补气的方法,减轻或消除漩涡引起的机组 振动.(2)冲击式机组,当尾水位上涨时,尾水回溅到转轮的水斗上,扰乱喷针 射流的正常工作,会引起机组振动的增加;正常情况,冲击式机组的尾水位与转 轮有一定的距离,尾水为无压流动,但有时尾水管补气孔过小或堵塞,尾水管真 空度增加,尾水位抬高,甚至淹没转轮,则发生强烈振动,机组出力大幅下降.(3)混流式机组转轮叶片间被杂物卡住,导叶被杂物卡住,导叶销断裂, 单只导叶自由活动,造成水流不平衡,此时机组声响异常,出力下降,必须仔细 检查,根据原因进行处理,必要时拆卸尾水管取出杂物.三
水轮机轴承温度过高
轴承温度过高,会影响机组正常运行.温度过高的主要原因有;(1)机组振动较大,主轴摆度大,轴承受力增大.(2)轴承油位过低,润滑油型号不对,润滑不良.(3)轴承冷却器堵塞,冷却水中断,冷却条件不良.(4)轴承间隙过小,巴氏合金瓦点子大,轴承摩擦损耗增大.(5)轴承冷却器漏水,顶盖排水不畅引起轴承进水,润滑油劣化.处理方法;根据故障原因分别进行处理,机组振动大要设法消除,轴承间隙 小要调整,瓦面点子大要修括,润滑油方面问题要根据原因进行处理.四
水轮机主要零部件的机械磨损
由于水质不良,检修周期过长,水轮机主要零部件经常会发生机械磨损,从 而会影响机组的正常运行.常见机械磨损有;(1)橡胶瓦轴承,当发生缺水干摩擦时,即使时间较短,也会使橡胶轴瓦的 温度急剧升高,加速轴瓦与轴颈的磨损,因此,橡胶轴承应加强冷却水的监视,防 止缺水运行.(2)导叶机构的部件磨损,常发生在转动部件的接触部位,即导叶轴劲处, 因水质差,水中沙粒落入轴劲内引起磨损增加,检修周期过长,磨损加剧.导叶机 构磨损,漏水量加大,会影响水轮机关机,造成刹车困难.(3)水轮机轴的磨损主要发生在有盘根的地方,盘根质量不佳,盘根压板 过紧,水质差,沙粒进入盘根处等原因均会增加轴颈的磨损,多年使用不处理,会 影响主轴密封效果.第二节
水轮发电机的异常运行与事故处理
由于受外界因素(电网)的影响和发电机自身的原因,发电机在运行中可能
会发生各种异常现象.当发电机发生异常现象时,有关表记的指示会明确反映, 同时保护据继电器动作,断路器跳闸,水电阻接触器自动投入,调速器自动关机, 发出故障音响及灯光信号.此时,运行人员应根据故障瞬间仪表指示,保护信号 指示,开关和设备的动作情况,现场设备的其他情况,判断故障的性质和部位,沉 着,迅速,正确的排除故障,不使故障扩大产生严重后果.一
发电机过负荷
小型发电机在并入大电网运行时一般不会出现过负荷现象(除人为因素 外),可能出现过负荷的情况有;(1)电网高压线路某处发生事故,线路电压大幅下降.(2)机组运行于独立小电网时,供电负荷过大;机组并网运行于用户线 路,由于该线路突然停电,用户的负荷接近于机组供电负荷,因而会出现并网过 负荷运行.水轮发电机组在正常运行时不允许过负荷.运行规程规定,事故情况下 发电机可以承受短时过负荷.因发电机对温升和绝缘材料的耐温能力有一定 的裕度,故短时间过负荷对绝缘材料的寿命影响不大.绕组绝缘老化有一个过 程,绝缘材料变脆,介质损坏增大,耐受击穿电压强度降低等都需要有一个高温 作用的时间.高温作用时间愈短,绝缘材料的损害程度愈轻.发电机短时间过负荷的电流允许值执行制造厂的规定.若制造厂没有规
定,则小型发电机可参照规程执行.事故或特殊情况需要发电机组过负荷运行,当发电机定子电流超过允许 值时,电气值班人员应首先检查发电机的功率和电压,并注意定子电流超过允许 值所经历的时间,然后用减少励磁电流的方法降低定子电流到额定电流值,但不 得使功率因数过高和定子电压过低,若此方法不奏效,则必须降低发电机的有功 负荷或切断一部分负荷,使定子电流降到许可值.若正常运行中的发电机定子出口风温已经达到75摄氏度,转子绕组励磁 电流,电压达到或超过额定值,则没有紧急特殊情况,机组不应再执行过负荷运行 规定,应立即解列停机,待电网线路恢复正常后再进行并网运行,以确保机组自身 安全.二
发电机三相定子电流不平衡
引起三相定子电流不平衡的原因有;(1)检查发电机各部温度,是否存在局部过热现象.发电机内部绕组可能
存在匝间短路故障.(2)检查励磁分流电抗器绕组的颜色和温度,是否存在一相绕组发热,绝
缘烧坏引起严重匝间短路,引起三相定子电流不平衡.(3)检查励磁系统各整流管散热器的温度情况.个别整流管突然烧坏,此
时励磁电流比正常值小很多,温度较低的整流管可能已烧坏.(4)检查断路器,主变压器高低压侧的连接头是否有发热现象,因为在接
触电阻不稳定时会伴随电流波动.(5)系统单相事故,造成单相负荷特别大.根据不同原因,停机后进行仔细检查并分别进行处理.如果在发电机运行
中发现定子有一相电流已经超过额定值,应迅速调整(降低)励磁电流.必要时可 同时采用降低机组有功功率的方法,将发电机定子电流降低到额定电流以下,以 确保机组安全运行.三
机组启动后不能建压
机组正常启动,导叶开度已经在空载位置,机组转速上升(声响达到正常值), 发电机电压表无指示,励磁电流表无指示,则发电机不能建压.发电机不能建压的原因有;(1)发电机转子剩磁消失或剩磁电压过低.(2)整流原件损坏(开路或击穿).(3)分流晶闸管的调整电阻位置不正确,或晶闸管已击穿.(4)励磁回路接触不良,如电刷被卡住,滑环表面接触不良.(5)机组转速太低,不能自励建压.(6)励磁引出线接线接反,剩磁方向相反.(7)晶闸管和触发电路故障,保护熔断器烧坏.(8)起励接触器触点接触不良.若发电机转子剩磁太小,则检查机组导叶开度,提高机组转速,然后用6V干
电池短时搭接在L1(+),L2(－)两接线端子上,发电机起励,定子电压上升后,迅速脱 开干电池,防止发生意外.如果仍然不能建压,必须仔细检查励磁接线,拆开元件,分 段分部件检查各整流管,电刷滑环,转子绕组,励磁绕组,晶闸管及触发控制板,起励 接触器等,发现问题,逐个排除.四
发电机运行中欠励磁或失磁.发电机运行中,晶闸管损坏,突然二相运行,使发电机的励磁电流大幅度减少, 甚至使发电机进相运行,这种现象称为发电机的欠励磁.发电机转子励磁回路断线, 晶闸管励磁开关误跳闸或励磁二相以上整流管损坏,会使发电机失去励磁电流而 造成失磁.发电机欠励磁运行,用钳形电流表检查励磁回路三相电流,发现是励磁少一 相工作,这时应降低有功负荷,解列停机后进行检查处理.并网运行的发电机失磁后的现象,励磁电流表指示将为零;发电机定子电压 表指示下降,定子电流异常增大,过负荷保护动作发信号;此时发电机转速略有升高, 功率因数表进相,无功电能表倒转.发电机失磁后,发电机同步运行变为异步运行,发电机向电网吸收大量无功 功率.处理方法;(1)值班人员应降低有功功率,以便降低定子电流;(2)手动增加励磁电流或合上励磁开关(励磁分闸时)恢复励磁电流;(3)如仍无效果,说明励磁转子绕组回路有断路故障,应立即解列停机检查
处理.五
发电机振荡和失步
当系统中发生短路或附近电网中有大容量的设备投切是,系统的静态和动态 稳定将被破坏,从而会使发电机的驱动力矩与阻力矩失去相对稳定,可能会引起定子 电流和功率的振荡,振荡严重时,会使发电机失去同步运行.此时,发电机将不能保持 正常运行.(一)发电机振荡
小型水电站发电机出现振荡,通常是由发电机励磁系统反应灵敏引起的.电网
电压稍有变化,发电机励磁自动调整,往往是由于附近有相同特性的水轮发电机组相 互抢无功引起的.特别是两台电抗分流励磁的机组并联运行时,调整不当会引起机组 振荡.对并网机组的解决办法是:(1)增加调差率,使发电机无功有差调整,防止出现抢无功现象.(2)减少分流电抗器匝数,即减小励磁分流比例,使机组励磁系统对负荷的反
应灵敏度减弱,减少参与电网的无功自动调整比例.(3)若是两台容量和特性相同机组并联运行引起的,则将励磁输出通过开关
