特克斯山口水电站转子组装工艺及经验总结

(新疆汇通水利电力工程建设有限公司，乌鲁木齐 83000)

水电站技术

特克斯山口水电站转子组装工艺及经验总结

卢朝刚

(新疆汇通水利电力工程建设有限公司，乌鲁木齐 83000)

针对新疆伊犁特克斯山口水电站转子支架为圆盘式斜筋钢板焊接结构、工地现场配刨副立筋、磁轭装配、磁极挂装、制动环安装的特点，制定了转子组装工艺。本文对转子组装过程中各工序进行了阐述。

转子；磁轭；磁极；制动环

1 工程概况

特克斯山口水电站位于新疆伊犁特克斯河，共安装3台混流式水轮发电机组，单机容量为47MW。转子外径为8577mm,磁轭高度为1360mm；中心体外形尺寸为φ3200×1315,转子扇形支臂外形尺寸为R1600/R499×1642 ,合计重43300kg。转子支架为圆盘式斜筋钢板焊接结构,中心体和3个扇形体运到工地后组焊成整圆。磁轭下压板落在挂钩上,上压板用护板和卡键固定。磁轭由3mm厚热压钢板冲制再叠压而成,磁轭沿径向设有4个高度为32mm的径向通风沟。磁轭与转子支架采用径、切向复合键连接,磁轭键共18个;磁轭与支架采用热打键的连接方式。磁极铁心采用2mm厚的WDER345薄钢板叠压而成,磁极共27对,用磁极键固定在磁轭上,磁极键共108对,转子绕组绝缘等级为F。在磁轭的下部设有可拆卸的由耐磨、耐热性能良好材料制造的分块制动环。

2 转子安装工序

转子安装工序为：施工准备→设备清点、检查、场地布置→转子支架组装支敦布置→转子中心体与大轴连接就位调水平→转子扇形支臂挂装→测园架安装→导向键安装、调整→下压板安装→磁轭铁片堆积与压紧→磁轭热打键→制动环安装、磁极检查、单个磁极试验→磁极挂装→转子附件安装→清扫干燥耐压→装挡风板→转子清扫喷漆。

3 转子现场组装

3.1 施工场地准备

装配场地设置在安装间转子组装现场,转子支架组焊及磁轭叠装支墩按图布置。装配场地旁边布置一个转子铁片清扫场地和一个磁极清扫干燥场地。采取措施使安装场地能防风、防雨、防尘,并保持清洁和有足够的照明。

3.2 转子支架组焊

a.清点零部件并将转子中心体与扇形支臂清扫去毛刺,找出标记点。

b.清扫检查转子组装基础板,转子中心体的受力面必须保持清洁，无碰撞损伤并且要防腐保护。

c.按照图纸和制造手册，进行转子中心体和各瓣转子支架待焊表面的准备(待焊表面必须磨光)。

d.将主轴法兰保护工具与发电机大轴清扫干净，将主轴保护工具与发电机大轴连接好，然后吊入转子安装场内圈基础板上，通过在基础板上加垫来调整发电机大轴上法兰面水平，再将转子中心体与发电机大轴连接。

e.调整转子中心体水平，测量上、下企口的同心度。按照厂内预装标记对称挂装转子支架，并在转子支架挂钩下方布置支墩用顶丝调节转子支臂高度。装入支架组装块销钉，将所有支架组装块把合，以挂钩高程为准，兼顾支架与中心体各层环板的错牙情况，调整各支架。拼装时对缝间隙根据实际情况调整。

f.转子中心体外形尺寸为φ3200×1315。按照图纸安装和调整各瓣转子支架达到规定公差值，主立筋至中心为3389mm，跨合缝处的两个相邻的主力筋弦距为1211.72mm±1mm，主立筋挂钩至转子下法兰面距离为60mm。

g.安装并调整测圆架。

h.转子圆盘支架组合焊接按支架焊接工艺守则进行。

3.3 转子支架副立筋装配

a.转子支架副立筋装配按配刨副立筋工艺守则进行。

b.副立筋按焊接后转子支架主立筋径向位置的实际尺寸配刨，保证它的外表面至中心为3444mm±0.3mm，且按图示的弦长1176.99mm±1mm、1196.09mm±0.4mm和1211.72mm±1mm，调整各实际位置，并以钻模为样板在副立筋上配钻9φ26的孔，然后用M24×55螺栓把紧，副立筋定位准确后拧紧顶丝，顶丝周围塞焊牢，但不准突出键槽底面，螺栓和顶丝相间布置，螺栓用后去掉，在其空位上拧紧顶丝并塞焊牢。

c.清除副立筋键槽的毛刺，清洗干净后装配磁轭凸键，用做磁轭冲片叠装时的定位工具。

d.磁轭键需在工地研配，使其沿键长方向都有均匀接触点，磁轭键上的接触面在装配时，须涂抹二硫化钼润滑剂JG711。

3.4 磁轭下压板安装

a.沿下压板圆周方向均布支撑支墩，装上顶丝调好高程。

b.将分瓣磁轭下压板按图纸要求安置在挂钩和支墩上，各半径之差不应超过1mm。

c.用顶丝调整磁轭下压板，要求径向水平偏差不超过0.5mm，周向波浪度不超过2mm，下压板与挂钩搭接处应无间隙，个别间隙不应大于0.5mm。

d.试叠10层磁轭冲片，按照冲片上拉紧螺杆孔位置调整下磁轭压板的位置，使下磁轭压板螺孔与冲片上拉紧螺孔同心。叠片时采用磁轭键定位，并用圆柱销检查铁片及压板螺孔是否错孔。

