摘 要：本文以某水電站作為例子，先對水輪發(fā)電機上導擺度出現(xiàn)超標的原因進行了闡述，然后提出了處理措施，希望可以為類似水輪發(fā)電機上導擺度超標問題提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：水輪發(fā)電機；上導擺度；超標；措施

中圖分類號：TV737 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0129-02

引 言

某水電廠有6臺水輪發(fā)電機組，額定的水頭是165m，機組的轉速是142.9r/min。上導的軸承在上機架中心體內(nèi)進行安裝，并采用的是分塊扇形瓦結構，其數(shù)量是12塊，在機組進行運行時，徑向荷載經(jīng)抗重螺栓與上導支撐傳遞到上機架。

1 水輪發(fā)電機上導擺度出現(xiàn)超標的原因

1.1 水力因素

在機組的振擺過程中，其影響因素有：尾水管內(nèi)低頻渦帶；尾水管中頻和高頻壓力脈動；水輪機止漏環(huán)的間隙不夠均勻；蝸殼、導葉與轉輪的水流不夠均勻；壓力管道當中的水流脈動；水頭產(chǎn)生變化；負荷產(chǎn)生變化。水力出現(xiàn)不平衡所引發(fā)的機組振擺變化首先表現(xiàn)在水導的擺度發(fā)生了變化。水導擺度、負荷以及水頭變化的趨勢與上導擺度變化趨勢是不一致的，因此，排除了水力因素導致產(chǎn)生變化的原因。

1.2 機械因素

（1）盤車檢查機組軸線

在對機組進行檢修的過程中，上導擺度進行了盤車測量。①在下導軸領、上導軸領處沿圓周劃8等分線。②在下導軸領、上導軸領所對應處固定部件上+X、+Y方向要架設百分表，垂直指向所轉動部件被測的表面。③百分表調零，啟動高壓油潤滑系統(tǒng)，盤車測量并記錄0°、180°方位下導軸領、上導軸領各測點百分表的讀數(shù)。④結合測量的數(shù)據(jù)，采用矢量分解法對上導擺度進行計算。并結合計算結果，上導盤車擺度是47um，符合要求，確定出上導擺度超標，但是并不是由于機組軸線的變化所引發(fā)的。

（2）對轉子質量不平衡進行檢查

相對于旋轉中心線的對稱現(xiàn)象來說，質量力是影響它穩(wěn)定性能的重要因素之一，可以通過變轉速的試驗對機組轉動部件質量的平衡狀態(tài)進行檢查，并產(chǎn)生機組各部位振動與擺度的影響。若轉動部件質量出現(xiàn)不平衡且比較大的時候，主軸的擺度會隨著轉速所發(fā)生的變化而變化的趨勢非常明顯，而且徑向軸承的支架振動幅值和機組轉速平方大約是成正比關系的。通過對機組所進行的變轉速試驗可以知道，隨著轉速的不斷上升，機組的上導擺度、下導擺度和上機架振動都出現(xiàn)了明顯的增大現(xiàn)象；與50%和100%的額定轉速相對比，上導擺度的轉頻峰峰值增加約110um，下導擺度的轉頻峰峰值增大的大約為200um，上機架的水平振動增大是50um；機組所存在的質量具有明顯的不平衡現(xiàn)象。因此，轉子的質量不平衡是上導擺度產(chǎn)生超標的又一個原因。

1.3 電磁因素

（1）變勵磁試驗對電磁因素進行檢查

對此機組進行升壓變勵磁的試驗，隨著勵磁電壓的不斷上升，機組的上導擺度、下導擺度以及上機架振動也會隨著勵磁電壓的上升而不斷的增大；與25%和100%的勵磁電壓相比，上導擺度增大25um，下導擺度25um，而上機架的水平振動增大是13um，機組具有磁拉力不平衡的現(xiàn)象。因此，磁拉力不平衡也是上導擺度出現(xiàn)超標的又一個重要原因。

（2）對定轉子的間隙進行檢查

通過測量可以知道，定轉子的間隙并沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，因此，擺度超標的原因不是由于定轉子間隙不均所引起的。