并接,使两台机组励磁电流相等,防止无功分配不均匀.这种方法虽然有效,但操作不安全 ,故实际很少采用.(二)发电机失步
当发电机振荡后失去同步运行时,仪表指示摆动更加剧烈;
(1)三相定子电流表大幅度摆动,冲撞两边针档..(2)有功功率表,励磁电流表大幅摆动,定子电压表下降且摆动
(3)机组转速时高时低,伴随有节奏的轰鸣声音.(4)晶闸管励磁的发电机强励装置间歇动作.解决办法;(1)增加发电机的励磁电流以增加同步时电磁转矩,使机组在达到平衡点
附近时拉入同步运行.(2)
减少水轮机导叶开度以减少有功输出功率,降低功率表摆动幅度,创超
有利条件让发电机恢复同步运行,(3)若上述方法仍不能稳定运行,则将发电机从系统解列.六
机组飞逸事故
当系统发生事故致使发电机突然甩去全部负荷时,调速器操作不及时或操动
机构故障,机构被卡住,耗能电阻回路又不能及时投入等原因会导致机组转速快速升 高超过额定值,机组声音呈高速声响,即出现飞车现象.(一)现象
机组出现飞车时,转动部分的离心力急剧增加,机组摆度和振动增大,可能引起
转动部分摩擦.各轴承温度升高,严重是振动造成机组固定螺栓松动,轴承损坏.(二)处理方法;
(1)迅速将断路器手动分闸,关闭水轮机导叶,投入耗能电阻.(2)处理无效时立即关闭进水管主阀门,切断水流.(3)当机组转速下降到30%--40%时,操作制动闸刹车停机.停机后进行全面检查,飞车不严重,经检查没有发现问题,即可开机低速转动.运转检查无问题.缓慢提高机组转速.如轴承温度正常,可进行升压.机组飞车时间较 长,飞车较为严重的,要全面仔细的进行检查,必要是拆卸部件进行检查,发现可疑问题 必须进行处理.(三)预防措施
正常情况,发电机突然甩去全部负荷,机组过电压保护动作,断路器跳闸,调速
水轮发电机组继电保护系统设计 篇3
【关键词】水轮发电机组；继电保护；水电站
0.概述
随着国家经济高效快速的发展，对能源的需求也是与日俱增，特别是水力发电行业的发展越来越受到人们的重视，近几年在水资源丰富的地区兴起了修建水电枢纽工程的热潮。继电保护系统是水电站计算机监控系统的重要组成部分。继电保护设备的可靠性直接影响系统的可靠性。水轮发电机组作为发电厂中最重要的设备，继电保护的选择关系到水轮发电机组运行的安全性。在水轮发电机组设备发生故障时，相关的继电保护设备可靠动作，切断故障元件或故障线路，减少故障损失，防止事故扩大，所选择的继电保护设备的可靠性、灵敏性、选择性对水电站运行的安全稳定起着决定性的作用。
1.设备选择及设计原则
继电保护设备选型上采用AREVA（阿海珐）设备作为水电站元件保护。该公司是全球发电设备及服务的三大供应商之一，在提供全方位服务方面具有独到的专业优势，所提供的设备现已占全球总装机容量的20%。该公司为中国水电领域的重大项目提供设备，成为包括三峡工程（分包商）、万家寨发电厂、以及最近的青海尼那、贵州乌江渡电厂增容改造、湖南凤滩 （发电机）、广西红花（发电机）等项目的主要供货商。
在保护系统可靠性的设计上，对于重要元件按照主保护，后备保护分开的原则进行配置。主、后备保护分开不仅功能上分开，而且在物理上完全独立。并有不同的供电回路实现保护设备的供电。当主保护由于某种原因退出运行时，后备保护仍可作为设备的后备保护运行。
2.微机保护配置及功能
水轮发电机组作为水电站最重要的元件，以MiCOM P343、MiCOM 127、MX3IPG2A作为保护装置，配置发电机保护。
该配置的发电机微机保护系统具有以下功能：
2.1发电机纵联差动保护
发电机保护装置MiCOM P343来实现发电机的纵联差动保护，作为发电机定子及引出线相间短路故障的主保护。MiCOM P343全数字微机保护装置中设计有二套不同原理的差动保护，即双折线的比率制动原理和高阻抗原理（通过定值软件选择），高阻抗原理（在区外故障时有很高的灵敏度），二套不同原理的差动保护在运行时用户可以选择，该保护具有比率制动特性和高阻抗特性，电流互感器饱和或断线不会引起误动，保护瞬时动作于跳闸、停机和灭磁，发事故信号。比例差动保护动作时间不大于30ms，差动速断保护动作时间不大于20ms。
①具有防止区外故障误动的制动特性。
②具有CT断线判别功能，能闭锁差动或报警，当电流大于额定电流1.2～1.5倍时自动解除闭锁，同时CT断线时能发信号。
③在同一相上出现两点接地故障（一点区内、一点区外）时，保护正确动作。
④拐点电流：1～1.1In。
⑤比例制动系数：0.3～0.7可调。
⑥起动电流：0.1～1In可调。
⑦整定值允许误差±5%。
2.2发电机带电流记忆的低压过流保护
由MiCOM P127保护装置实现。本保护用于反映发电机外部相间短路，为发电机、变压器主保护的后备保护。保护带有二段时限，动作于发电机跳闸、停机和灭磁，发事故信号。
2.3定子绕组定时限和反时限的过负荷保护
该保护由发电机保护装置MiCOM P343来实现。作为发电机负荷过高时的保护，由定时限和反时限两部分组成。保护元件有二段独立的分相过流保护，每段均具有定时限和反时限延时特性，用户可根据机组的过负荷特性选择9种反时限特性中的任意一种。发电机定子绕组过负荷保护能反应发电机过负荷引起的定子绕组过热，以防止发电机定子绕组在全相运行时受到过负荷的损害。保护由定时限和反时限两部分组成，定时限按发电机长期允许电流下能可靠返回；反时限部分动作特性按定子绕组过负荷能力确定。
动作时间：Ⅰ段：0～10s可调
Ⅱ段：可延长至1000S
动作情况：Ⅰ段动作于发预告信号；
Ⅱ段动作于跳发电机出口断路器、停机、灭磁、发事故信号。
2.4 100%定子一点接地保护
作为发电机绕组单相接地时的保护。保护装于中性点接地配电变压器二次负载电阻侧和机端电压互感器开口三角侧。
MiCOM P343保护装置将采集机端零序电压，其零序电压可以根据用户的要求由机端PT计算得出，也可直接由开口三角测量，同时还可以由中性点PT测量，上述零序过电压保护可以保护机组的95%定子绕组；其余的5%定子绕组接地保护由中性点配电变压器的三次谐波电压取得，在定子单相接地时，当接地点由机端向中性点侧移动时，在机端实测的三次谐波电压是逐渐增加的，而中性点的三次谐波电压逐渐衰减的，其整定可以选择机端三次谐波过电压，因为在机组正常运行时也有三次谐波电压，其过电压定值很难整定；采用中性点的三次谐波低电压，低电压的灵敏度当然比过电压的高，可以很好的保护5%定子绕组。
动作时间：0～20s可调
动作情况：跳发电机出口断路器、停机、灭磁、发事故信号。
2.5转子一点接地
作为发电机励磁回路发生一点接地故障时的保护。采用向发电机转子绕组回路注入低频交流电压的原理，LD-3保护装置完全达到设计的要求。保护装置能有效消除励磁回路中交、直流分量的影响，并且在同期并列、增减负荷、系统振荡等暂态过程中，保护不误动，保护延时动作于报警。
①转子绕组不同地点发生一点接地时，在同一整定值下，其动作值误差为：当整定值为1kΩ-5kΩ时允许误差±0.5kΩ，整定范围为0.2kΩ-4kΩ。
②接地电阻整定值允许误差不大于±10%。
③返回系数不大于1.3。
2.6失磁保护
作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障的保护，由MiCOM P343实现的失磁保护包含二个动作元件，阻抗元件和功率因数报警元件，当然还有转子低电压和高压侧低电压判据及相关的PT断线闭锁。在传统的异步圆的基础上增加快速动作圆，当机组运行在失磁条件下能快速动作，切断发电机组。一般同步发电机稳定运行时，其滑差可能达到同步转速的0.1-0.2%，这时发电机从系统吸收无功功率，保持20-30%的额定有功功率运行，在这种条件下发电机可以运行一段时间，而发电机转子不会损坏，但长时间运行在低功率区对发电机转子将造成损坏。传统的阻抗元件不会检测到上述故障，而MiCOM P343中的失磁保护提供了一个功率因数报警元件，当发电机运行在上述条件下时，发出报警信号，保护发电机组。
