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        基于相位法的抽水蓄能電站配重方法研究

        2022-12-20 03:45:14王鴻騰
        小水電 2022年6期
        關(guān)鍵詞:振動水平

        孫 波,王鴻騰,周 捷

        (華電電力科學(xué)研究院有限公司,浙江 杭州 310000)

        1 概 述

        周寧抽水蓄能電站位于福建省周寧縣境內(nèi),距離福州市110 km,距寧德500 kV變電站直線距離33 km。站址送、受電條件好,地理位置較優(yōu)越;利用水頭420 m,距高比2.55,技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越;上下庫均具備較好的天然地形、地質(zhì)條件,輸水系統(tǒng)與地下廠房建廠條件均好;水庫淹沒區(qū)和工程樞紐區(qū)無拆遷人口,建設(shè)征地和移民安置難度小,水庫淹沒損失小,無環(huán)境制約問題。

        該電站投產(chǎn)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)機組擺度超標(biāo),為保障機組安全穩(wěn)定運行,查出擺度超標(biāo)的原因,對3號機組開展動平衡試驗,判斷是否存在不平衡情況,并尋找解決辦法(見表1)。

        表1 機組主要技術(shù)參數(shù)

        2 試驗方法

        2.1 基本步驟

        (1)機組在水輪機工況空轉(zhuǎn)狀態(tài)下,記錄變轉(zhuǎn)速過程,每個工況點穩(wěn)定運行3~5 min,數(shù)據(jù)記錄1 min[1]。

        (2)對振動擺度信號進行分析。

        (3)停機,根據(jù)分析結(jié)果判定是否需要配重;如需配重,計算配重塊重量和確定配重塊安裝的方位。

        (4)重復(fù)(1)~(3)步驟,直至機組振動擺度數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)或滿意為止。

        (5)機組在水輪機工況空載狀態(tài)下,逐步給勵,記錄變勵磁過程數(shù)據(jù),每個工況點穩(wěn)定運行3~5 min,數(shù)據(jù)記錄1 min。

        (6)對振動擺度信號進行分析。

        (7)停機,根據(jù)分析結(jié)果判定是否需要配重;如需配重,計算配重塊重量和確定配重塊安裝的方位。

        (8)重復(fù)(5)~(7)步驟,直至機組振動擺度數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)或滿意為止。

        (9)機組在水泵工況下,穩(wěn)定運行3~5 min,數(shù)據(jù)記錄1 min。

        (10)對振動擺度信號進行分析。

        (11)停機,根據(jù)分析結(jié)果判定是否需要配重;如需配重,計算配重塊重量和確定配重塊安裝的方位。

        (12)各試驗工況運行結(jié)束后,確認(rèn)試驗結(jié)果正常,數(shù)據(jù)采集記錄完整。

        2.2 試驗測點與對應(yīng)傳感器

        試驗測點包括機組擺度、振動等,具體分布情況如下所示(見表2)。

        表2 測點與對應(yīng)傳感器統(tǒng)計表

        2.3 配重方法

        采用相位法配重[2]。

        (1)在上、下機架互成90°的兩支腿方向各安裝振動傳感器,測量上、下機架水平振動幅值。上、下機架振動測點方向應(yīng)對應(yīng)。

        (2)在發(fā)電機導(dǎo)軸承安裝電渦流傳感器測量軸擺度,方位與上機架水平振動測點一致。

        (3)在上機架安裝垂直振動傳感器1個,方位與測水平振動的測點對應(yīng),位置相近。

        (4)在轉(zhuǎn)軸上用鍵相塊標(biāo)記鍵相信號,同時在發(fā)電機轉(zhuǎn)子相同位置處作標(biāo)記,以此定為0°角。在機組固定部分固定電渦流傳感器,位置可以在水平或垂直位置。

        (5)試重量按試重公式計算,但應(yīng)視上、下機架振動值大小確定。由于發(fā)電機在轉(zhuǎn)子下端面加試重比在轉(zhuǎn)子上端面加試重后反應(yīng)更靈敏,需綜合計算分析后再確定上下端面各加多少試重。試重公式如下:

        式中,P為試重量(kg);G為轉(zhuǎn)子重量,一般以發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配重量計(kg);n為動平衡試驗時機組轉(zhuǎn)速(r/min);r為試重半徑(m)。

        (6)在發(fā)電機轉(zhuǎn)子的確定位置上試加重量,對振動數(shù)據(jù)進行采集記錄。

        3 試驗結(jié)果分析與評價

        配重前,機組運行在空轉(zhuǎn)狀態(tài)時,下導(dǎo)軸承+Y擺度幅值、定子機架+Y水平振動幅值、上機架+Y水平振動幅值均超過了規(guī)定的限值[3]。

        經(jīng)與電廠協(xié)商研究,決定通過轉(zhuǎn)子配重方式對其進行處理。最終,在轉(zhuǎn)子的#5磁極的上部增加26 kg的配重塊;同時,與#5磁極相鄰的#4磁極、#6磁極的上部,各增加4.5 kg和8.5 kg的配重塊。在轉(zhuǎn)子的#5磁極的下部增加40 kg的配重塊。同時,在#7磁極的下部增加3 kg的配重塊。

        配重后,在空轉(zhuǎn)狀態(tài)和空載狀態(tài)下,機組的上導(dǎo)擺度幅值、下導(dǎo)擺度幅值、水導(dǎo)擺度幅值、上機架水平振動幅值、上機架垂直振動幅值、下機架水平振動幅值、下機架垂直振動幅值、頂蓋水平振動幅值、頂蓋垂直振動幅值、定子機架水平振動幅值均滿足了標(biāo)準(zhǔn)的限值要求(見表3、表4)。

        表3 機組動平衡數(shù)據(jù)匯總表(一)

        表4 機組動平衡數(shù)據(jù)匯總表(二)

        4 結(jié) 論

        周寧抽水蓄能電站3號機通過配重,下導(dǎo)軸承+Y擺度幅值、定子機架+Y水平振動幅值、上機架+Y水平振動幅值下降明顯,且機組的上導(dǎo)擺度幅值、下導(dǎo)擺度幅值、水導(dǎo)擺度幅值、上機架水平振動幅值、上機架垂直振動幅值、下機架水平振動幅值、下機架垂直振動幅值、頂蓋水平振動幅值、頂蓋垂直振動幅值、定子機架水平振動幅值在所有工況下均滿足了標(biāo)準(zhǔn)的限值要求,動平衡配重工作達(dá)到了預(yù)期效果[4]。

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