水轮发电机组转子配重的实际应用

肖小清，黄 谦（四川省紫坪铺开发有限责任公司，四川成都610091）

水轮发电机组转子配重的实际应用

肖小清，黄 谦（四川省紫坪铺开发有限责任公司，四川成都610091）

水轮发电机组的振动一直以来都是危害机组安全运行的问题，水轮发电机组的振动将加速结构部件的疲劳损坏，降低机组的使用寿命，影响机组的安全稳定运行。引起水轮发电机组振动的源主要有三个方面：机械不平衡力、电磁不平衡力和水力不平衡。发电机转子配重能够较好的解决机组因质量不平衡引起振动较大的问题，对因机组电磁不平衡、水力不平衡引起的振动也有较大的改善作用。

水轮发电机；动平衡；转子配重；振动

1 概述

1.1 背景

紫坪铺水电站位于岷江上游，电站安装4台混流式水轮发电机组，单机容量为190MW。机组额定水头100m，最大水头132.76m，最小水头68.4m。机组运行的水头变化较大，机组在非最优工况运行的时间较多，机组在恶劣的工况下机组振动不可避免，因此降低机组的振动保证机组安全稳定运行非常必要。在讯后检修的过程中对1#机组进行转子配重。

1.2 配重的目的

通过配重，尽量平衡机组制造安装过程中产生的质量不平衡力和电磁不平衡力，降低机组的振动、摆度值。

（1）测试机组在空转、空载及各种负荷下的振动、摆度，计算分析机组的不平衡量。

（2）对机组在各试验工况下的振动和摆度数据进行分析，掌握机组的运行稳定区域，界定机组运行的振动区范围，并评价机组的振动、摆度等是否满足规程要求或厂家性能保证值。

1.3 设备参数

表1 机组参数表

2 机组动平衡实验

2.1 布置测点

上导轴承摆度：+X、+Y方向各一个测点，共2点。布置在上导油槽盖上或尽量接近上导轴承的位置。

下导轴承摆度：+X、+Y方向各一个测点，共2点。布置在下导油槽盖上或尽量接近下导轴承的位置。

水导轴承摆度：+X、+Y方向各一个测点，共2点。布置在水导油槽盖上或尽量接近水导轴承的位置。

上机架振动：水平+X、水平+Y各一个测点，共2点。布置在上机架靠近上导轴承的位置。

下机架振动：水平+X、水平+Y方向各一个测点，共2点。布置在下机架向靠近下导轴承的位置。

顶盖振动：水平+X、水平+Y方向各一个测点，共2点。布置在水导轴承座靠近水导轴承的位置。

键相信号：1点（同时监测机组转速），与水导+Y向传感器布置在一起。

2.2 实验设备

传感器采用现场已经安装的TN8000机组在线监测系统的振动、摆度传感器。摆度传感器型号为IN-081电涡流传感器，振动传感器型号为MLS-9低频振动传感器，键相传感器型号为IN-081电涡流传感器。

数据采集装置采用北京华科同安公司的TN8000机组在线监测系统。系统实时采集、分析并记录机组振动和摆度数据，实时给出机组振动摆度的通频峰峰值、转频值及转频相位。

2.3 变转速实验

监测和记录机组在开停机过程各部位振动和摆度数据。根据变转速过程的监测数据，分析质量不平衡力对振动摆度影响的大小，若振摆满足规范要求，则开始升压试验工况；若超标，根据需要对转子进行第一次试配重。试重后再次开机，待转速稳定后同步采集机组各部位振动和摆度数据，并根据试重结果计算获取影响系数。

2.4 变励磁实验

监测和记录机组在变励磁试验过程各部位振动和摆度数据。根据变励磁试验过程的监测数据，分析磁拉力不平衡对振动摆度影响的大小，若振摆不满足规范要求，则需要对照100%ne的配重情况，重新确定配重方案，直至达到规程规定的要求后，再开始带负荷试验。

2.5 变负荷试验

在机组变负荷试验过程中，记录试验过程的试验数据。检查机组的运行参数及试验测试数据。若机组的振动或摆度若超标，则同样需要对照前面配重情况，进行重新配重，直至达到规程规定的要求。

3 转子配重

3.1 第一次配重

机组升压至100%Ue后监测数据见表2，各测点的振动和摆度转频幅值和相位和空转相比存在较小的变化。根据机组结构特点，第一次配重方案为在机组上端面230°方位试重30kg。试重后测试数据见表2，上机架振动减少20μm左右。表格中数据显示格式为通频峰峰值/转频峰峰值∠转频相位。

3.2 第二次配重

通过试重后，得到相关影响系数，第二次配重方案为在机组上端面180°加100kg。第二次配重后升压至100%Ue后监测数据见表2。机组振动摆度数据优良。

表2 变励磁配重后振摆数据记录表

3.3 配重后的振摆情况

机组并网后升至满负荷，振动摆度数据见表3。振摆数值优良，带负荷下不需再进行动平衡试验。

表3 带负荷后振摆数据记录表

3.4 机组配重前后振摆的对比

表4 配重前后振摆数据记录表

3.5 配重的质量和位置

1#机组总体配重为：转子上部230°方位30kg，上部180°方位100kg。

图1 机组配重块安装位置示意图

4 结语

从表4可以看出机组配重后，上导X、Y向摆度、上机架水平X、Y向振动降低最为明显，发电机组其他部位的振动和摆度也有很大程度的降低。配重后机组振动摆度满足机组长期稳定运行的要求。从此次紫坪铺电厂1#机组转子配重能够看出，转子配重很好解决机组实际运行过程中振动摆度较大的问题。

[1]赵邦银.水轮发电机转子动不平衡分析与处理[J].水电站机电技术，2016.

[2]周高远.配重法在水轮发电机转子动不平衡中的应用[J].水利科技与经济，2010.

[3]艾利伟.浅谈水轮发电机组转子动平衡方法的应用[J].青年科学月刊，2014.

TM312

A

2095-2066（2016）32-0102-02

2016-11-2

肖小清（1983-），男，助理工程师，本科，主要从事安全方面管理工作。