保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。其主要功能和技术要求如下：
①具有检测机组稳态异步边界的功能。
②具有检测系统电压崩溃的功能及机端电压能否维持带厂用电的功能。
③具有检测不同负荷下各种全失磁和部分失磁的功能。
④机组正常运行，系统振荡时不误动。
⑤根据不同的失磁情况发出信号、切换厂用电、解列或全停。
⑥系统振荡及故障切除过程中、PT回路断线等不误动。
⑦具有励磁电压通道检测功能。
⑧整定范围：转子低电压：0.00～500V
系统及机端低电压：50～100V
⑨阻抗整定值允许误差±5%，其他整定值允许误差±2.5%。
⑩固有延时不大于70ms。
2.7定子绕组过电压保护
由发电机保护装置MiCOM P127来实现。本保护用于发电机定子过电压故障的保护，保护延时动作于跳闸、灭磁，发事故信号。
2.8定子负序过电流保护
作为发电机不对称过负荷、非全相运行及外部不对称短路引起的负序过电流的保护，检测由于发电机不对称负荷、非全相运行及外部不对称短路产生的负序电流，当此电流超过发电机长期允许的负序电流值时动作发告警信号，反时限部分按照I·t做判据。MiCOM P343保护装置提供二段负序电流保护，一段定时限报警或跳闸，一段带热特性的跳闸。
动作时间：Ⅰ段：0～5s可调
Ⅱ段：可延长至1000S
动作情况：Ⅰ段发预告信号；
Ⅱ段动作于跳发电机出口断路器、停机、灭磁、发事故信号。
2.9发电机逆功率保护
发电机逆功率保护由MiCOM P343装置来实现，该装置具有两段保护。动作情况：解列、灭磁、发事故信号。
2.10轴电流保护
轴电流保护由主机厂家提供装配于大轴的轴电流互感器、以及装配于发电机保护屏的轴电流保护装置构成。轴电流保护装置动作时，第一时限发预告信号；第二跳发电机出口断路器、灭磁，发事故信号。同时轴电流保护的动作信号也可传至MiCOM P343的二进制输入端，实现发信号或跳闸，并进行事件记录。
2.11电压互感器断线闭锁
由发电机保护装置MiCOM P343来实现。本装置用于检测保护用电压互感器的原边或副边断线（包括熔断器熔断），其动作于报警，并闭锁由于失去电压可能造成误动作的保护。
2.12电流互感器断线保护
由发电机保护装置MiCOM P343来实现。装置设有延时TA断线报警及瞬时TA断线时发预告信号报警，并闭锁差动保护功能。
2.13发电机频率保护
发电机频率保护由MiCOM P343装置来实现，该装置具有两段过频率保护和四段低频率保护组成，每一段均可设置成定时限特性。动作情况：跳发电机出口断路器、灭磁，发事故信号。
除具上述保护功能外，该发电机保护装置还可以测量和储存大量的数据。所有的事件、故障和故障录波都带有时间标记，时间分辨率为l毫秒。一个可选的IRIG-B接口还可实现精确的时间同步。如果保护电源故障，备用锂电池可以保证实时时钟正常工作，并保证全部事件记录不丢失。该电池受监视并很容易从保护正面进行更换。
3.结束语
中小型水轮机组 篇4
关键词：中小型水电站,水轮发电机组,常见故障,检修
0引言
水电能源作为一种可再生、无污染、经济成本低的能源,加上发电率较高,不仅缓解了我国用电紧张的局面,同时在保 护环境方面也有一定的积极意义。另外,其还对抑制 洪水、改善河道有一定的作用。但是水轮发电机组存在一定的复杂性,在实际的运行过程中受到外界的影响因素也较多,因此出现故障也比较常见。本文将针对西藏林芝老虎嘴水电站水轮发电 机组的实际情况来阐述水轮发电机组的常见故障,并提出有针对性的检修措施。
1西藏林芝老虎嘴水电站水轮发电机组概述
老虎嘴水电站装机 容量102 MW,安装3台单机容 量为34 MW的混流式水轮发电机组,额定容量为40 MVA,额定功率为34 MW,额定电压为10.5kV,相数为3相,额定频率 为50Hz,额定功率因数为0.8,存在一定的滞后性。发电机型号为SF34-28/6000,其保证出 力为23.19 MW,年发电量 为49550万kW·h,装机年利用小时数为4858h。采用具有空气冷却器的密闭循环强迫通风冷却,发电机灭火采用水喷雾方式。
2中小型水电站水轮发电机组的常见故障
2.1温度过高
水轮发电机组一直处于运行状态,必定会有 热能的产 生。长期的运行导致发电机组的内部温度持续升高,一旦达到某一温度值就很有可能对发电机组的元件或者其他设备造成影响,从而影响到机组的正常运行。特别是发电机组的轴承,是最易受到温度影响的。因此,关于温度过高这个问题,相关工作 人员应该考虑全面。
2.2定子结构变形
定子结构变形的产生主要是由于定子刚度不够 或者是安装方面存在问题。其中定子刚度不够最有可能的原 因是设计存在问题。当定子结构出现变形其直接表现为水轮 机组在开始运行之后定子的温度随着不断运转而升高导致定转子的 空气间隙值变大。想要了解定子结构的变形程度,只需在机组开机运行的几个小时之后对安装在定子内壁上的多支不同方向上的气隙测点的变化量进行测量即可。一般定子结构变 形表现出来的就是多支气隙测点的测量值变大,其中变形量存在不同,另外安装方面导致的定子变形故障出现比较缓慢。
2.3发电机并网问题
当电压、相位与频率相同时发电机组开 始进行并 网工作,但是在实际的运行过程当中,不可能真正达到电压、频率与相位相同的效果,之间始终会产生一定的偏差,而这种偏差又 不可能通过某种调整实现消除,只能将影响降到最低。
2.4发电机甩油故障
出现这种故障的原因主要有水轮发电机组的油 路出现了堵塞,或者是摆动幅度过大,或者是水轮机组的油箱油量 超出正常水平,又或者是水轮发电机组的密封情况受到影响,出现漏油的现象。
2.5转子回路两点接地
出现电流突然增大、电压降低的现象,或者是无 功功率表下降,功率因数出现进相,有功负荷降低,另外,可能由于 磁场不平衡,机组出现剧烈震动,当该现象严重时可能会触发 失磁保护。
3中小型水电站水轮发电机组的检修维护
3.1中小型水电站水轮发电机组的检修流程
关于中小型水电站水轮发电机组的检修主要分为2种,一种是临时性检修,另一种是计划性检修。临时性检修主要的检修内容是提高整个水轮发电机组的可靠性,提高某些机构的运行状态,防止出现设备异常而导致机组停机的现象。计划性检修根据检修范围的不同分为小程度检修、大程度检修、扩大 程度检修。
小程度检修时长大概为12个月,主要是对 水轮发电 机组中的零部件,需要更换的配件进行更换等。
大程度检修的时间一 般为2~3年,工期维持 在45天左右,其主要是解决临时检修与小程度检修中未完成的设备故障问题等。在具体的检修过程当中,需要对其中的部分零件进行拆除,这是由于在实际的运行过程中水轮发电机组会存在经常性损坏与事故损坏,其中经常性损坏是指由于零件之间存在着相互摩擦等导致的损坏,这种损坏一般存在可预见性的 特点,而事故损坏发生的几率比较小。
扩大程度检修的时间维持在3~5年,工期在90天左右,其主要是将整个水轮发电机组拆开,将内部所有磨损的零件进行记录与更换,整体上提高机组的运行性能。
3.2中小型水电站水轮发电机组的具体检修
(1)针对温度过高的问题,水电站相关工作人员应该定期检查水轮机发电机组,做好预防性措施。如果是发电机的定子电流超出了额定值,将其调整到规定范围;如果是测温装 置的问题,只需专业的维护工作人员进行维护即可;如果是空 冷器出现问题,应调节空冷器进出水阀开度。
(2)针对定子问题检测其刚度是否达到指标,如未达标更换刚度达到标准的定子。关于发电机甩油故障问题,工作人员需要在日常的维护工作中根据水轮机的实际功率与油箱的顶盖选择合适的水轮机油箱承载限度的油量。