2 對上導擺度超標的處理措施

2.1 磁極線圈匝的處理

①對與問題磁極相連的磁極連線及其磁極壓板進行拆除；②將問題磁極與磁極鍵做好編號。在主鍵上面焊上吊裝工具以后，然后把磁極鍵進行拔出。在對磁極鍵進行拔出的時候，采用橋機主起升鉤，慢速起吊，防止由于起升過快而對其他設備產(chǎn)生碰傷。另外，還要做好防護措施，防止對周圍磁極和定子線棒產(chǎn)生損傷；③通過使用專用的工具把磁極緩慢進行吊出，并放置在墊有膠皮的木方上面，木方的高度要保持一致，并使磁極的整體保持水平；對線圈與鐵心進行編號；④通過使用專用的工具對線圈做好脫庫的處理，并使鐵心與線圈進行分離。專用工具六個承重面均采用膠皮做好防護，確保承重面至少要有一半的面積和線圈進行接觸，以防掛住上托板而一起被吊出。采取橋機主鉤緩慢進行起升，要對線圈與鐵心的碰觸情況進行觀察，以防線圈層之間出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象；⑤采用5T的拉力計將每個線圈、鐵心做好稱重并進行記錄；⑥對鐵心表面和托板上的玻璃膠與雜質進行清除；將環(huán)氧板和鐵心之間的雜質進行清理；在環(huán)氧板分層起皮處涂刷793環(huán)氧膠；在鐵心表面要重新涂刷J0405磁極鐵心表面的絕緣漆；在托板與鐵心之間重新填補玻璃膠，使其間隙變得更加平整；⑦用酒精把新線圈進行清掃干凈，待酒精揮發(fā)以后，在線圈內(nèi)外表面涂刷792雙組份環(huán)氧樹脂膠，室溫的固化不能小于24h。將線圈底部凝固的環(huán)氧膠進行清除，在重新刷膠的時候，防止環(huán)氧膠在底部凝固成水滴狀；⑧對鐵心、舊線圈和新線圈重量做好統(tǒng)計，并結合原磁極的重量對新線圈與鐵心分配組裝；⑨組裝完成新磁極后，再對直流電阻、絕緣電阻、交流阻抗與功率損耗分別進行試驗，以保證試驗的結果符合要求。

2.2 不平衡轉子質量的處理

通過變轉速、變勵磁的試驗測量，水輪發(fā)電機所裝測點振擺的幅值都符合要求，但是，機組存在質量與磁力的不平衡。為了有效提升機組的穩(wěn)定運行，采取動平衡處理的方式。按照綜合平衡可知，機組空轉、空載，在轉子磁極的中部、自編相位30°處加上配重大約47kg，在自編的相位70°處加上配重約100kg。配重以后，機組在100%額定轉速下，上導擺度降幅100um，下導擺度降140um，上機架水平降20um；在空載額定電壓下，上導擺度降70um，下導擺度降60um，上機架水平振動降20um；配重的效果比較明顯。動平衡處理可以將質量不平衡現(xiàn)象有效降低，從而對磁力不平衡的現(xiàn)象進行了控制。

2.3 對機組軸線進行處理

對整個機組穩(wěn)定運行情況取決于機組軸線的質量因此，在處理的時候，要做到謹慎。通過對盤車全面進行檢查，了解基本的資料以后，便可以進行拆卸處理了。通過掌握的現(xiàn)狀與計算可以知道：機組軸線偏差原本就是存在的，原上端軸和法蘭面聯(lián)結，并添加一個0.03mm的薄墊片。另外，上端軸止口的尺寸偏差比較大，按照圖紙設計要求，但實際會出現(xiàn)間隙，對上端軸回裝的定位產(chǎn)生一定的影響。

對盤車軸線進行測量的時候，待中心、水平及其受力調整合格以后方可進行。通過對于盤車進行計算，可以發(fā)現(xiàn)，測量上端軸回裝定位是否存在誤差，偏差值結合盤車的計算，可以對上端軸定位進行調整，保證不超過0.04mm的偏差，進而實現(xiàn)實現(xiàn)三導同軸的目標。盤車指標也要符合國家標準，除此以外，上導軸領圓度偏差也可通過盤車進行計算得出。因此，在各導軸承4個對稱方向安裝盤車百分表，從而對上導軸領圓度約0.08mm的直徑差進行準確計算，這對機組的正常運行留下了一定的隱患。

3 結束語

綜上所述，水輪發(fā)電機已取得了廣泛的應用，但由于經(jīng)驗欠缺仍存在著一些問題，若機組出現(xiàn)了異常的振動現(xiàn)象，不但會對設備造成了損壞，甚至還會造成人員傷亡，還會阻礙企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，要對水輪發(fā)電機上導擺度超標問題進行深入的研究，并找尋到相應的處理措施，從而促進企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]李萬緒，魏智民.水輪發(fā)電機上導擺度超標處理[J].大電機技術，2016（5）：35～37.

[2]高梅英，程書官.發(fā)電機上導擺度大原因分析處理[J].華中電力，2016，23（5）：63～65.

[3]蔣小輝，李初輝，張家治.基于電站最優(yōu)維護信息系統(tǒng)的機組機械振動分析——以葛洲壩電廠10號機組為例[J].人民長江，2017，48（6）：88～91.

[4]黨 建，賈 嶸，羅興锜，等.基于H-K聚類邏輯回歸的貫流式機組水導軸承磨損性能評估研究[J].水利學報，2017，48（02）：226～233.

收稿日期：2018-11-13

作者簡介：文 晗（1995-），助理工程師，本科，主要從事水輪發(fā)電機組運行工作。