(3)关于转子回路两点接地的问题,其中由于转子电流增大,励磁回路设备会出现损坏或者转子绕组过热,应该立即停止水轮机工作,并报告调度。
3.3中小型水电站水轮发电机组的检修保护
(1)发电机差动保护采用发电机纵差保护作为发电机的主保护。保护无延时动作于停机,同时发信号。具有CT断线检测功能,CT断线允许差动保护动作。电流记忆低电压过流保护,因机组为自并励发电机,故保护应有带电流记忆的低压 过流保护功能。保护装置带 两段时限,以较短时 限t1动作于跳220kV母线分段断路器,以较长时限t2动作于停机。各段同时动作于发信号,并作为变压器相间短路后备保护。
(2)负序过负荷保护是采用定时限负序过负荷保护反映发电机转子表层过负荷情况。定时限延时动作于发 信号。转子接地保护是采用乒乓式转子一点接地保护,反映转子对地的绝缘电阻值,保护出口带时限动作于发信号,并可启动机组停 机流程。其中的失磁保护是由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、系统低电 压判据构 成。阻抗整定 边界为静 稳圆边界,并具备PT断线闭锁功能。保护出口无延时动作于发信号,带时限动作于解列,同时发信号。
(3)励磁变时限速度保护,作为励磁变主保护,保护延时动作于停机,同时发信号。发电机保护配置1台断路器 操作箱,断路器操作箱具有2组三相跳闸回路、跳合闸监视回路及防跳回路。
4结语
中小型水轮机组 篇5
【关键词】安全；设备检修；消除隐患
引言
作为国民经济基础产业的电力工业，对经济增长和社会发展起到重要的支撑作用，为保障国家经济的快速发展，加快推进建设资源节约型、环境友好型社会做出了重要贡献。改革开放以来，我国电力行业高速发展，截止到2010年末，全年全社会用电量41923亿千瓦时，发电设备总容量达到96219万千瓦，位列世界第二位。但随着我国经济高速发展，社会对电能需求持续增加，局部缺电限电现象时有发生，近十年全国发电机组全年利用小时数最高达到5455小时，2010年是4660小时。发电机组长期带负荷运行必然导致性能下降，强迫停运率将会逐渐增加并加大导致故障的可能性，影响电力系统可靠和安全。因此为提高机组寿命和运行可靠性，保证电力系统安全稳定运行，必须对整个电网的发电机组进行有计划、有组织、安全可靠的性能检修，既要保证机组合理的检修时间，更要确保系统出力满足电网需求，以确保发电和供电计划的顺利实施。
在电力系统规划设计和运行调度中，都必须重视并合理制定机组检修计划。电能具有无法储存必须随发随用的显著特点，使电力工业对系统可靠性有非常高的要求，因此发电机组检修将对电力系统带来重大影响。随着我国电力工业发展和电网规模日益扩大，系统内的机组数量大、种类繁多，安排机组检修计划需考虑更多条件和约束，靠传统经验的粗放式安排检修势必无法满足现实需求，检修计划安排会对电网多个方面造成影响：首先对系统可靠性的影响，当机组计划检修期间，系统出力将减少，可能带来系统供电无法满足需求的风险，尤其对电能不足区域和用电高峰期这个问题更加突出；其次是对经济效益的影响，例如机组检修期间少发电能的损失，检修设备人员的花费以及为保证系统可靠性增加备用容量的投资等。因此若机组检修计划安排不当不仅造成资源和花费的消耗，更重要的是会影响电力系统安全可靠的运行，传统的检修计划安排方式己经无法满足需求。
1.水电机组检修特点
长期以来，我国水电行业大多数采用以计划检修为主，同时结合故障检修的模式，其优势在于通过人力、物力、资金安排的计划性来保持供电的基本稳定性。计划检修模式对比早期的事故检修，虽有一定的进步，但在实行过程中仍显得比较保守，并且存在诸多缺点。
（1）缺乏科学性。当前水电厂计划检修大多是首先依据各水电机组不同的制造工艺和安装过程，结合水电厂现场运行情况进一步统筹规划，安排固定的检修周期后写入流程，由操作人员参照设备检修规程按时执行。这种体制面对出现故障的机组设备能够保证进行及时必要的维修，但同时也不可避免的会对运行状况良好的机组设备按照规程进行维修，必然造成这些设备在检修后反而出现故障率增加或者越修越坏的现象。
（2）缺乏经济性。水电机组设备结构复杂，对生产制造工艺有较高要求，因此各个零部件之间的连接十分牢固，若经常拆卸和安装，将不可避免的对相关零部件产生非运行过程的损耗，从长期角度看对设备使用寿命有不小的影响。计划检修这种无论设备状况好坏，到期必修的方式，若碰到状况良好的机组，将无形中增加不必要的设备维护费用，加速设备损耗，缩短使用寿命；另一方面，部分故障设备因检修周期未到不能及时处理，只有发生事故后才能进行抢修，降低了运行可靠性，并且容易造成经济损失。
相比计划检修，状态检修通过评估设备状况，明确了检修目标，提高了设备可用率，同时降低了维护费用，能够为水电厂稳定高效运行提供技术保障。
（1）提高设备安全性。实施状态检修，可以较早识别机组设备运行过程中出现的问题，及时有效制定和修改检修计划。一方面可避免问题的进一步放大导致重大事故发生，另一方面可使设备的整体故障率下降，提高设备安全性。
（2）提高设备的利用率。计划检修在检修周期来临后，无论设备是否出现故障，必须按照规程中制定的检修登记进行操作，可能给本来运行稳定的机组造成不必要的外界干扰。而对于状态检修，无需机械式的操作计划，使检修工作更具针对性，减少停机次数，最大限度的利用设备的磨损裕量，提高设备利用率。
（3）提高企业效益。实施状态检修，不仅减少了设备发生重大故障的概率，同时可推迟主要设备大修时间，提高机组发电效率，节省人力物力，以达到降低企业生产成本并增加效益。
（4）延长设备寿命。实施状态检修后，相比计划检修的按部就班式检修体制，将减少检修频率，降低检修程度，使零件非运行损耗降到最低，延长设备使用寿命。
2.卧轴布置三支点机组特点
支点机组是卧轴布置机组中最为典型的一种。三支点机组一共布置了三个径向轴承，水轮机主轴上布置一个径向轴承：水导径向轴承；发电机主轴上布置两个径向轴承：前导轴承和后导轴承。推力轴承布置在最靠近水轮机的水导径向轴承同一只油箱中。水轮机主轴与发电机主轴用刚性联轴器连接，飞轮夹装在水轮机法兰盘与发电机法兰盘中间。
三支点机组轴承均采用支座式滑动轴承，推力轴承与水导径向轴承安装在同一只轴承座内。机组的三个径向轴承、一个推力轴承保证了转动系统的稳定转动。与其他卧轴机组比，对两轴的同心度要求高，安装检修难度相对较大。但由于刚性联轴器允许传递功率较大，适用于500kW以上的机组。因此，这种布置方式在水电站中被广泛采用。
3. 水轮发电机组的检修流程及机组检修中常见问题和原因
3.1水轮发电机组的检修流程。
3.1.1 检修前期的准备阶段。检修前的准备工作是非常重要的，一般情况下药查找该水电站的各项前期的检修记录和报告，还要将这次检修的具体步骤和环节制定出一个合理的计划。
3.1.2 检修中期的处理阶段。检修执行阶段一定要按照检修的计划和方案严格的实施，才能达到预计的检修效果，当然，在检修过程中也会遇到各种突发状况，这要求我们备有相关的应急预案。
3.1.3 检修后期的试验阶段。完成整个检修过程后，要先记录本次检修的结果，然后将各个部件重组，在水电站正式使用前，一定要做好相关的试验，以免在检测中有疏忽的问题遗留于将要直接投入使用的水电站。
水轮机组的日常维护与管理 篇6
1 机组清理
根据水电站的规模大小和运行情况进行“三清理、三检查, 一防护”工作。“三清理、三检查”是:清理管道 (包括进出油管和冷却水管) , 检查有无漏油、漏水现象;清理导叶、转轮间的污物、杂物, 检查转轮、导叶间隙及汽蚀程度和导水机构是否符合要求;清理轴承部位, 检查油面、油质是否在允许范围内。“一防护”是:对机座、轴承座、蜗壳、飞轮等水轮机本体进行涂漆防护, 保持金属体表面洁净无锈。
清理和防护的周期, 应根据实际情况而定, 一般清理工作每隔1～2个月进行1次, 防护工作1季度或半年进行1次。
清理和检查工作, 应及时做好详细记录, 以便掌握水轮机的运行状况, 为大修提供原始资料。
2 用油管理
小型水电站的水轮机用油情况往往比较混乱, 出现未知油质的情况较多, 且有低温油混入高温油、机械油混装绝缘油, 致使出现润滑不良、机件损坏的现象。为防止用油混乱应将加油桶做好标记, 并由专人负责。机械油与绝缘油应分开保管。
水轮机润滑油的选用。对于滚动轴承, 一般选用2号、3号钠基润滑脂或钙钠基润滑脂。每运行300～500h向油杯内添油。运行2 500～3 000 h应清洗轴承, 更换新油。加润滑油时应注意, 加入量以轴承腔容积的2/3为宜, 不同规格的润滑油不能混合使用, 以免油脂变质。对于滑动轴承, 应选用22号、32号汽轮机油及30号、40号柴油机油。运行期间要每天检查轴承箱的油位, 油位应保持在标准指示线上;每季度结合维护清理, 检查油质或更换新油。
3 间隙调整
水轮机各部位的间隙, 有转轮与座环之间的间隙, 导叶与导叶之间的间隙, 导叶本身上下端部的间隙, 水轮机与发电机轴节的间隙以及轴承间隙等。日常维护的间隙调整, 应按规定要求以检查为主。间隙变化超过允许值时, 应计划进行大修。在检查各部位间隙时应做好记录, 为大修提供原始资料。
4 停机保养
水轮发电机组安装工程实践 篇7
1 水轮发电机组的安装条件
首批安装项目的相关技术文件和施工设计图纸经过技术交底后, 再由监理机构签发到安装单位。安装单位的现场主要管理、技术人员的数量和工作资格要经过监理审核, 进场的施工设备规格数量和性能要确定能够符合承包合同的要求, 才能将水轮发电机组的安装工作交于此安装单位。在进行水轮发电机组的安装工作前, 安装单位不仅要有环境保护、施工安全措施和规章制度, 还要有完善的质量保证体系和有效的质量管理制度。在质量检验量器具、量检具方面, 也要经过有资质的计量检验机构检定证明其标定的有效期内, 才能在水轮发电机组的安装过程中投入使用。
在对水轮发电机组安装工程进行施工前, 要完成地下厂房洞室开挖、岩锚梁、锚喷和发电机层以下等土建工程。同时这些土建工程还要验收合格, 确定能够符合水轮发电机组的安装条件后, 再跟施工测量基准点一起移交给安装单位。安装机组埋件所需的地脚螺栓、拉锚件和基础板, 要按照设计要求埋入基础混凝土中。同时, 这些零件的高程、坐标位置也必须能够符合设计要求。安装现场的排水、通风、照明、消防、安全设施还有通讯条件, 都需要完全满足施工的要求, 还有安装现场的交通道路也需要能够供车辆顺畅运输机组原材料、施工设备等。需要安装的零部件数量和质量, 还有安装所用的原材料, 必须具备出厂合格证明书和质量材质检验报告。
2 水轮发电机组的安装流程
2.1 机组盘车的安装
(1) 准备工作。首先要用猪油润滑上导推力瓦和上导轴瓦, 然后将四块轴瓦装入导轴承支架中, 装入时要注意对称。要对推力轴承进行调整, 在安装时, 推力瓦的表面平度要在0.02mm/m之内, 且在安装时一定要保持受力一致。推力头上的测点还要根据反时针方向进行标记, 并进行1到8的顺序编号。
(2) 全摆度、净摆度。推力头上的八个测点形成了四组方向相对的位置, 它们的对应关系为 (4、8) 、 (3、7) 、 (2、6) 、 (1、5) 。下面数值减上面的数值就是净摆度, 而全摆度就是相对点的百分比读数差值[1]。
(3) 调速器和水导部分的安装。完成导叶顶盖的安装后, 要对导叶间隙进行及时调整, 调整后进行水导瓦的安装, 然后再进行调速环的安装。可以根据调速环的位置来调整调速轴的拐臂位置, 保证调速轴的拐臂位置能够垂直并灵活地转动。对于调速器底部安装高程的确定, 可以根据调速轴上轴和调速器的连接位置来进行。一定要将各调速器布置整齐, 同时使用地脚螺栓来连接基础板, 以保证各个调速器与轴连接的灵活转动。此外, 要详细检查调速器, 对工作压力表、安全阀定值等进行科学合理地调整, 对调速器进行整体调试。
(4) 产生盘车摆度的原因。会产生盘车摆度的原因有多种。例如, 轴线发生了曲折, 镜板工作表面不够平整, 机组轴线没有与镜板垂直或没有与联轴器法兰面垂直, 推力头的内部表面较坎坷, 推力头与轴的配合不够紧密等原因。
2.2 水轮机蜗壳的安装
要根据施工图纸、主机房平面图和机组蜗壳安装高程来确定蜗壳的安装位置和安装高程, 并且保证压力管道轴线、压力管口和蜗壳在一条直线上。在对水轮机蜗壳进行安装时, 要极其注意加紧蜗壳的周围, 并采用千斤顶对蜗壳进行适当的调整。在保证压力管口、压力管道轴线和蜗壳都在一条直线后, 就可以在水轮机蜗壳周围进行钢筋混凝土的浇筑。
2.3 定子、转子的整体安装
在安装间中确定放置定子的位置, 然后将定子吊入放置在这个位置上;在发电机的大轴位置套上转子, 然后使用钢丝绳拴住接近转子的两端位置, 最后再用桥机大钩起吊;之后在定子中穿入大轴法兰端, 同时起吊转子, 然后在转子大轴的两端铺设U型杂木和钢支墩, 将转子大轴垫牢, 而且定子和转子的位置要尽量靠近[2]。安装施工人员还需要对其进行反复检查, 确定支撑无误后才可以松钩。松钩后再在转子中套入定子。对于定子和转子的气隙情况也要进行检查, 防止在穿入转子时发生碰撞。还要根据水轮机和测量发电机的距离差和高程差来确定能够符合相关的规格要求。一旦出现误差, 就需用千斤顶、楔子板等方法进行调整, 直到安装能够符合相应的规格要求, 才可以连轴。然后, 对楔子板进行点焊, 对水导轴颈处、水机法兰处等位置的最大摆度进行收集, 调整合格后可以进行调速器的安装。
2.4 主机组的安装
根据技术条件、安装图和尺寸来对水轮发电机组的主机组部件进行全方位的检查, 根据下机架角底板的位置核对预留坑的位置和尺寸。同时, 还要根据机架角底板的尺寸来确定基础板的高程和径向尺寸, 必须要保证X轴和Y轴的方向和主机组的安装方向是一致的。对于大轴中心, 也要进行严格的对正, 然后在下机架底脚进行混凝土的浇筑, 之后再进行定子和转子的绝缘测量。完成测量后, 再进行定子底板的安装, 同时对下机架抗震螺栓的高度进行校对, 使转子和定子的中心能够重合, 还要保证上机架的安装位置保持水平。最后, 在定子的基础底脚进行混凝土的浇筑。混凝浇筑完成后, 进行水轮机轴、上机架等部件的安装。
2.5 基础底板的安装
在安装基础底板前, 要根据基准高程和机组中心线凿毛基础板放置的地面, 将垫板放置在适当的位置上, 并在每块垫板上放一对楔铁, 找好楔铁顶面高程后, 在楔铁上放入基础板。等到蜗壳的二期混凝土养护达到一定的强度后, 拆下尾水管弯管段, 同时将求心架固定在蜗壳的后法兰面上, 位置在发电机后轴承座偏外侧。然后, 焊上线架, 将后求心器固定在线架上, 再挂上钢琴线。根据座环内镗孔, 使用听声法进行测量, 对钢琴线进行调整, 将机修直尺的水平度控制在0.02mm/m内。之后, 使用游标高度尺测钢琴线和机修直尺两段的高度, 高度一致就能证明钢琴线是水平的[3]。之后要移动基础底板, 保证基础底板的中心线和钢琴线是在一个垂直平面内的。然后, 根据实测的转轮下环端面到推力盘摩擦面的尺寸来对底板的轴向位置进行确定。对于底板的高程和水平测量, 需要使用框形水平仪或精密水准仪和游标高度尺来进行。调整完成后再进行固定, 最后进行基础底板的二期混凝土浇筑。
3 结语
随着我国水利发电的不断发展, 人们对水轮发电机组的安装质量控制要求也越来越高, 为了保证水利工程的顺利实施, 在水轮发电机组的安装过程中必须严格控制质量, 保证水轮发电机组安装的质量, 并提高水轮发电机组的安装技术。
摘要：本文分析了安装发电组应具备的条件以及水轮发电机组的安装流程。
关键词：中小型水轮机组,安装条件,具体流程
参考文献
[1]王成学.浅谈水轮发电机组安装的质量控制[J].科技风, 2011, (22) :79.
[2]李明华, 杜江湖.中梁一级水电站水轮发电机组蜗壳安装[J].技术与市场, 2011, (9) :165-166.
红石水电站水轮机组选型设计 篇8
红石水电站位于第二松花江的上游, 在丰满水库干流回水的末端。该水电站系松花江与上游白山电站与丰满电站之间的一个梯级电站。该水电站为中型水电站, 故选用4台机组。电站的最大运行水头Hmax=26.7 m, 最小运行水头为Hmin=25.9 m, 设计水头为Hr=23.67 m, 水轮机的额定出力N=42 553.2k W, 水电站海拔高度263 m, 最大允许吸出高Hs≥-4 m。
根据水电站的工作水头范围, 在反击式水轮机系列型谱表中查得HL240型水轮机和ZZ440型水轮机都可使用。这样就需要将两种水轮机都列入比较方案, 并对其主要参数分别进行计算。从水轮机系列型谱参数查得两种水轮机转轮各主要参数, 详见表1。
2 HL240型水轮机方案主要参数计算
由HL240型水轮机的主要综合特性曲线上查得为, 限制工况点处的模型效率为ηM=90.4%, 但由于在该点处原型水轮机的效率要高于模型水轮机, 所以初步假定原型水轮机在该工况点的效率为92%。则由相关公式计算得D1=5.746 m。查《水电站》[1]中表, 取与之接近而偏大的标准直径D1=6 m。
由HL240型水轮机的主要综合特性曲线查得在最优工况下的最高效率ηMmax=92.0%, 模型转轮直径D1M=0.46 m, 计算得原型水轮机的最高效率ηmax为95.2%, 效率修正值Δη为2.2%。因为ηM为90.4%, 则水轮机在限制工况 (也即设计工况) 点的效率应为η=ηM+Δη=92.6%。与原来的假定值相符。
原型水轮机的单位转速应取最优单位转速, 最优单位转速n'10=72 (r/min) 。由计算得单位转速修正值小于3%, 则对单位转速不进行修正。因此取n'10为72 (r/min) 。水轮机转速的计算值58.38 (r/min) 。查《水电站》中表, 选用与之接近而偏大的发电机标准同步转速, 取60 (r/min) 。
根据D1=6 m, n=60 r/min和水轮机的设计水头Hr=23.67 m, 计算得设计工况点水轮机的最大单位流量Q'1max为1.137 (m3/s) , 相应的单位转速n'1r为74 (r/min) 。由Q'1max和n'1r查得空蚀系数为σ=0.19, 空蚀系数的修正值Δσ=0.04, 由此可求得水轮机的吸出高Hs为4.266 m。
当n'1r=74 r/min, Q'1max=1.137 m3/s时, 对应的模型机效率为ηM为90.4%, 原型机效率η为92.6%, 则水轮机出力为42 819 k W, 满足水轮机额定出力要求。计算出的吸出高Hs大于-4 m, 满足电站要求。
3 ZZ240型水轮机方案主要参数计算
装机容量为16万k W, 且选为四台机组, 则单机容量为4万k W;对该中型水轮发电机, ηd取94%。水轮机的额定出力为42 553.2 k W。
由轴流式水轮机模型转轮主要参数表查得该型号水轮机在限制工况下的Q'1=1.65 m3/s, 在正常工作区空蚀系数的变化范围为0.38-0.65。对于允许的吸出高为[Ηs]=-4 m时, 可以反推出对应的模型水轮机空蚀系数σ为0.54。
选取设计工况点对应模型机的空蚀系数为0.54。对应最优单位转速120r/min。由ZZ440型水轮主要综合特性曲线图中查得对应的单位流量为1 390 m3/s, 对应的模型效率为84.2%, 初步假定在设计工况点水轮机的效率为88.2%。将以上各值代入标称直径公式得D1为5.54 m, 查标准转轮尺寸系列, 选用与它接近的直径D1=6 m。
已知在初选的设计工况 (n'10=115 r/min, Q'1=1 390 m3/s) 模型的效率为ηM=84.2%, 而该点处于φ=-10°之前, 用内插法可求得该点的效率修正值为Δηφ=3.77%, 由此可求得在该工况下水轮机的效率为87.97%。与原来假定的效率η=88.2%相近。
不考虑n'10的修正, 由此可计算出水轮机的转速为98.325 (r/min) 选用与之接近而稍偏大的同步转速n=100 (r/min) 。在标称直径D1=6 m, 转速n=100 r/min的情况下计算得Q'1max为1.19 (m3/s) , n'1y为123.33 (r/min) 。即在新的设计工况点下, 对应的空蚀系数为σ=0.42, 则水轮机的吸出高为-1.18 (m) 。
4 两种方案的分析比较
为了便于分析比较, 将两种方案的有关参数列于表2中。
从对照表中可以看出 (见表2) , 两种不同机型在同样水头下同时满足额定出力时, 两者工作范围基本相同, HL240具有效率高, 空蚀系数小, 安装高程较高等优点。ZZ440方案的优点为水轮机转速较高, 可以选用较小尺寸的发电机以节省水电站的机电投资, 另外较小的发电机尺寸有可能会减小水电站厂房的平面尺寸。经综合考虑, 认为选用ZZ440方案较为有利。
5 结语
在水轮机选型时, 对水轮机的工作水头、转轮直径、转速、最高效率、额定出力、最大引用流量、吸出高度都要进行比较, 选出最优方案;但在选择机组时, 还要结合水工和土建投资进行综合比较, 选出能够适合工程实际且造价低的最优机型, 更好地为业主服务。
摘要：本文以红石水电站水轮机选型为例, 通过对水轮机转轮直径D、转速n、吸出高度Hs、效率η、流量Q等参数的确定, 选出水轮机的最优方案, 阐述了水轮机选型的最简单方法。
关键词：水电站,水轮机,选型
参考文献
[1]水利电力部水利水电建设总局水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册 (水力机械) [M].北京:水利电力出版社, 1983.
[2]武汉水利电力学院, 水轮机 (上册) [M].北京:电力工业出版社, 1980.
冲击式水轮机组的安装技术研究 篇9
1 冲击式水轮机组安装施工要点分析
1.1 机组轴线放样
厂房内放样时, 需要以厂家所提供的安装图为依据, 来确定压力水管中心线以及水轮发电机组中心线位置。并要求厂家提供的安装施工图进行分析研究, 确定安装要点与要求, 校对机组实物, 对存在异常的设备构件及时联系厂商给予更换。同时, 还应在机组安装位置挖好机坑, 订好框子板, 并设置好与压力水管以及水轮机连接钢板弯管备用。另外, 在安装脚手架时, 应提前搭设好至少两幅三脚架并挂上葫芦, 调整三脚架位置使得葫芦吊钩垂直中心与发电机、水轮机重心重合。
1.2 吊装水轮机初调轴线
以厂家提供设备安装图为依据, 对进水钢板弯管进行安装与固定, 然后对水轮机阀门、直管、锥管、弯管等构件进行安装并固定。其中, 在连接位置要放好止水橡皮板, 检查螺栓是否拧紧, 并利用木工准尺调整到法兰面水平。完成上述步骤后, 通过葫芦对水轮机机座进行起吊, 将其设置在提前定位的好的水轮机横纵中心线位置, 并连接水轮机进水管法兰面与弯管法兰面[1]。安装好水轮机后, 将全部螺栓拧紧, 并调整水轮机各轴向水平度, 必要时应选择用框型水平仪对各轴线精度进行调整。
1.3 吊装发电机初调同心度
起吊发电机后对其轴中心进行定位, 并确定水轮机轴中心与高度, 确保发电机就位后靠背轮与水轮机靠背轮轴向误差在要求范围内, 一般两靠背轮间距最大不超过5mm。其中, 为减小各轴向误差, 可以选择用钢板尺与塞尺进行同心度的校正。将机组地脚螺丝放入到基座安装孔内, 要保证螺栓位于螺孔中心, 且螺栓高于螺帽两个螺距最佳, 将发电机底部安装在高程地域水轮机底部, 最后放入四对楔型铁。
1.4 制备机墩模板调整机组同心度
以提前吊装定位点为准, 安装制备好的机组机墩模板, 要求一次性浇筑振捣混凝土, 待混凝土达到终凝状态后, 松开两组葫芦, 将机墩模板拆除。然后利用螺栓与螺孔间隙来对机组左右偏差进行调整, 并利用楔型铁对机组前后高低位置进行调整, 确保机组同轴精度达到设计要求, 最后将地脚螺丝拧紧后方可试车运行。
2 冲击式水轮机安装技术分析
2.1 机壳安装
在对机壳进行安装时, 横、纵轴基准线为重点控制因素, 确保机壳安装后期与机组横、纵轴基准线偏差在1mm以内, 高度偏差在2mm以内, 以及机壳法兰面水平偏差小于0.05mm/m[2]。另外, 基于水轮机组运行环境要求, 任何机壳的安装均需要做好密封工作, 对密封度不够的机壳需要涂密封胶。尤其是对于立式机组来说, 在对喷嘴法兰进行焊接施工时, 要控制其高度在同一水平, 焊接后误差在1mm以内。
2.2 转轮安装
转轮结构的安装, 要求转轮水斗分刃旋转平面能够利用机壳上装喷管的法兰中心, 安装误差应控制在2mm以内。另外, 转轮轴水平与垂直偏差应控制在0.02mm/m以内, 转轮断面跳动量控制在0.05mm/m内, 防漏装置与主轴间隙将应比轴承间隙大0.3~0.5mm。同时对于转轮与挡水板间隙的控制, 一般情况下需要保证在4~10mm之间。在将转轮安装完成后, 需要做好各细节的检查, 确保所有间隙均控制在专业规范内, 对于部分情况可以根据实际需求进行适当调整, 并保证排水孔畅通。
2.3 水轮机轴安装
要重点控制好法兰面的平整度, 确保不会因为此因素而影响机组安装效果, 要求在正式安装前做好检查工作。尤其是立式机组水轮机轴安装时, 应将法兰面安装高程设置低于设计计划的20~25mm。另外, 部分发电机转子会直接与水轮机轴相连接, 针对此种情况在进行安装时, 需要保证两者法兰的同轴度、平行度, 确保其满足安装要求。同时, 还应将水轮机主轴水平与垂直偏差控制在0.02mm/m以内。
2.4 控制机构安装
与其他部分安装相比, 在安装水轮机组控制机构时, 重点要做好灵活性的控制, 将各元件中心偏差控制在2mm以内, 高度偏差控制在1.5mm以内。另外, 还需要对折向器与喷针行程进行调节, 确保喷针在任意行程状态下, 折向器开口均可以大于该行程时射流半径3mm, 并控制在6mm以内, 并还需要保证各折向器动作的统一性。同时, 应对调速器开度与喷针行程以及折向器开口关系进行统计, 并进行紧急停机模拟试验, 做好各设备构件动作时间, 对不符合设计要求的部分进行调整, 确保安装结果满足专业规范。
2.5 水轮机轴承安装
与普通水轮机相比, 更需要重视立式水轮机轴承安装。要求在安装时对轴承位置进行固定, 安装后还要坚持轴承法兰坐标, 确保其高程偏差控制在2mm以内, 水平偏差控制在0.4mm以内[3]。另外, 水导轴承正式安装前需要做好一切准备工作, 按照安装方案对支架进行预装, 要求支架中心与机组中心保持一致, 提高机组安装后稳定性。另外, 还需要做好喷嘴与接力器的安装管理, 安装前进行耐压能力试验, 确保在额定压力下, 喷针与接力器动作均能够保持一定灵活性, 并且喷针头与喷嘴口密实度良好。
3 结论
冲击式水轮发电机在水电生产中比较常见, 为提高其运行综合效率, 需要结合其特点, 做好设备安装管理。应总结以往实践经验, 确定机组安装要点, 并采取措施做好每个细节的控制, 确保安装效果满足实际运行需求。
摘要：水电作为清洁能源受到的重视越来越大, 与传统火电相比, 可以很大程度上降低对环境的影响。水轮机组是影响水电生产的主要因素, 其中冲击式水轮机组具有效率高, 受负荷影响小特点, 现在已经被广泛的应用到水电生产中。为进一步提高其运行效率, 需要结合其特点, 做好安装技术研究管理, 在根源上做好准备工作。本文对冲击式水轮机组安装技术进行了简要分析。
关键词：冲击式水轮机,安装技术,水电
参考文献
[1]杨为良.冲击式水轮发电机组安装工艺研究[J].科技与企业, 2014 (23) :110.
[2]朱朝晓.小型冲击式水轮机安装技术创新与改进[J].江西水利科技, 2012 (03) :197-199.
中小型水轮机组 篇10
【关键词】水轮发电机组；安装；问题与处理
随着社会经济发展与进步，人们的生活水平逐渐提升，对于电资源的需求量不断增大，因此，将更多的电力资源创造出来是非常必要。水利发电能够将大部分电力资源为我们提供出来，因此，为了能够促进我国水利发电行业合理的发展下去，文章通过下文对相关方面的内容进行了阐述，进而为有关单位及工作人员提供一定的借鉴作用。
一、固定部分中心安装问题及处理
在安装水轮发电机组时，需要以这部分为基础，确定及测量机组固定中心，水轮机转轮位置和水轮发电机定子中心，要确保在同心上存在二者固定部分中心。为了使发电机有着均衡的气密，就需要这样做。将一定的附加力施加到轴承上，确保能够长时间的支撑轴线，防止有波动出现在运行中。一旦安装失误，水利和电磁力就会产生失衡情况。所以，转轮及其自身的固定部分等部件必须要根据一定的要求去安装。一旦在中心时没有重视挡油筒，就会导致其偏心，当旋转机组时，就会有甩油的情况出现，对轴承还会带来损坏的可能。在对水轮发电机组固定部分中心进行寻找时，要在挡油筒的基础上共同寻找机架。不管是什么样的固件，一旦有三到四个以上的直径出现在了其中，可以对多个直径的中心点选择使用，之后将多边形构建起来，然后，将其重心计算出来，按照重心值来测量断面的重心，之后向着同一条直线上调整断面中心。
二、机组轴线和轴瓦间隙
在安装水轮发电机组时，机组轴线和轴瓦为一个非常重要的部分，在此过程中我们应该注意：首先，上下导，一般全是平均分为八点，在同一条垂线上存在所有点；其次，推理的受力以及镜板的水平，都要通过相应的调整；再次，彻底的打扫推力瓦和镜板，将杂质清除，防止有酸性和杂质存在于涂抹的猪油中。一旦气温较高，可以依据相应的比例分配各种油料来应用。在完全自由的状态下呈现大轴，在盘车的时候，防止碰撞到别的物体。最好各次都对中心进行测量，特别是对挡油筒的轻微妨碍要予以关注，通常不易觉察。要将盘点位置对准，对于外力协助在对准后就不再去使用，用手指轻拨，并且一定不要记错了正负值，很多人在安装时，错误的觉得一旦抱紧了上导瓦，当将油料涂抹到顶转子上时，就能够盘车落转子。但是，很难在原来的位置放回所有的点。所以，自由状态是非常重要的，要依据有关的标准向着比较小的间隙中将上导瓦调至过去，再去盘车。要有0.01到0.02毫米的间隙存在于上导瓦之间。不但不用将过多的力用在盘车中，也能有效回零；第四，一旦没有平整的安装千分表测点处的刀纹，就会可能会影响到读数，所以，要将千分表头用胶木套上。一旦过大的打开联轴法兰口，同样会导致电机轴的中心和水机轴的中心偏离，因此，对于读数和记录都会带来一定的影响。尽管能够正确去盘车摆度，然而，存在过大的不同心度，也会影响到它的运行。在很多时候，尽管能够平衡的运动，回复也很难进行，特别是就高速机转组而言，所以，我们应该高度的重视摆度的检查。
三、镜板水平和推力受力
不管是小机组还是大机组，推力受力及镜板水平都是很重要的方面，一般在吊入发电机组的转子时，都要在推力瓦上面将镜板放置上去，在三块推力的基础上，水平调整模板，一定要测量出四个方向的水平值，通常都对方型水平仪进行使用。为了准确的获取数据，在检测误差时使用调头测量方式，按照它所高出的实际格数进行判断时，要有效的考虑现场气温下气的长度。一旦按照相应的标准确定了镜板，在镜板上放置了转子为最佳的状态，在推力瓦和镜板受力的前提下，在法兰处或者水导处90度，将千分表设置出来进行监视。升高那些没有贴紧镜板的推力瓦。当在推力瓦上面存在着转子的时候，在任何地方都无法测量小机组的水平。针对大型机组而言，在镜板的边缘处可能会将水平测出来，然而，由于受力镜板会形变，一般也很难将非常精确的水平值测定出来。在通过调动推力瓦之后，也没有来得及调整受力。在盘车的时候，也会有细小的变动出现在瓦面上，特别是在没有锁定推力瓦的时候，也会有变化出现在水平中，对于推力瓦一旦需要研刮，对盘车边进行利用是最好的方式，对精研刮的对策进行使用。然而，在通过了这项处理之后，就会有更大的可能性增大鏡板的水平变化，因此，我们在具体安装的过程中，还是建议对盘车水平策略进行使用，就是在盘车的时候，转子将一段转动的位置随便选择出来，不一定要有多好的加工面，确保对方型水平仪能够正确的安装就可以。在放置水平仪的时候要轻轻的往下调整，一旦读不出数，就对塞尺垫平的方式进行使用。对于塞尺的位置要注意不能够进行改变。此外，要坚决防止在受力部件上面放置水平仪。因此，对轴头进行选择是非常必要的，放置在盘车架上。按照盘车的读数确定盘车每一点的读数，一定要确保对点的准确性，调整水平仪。然后在镜板水平放置，在上面放置最大方向轴头，对大推力瓦的高低端进行调整，并且在水头上对千表进行安装。按照盘车确定镜本水平的读数，不用将外力应用到转动部分中，将大轴推动起来，灵活的读记其中的数据。在运行的时候，要将大概0.05毫米的间隙的最大方位留设在摆度和水平差。在按照相应的要求确定了盘车的摆度之后，再调整推理受力和镜板水平的精度。
结语
综上所述，在国民经济的发展中，离不开水利发电行业的支撑，它能够为我们提供出丰富的能源，确保资源的合理配置与应用。水轮发电机组是水利发电得以运行的重要装备设施，因此，其安装质量如何，对整个水利工程的发展都将带来极大的影响，因此，文章通过上文围绕水轮发电机组安装的问题及处理进行了详细的分析与阐述，为促进我国水利发电行业顺利的发展提供一定的帮助作用。
参考文献
[1]周荛.水轮发电机组调速自动控制系统存在的问题及其对策[J].城市建设理论研究，2011（23）.
[2]王浩，马建治，罗杰.立式水轮发电机组轴线摆度的几何分析[J].科技创新导报，2008（28）.
[3]初曰亭，杨振先，孙鸿秉.创新路 立新功——工地制造巨型水轮机转轮的成功实践[J].水电站机电技术，2009（01）.
大型水轮发电机组动平衡 篇11
关键词：动平衡,振动,摆度
1 概述
近几年以来我省大型水力发电厂建设发展十分迅速, 新建大型水力发电机组大量投入运行。由于近几年电站建设投资方众多, 电厂机电设备的制造、安装、调试及竣工验收等各方面存在很多问题, 使某些机组投入运行后机组运行稳定性差, 振动摆度超标, 导致机组机架、主轴、轴瓦等方面的机械损伤, 影响机组的安全稳定运行。特别是新机组, 大多存在质量不平衡, 通过动平衡试验可以极大的降低机组的振动摆度。 质量不平衡引起的机组振动摆度值随转速的平方成正比, 如果机组存在明显的质量不平衡, 在机组甩负荷和过速过程中, 机组振动和摆度会急剧增大, 对机组产生极大危害。因此在机组首次启动后要进行动平衡配重, 消减机组不平衡重量, 来降低机组振动摆度, 使机组能够长时间安全稳定运行。
2 大型水轮发电机组动平衡
大型水轮发电机组一般属于刚性转子, 一般用刚性转子单平面配重法。刚性转子配重一般使用单平面配重影响系数法。 大型水轮发电机组一般转速较低, 大量实践证明, 转速小于300rpm的机组, 机械滞后角一般小于15度, 动平衡配重时可以不考虑机械滞后角, 按照测量振动相位的对侧 (180度) 直接加配重, 不需要先加试重, 可以实现一次配重解决动平衡问题。大型水轮发电机组不平衡问题的典型特征:
1) 具有较高的径向振动。
2) 时域图和频谱图上均有稳定的一倍频分量。
3) 在一倍频上的幅值随转速稳定的增加。
4) 在二倍频、三倍频上的幅值较低。
5) 具有较低的轴向振动。
6) 不平衡引起的振动跟转速的平方成正比。
7) 立式机组同一轴承处水平X方向和水平Y方向振动相位成约90度。
8) 振动相位相对稳定 (15～20度) 。
9) 不平衡振动在相位上保持不变, 与转速同步。
加配重量的计算:
计算公式:undefined
其中:P-加配重量 (kg)
G-转子重量 (kg)
n-机组转速 (rpm)
r-加重半径 (m)
影响系数法配重计算公式:
undefined
原公式中的系数5～25倍太保守, 大量实践证明, 公式中的系数取30～40倍是合适的。
3 配重实例
某水电站总装机容量175万千瓦, 最大坝高108米, 坝顶总长704.5米, 单机容量35万千瓦。5#机组进入试验运行阶段, 在机组启动试运行期间, 根据5号机组启动运行情况进行动平衡配重工作。
机组主要技术参数:
水轮机型号:HLA904a-LJ-830
设计水头:60m
设计流量:667.9m3/s
额定转速:75rpm
飞逸转速:150rpm
发电机型号:SF350-80/18900
额定功率:350MW
额定电压:18000V
额定电流:12474A
首先计算加配重量:
undefined
取30倍系数, P≈600 (kg)
根据变转速试验振动检测结果, 机组振动满足不平衡典型特征, 振动相位85度, 因此在鉴相位逆转向265度 (85度加180度) 处加配重600kg, 不做相位角修正, 机组振动摆度明显下降, 上机架振动值下降到0.03mm以内。
根据配重前、后的测试数据来看, 机组配重后振动摆度大幅度下降, 配重角度在实测振动相位的对侧, 未做滞后修正, 配重量计算时取30倍系数, 配重后振动没有反向, 说明计算配重量时取30至40倍的系数是合适的。
4 结束语