e.用φ20圆钢搭筋将磁轭下压板在各合缝处相互搭焊，使分瓣下压板相互固定。

3.5 转子磁轭叠装

a.转子磁轭高度为1360mm(包括上、下磁轭压板)，磁轭外侧至中心的尺寸为4048.5mm(装磁极的面)。磁轭由铁片交叉叠压而成，共分五段，每段之间叠一层32mm高的通风槽片。磁轭应按磁轭冲片叠压方式示意图叠装，相邻单元磁轭层内两极冲片的位置要顺次错开，磁轭叠压采用T尾定位，磁轭冲片压紧分三次进行。

b.清洗磁轭冲片，除锈并去掉毛刺及油污。磁轭冲片按每片级差重量0.2kg分类，并测量各等级冲片各部位厚度，做记录备查。

c.按叠片表叠装磁轭冲片，叠片时冲片剪口方向应一致。

d.先叠几层冲片，然后插入定位圆柱销，检查下压板螺孔是否错孔，若有错孔应修磨下压板螺孔。检查主键与冲片键槽间是否有卡死现象，若有则应通过移动两副键上下相对位置来移动主键。磁轭副键装配后，配割上端面，与副立筋平齐。磁轭叠片过程中间隔放置长短圆柱销，并与磁轭凸键一起作为叠片定位工具；将专用整形工具装于磁轭T尾槽中进行整形。

e.冲片每叠完一段后，利用测圆架检查磁轭外圆圆度，并实测磁轭外圆尺寸，使其各半径与设计半径之差不大于设计空气间隙值11.5mm的±3.5%。

f.磁轭叠装采用边叠片、边整形、边测量、边调整磁轭圆度和半径的方法进行。

g.磁轭每叠高500mm用预压螺杆预压一次，叠片至预压紧高度500mm、1000mm、1360mm预压。预压高度压紧时需用4个BE56风扳机由中向内圈再向外圈的顺序对称压紧。然后检查磁轭波浪度，测量磁轭内、中、外圈磁轭高度(中部可通过螺杆孔测量)，并做记录备查。测量立筋槽底与磁轭凸键间隙值、磁轭凸键与磁轭铁心键槽槽底间隙值并做记录。

h.磁轭第一次预压合格后，在磁轭内、外侧搭焊φ20圆钢拉筋，用以拉紧磁轭。每次预压亦如此，最后压紧合格后将圆钢全部铲掉。

3.6 磁轭铣孔及最终压紧

a.最后一次压紧完后，进行铣孔，铣孔可分几个工作面分批进行，并按中、内、外顺序间隔进行，每铣完一孔后即穿入永久螺杆，并把紧螺母。

b.穿入压紧螺杆时，可用大锤打入，但螺杆上头应拧螺母以防螺杆丝扣损坏；压紧螺杆共有3种：M36×1453、M36×1518、M36×1618，按图纸要求穿入。值得注意的是：磁轭下部的永久螺杆下端高度必须按图纸要求控制，否则制动闸板安装后会出现螺杆超出闸板面或螺杆不够长的现象。

c.去掉T尾槽中的整形工具并铣T尾槽，在通风沟处加垫铁，防止冲片冲塌变形。

d.最后压紧磁轭冲片时，应按中、内、外圈依次均匀把紧，并对称进行。磁轭压紧后，其叠压系数不应小于0．99，磁轭拉紧螺杆把紧的预应力为210～215MPa，用小铁锤敲击螺帽应发出清脆的声音。磁轭压紧后，其平均高度为13600mm+4mm，沿圆周方向的高度偏差不应超过10mm，同一纵截面上的高度偏差不应大于5mm，磁轭外圆半径与平均半径之差不大于设计空气间隙的±3.5%。

e.检查下压板，径向水平偏差不超过0.50mm，周向波浪度不超过2mm，下压板与挂钩应无间隙，个别间隙不应大于0.50mm(此项工作每次压紧完后，测圆前都必须检查，如超差需进行调整使其达到要求)。检查通风沟，T尾槽应符合设计要求。磁轭与磁极的接触面，用不短于1m的平尺检查应平直，个别高点应磨去。

3.7 磁轭热打键

a.冷态下，根据测量副立筋槽底与磁轭凸键间隙值、磁轭凸键与磁轭铁心键槽槽底间隙值及磁轭热打键的单边紧量0.7m的要求，同时兼顾磁轭外圆尺寸，取顶、中、底部间隙测量的平均值，计算出应垫垫片厚度值。

b.清洗所提供的0.30×50×1495、0.50×50×1495、4×50×1495垫条，用锉刀修磨垫条边缘，垫条应为平整、 无毛边。

c.在磁轭下方布置履带式加热器，接好电源线，用防火布盖好将磁轭加热。加热温差约为40℃，加热时间可在4～6h，每30min记录一次温度。

d.热态时，测量副立筋槽底与磁轭冲片键槽底之间的距离达到冷态值+设计值时(间隙必须比垫片大1mm)，停止加热磁轭，吊出磁轭凸键，按图纸将垫片搭焊在磁轭凸键下端，随凸键一起装入副立筋键槽与磁轭铁心键槽之间。将温度缓慢降到室温，每30min记录一次温度。冷却过程中将两侧的副键插入但不打紧，防止因冷却速度不均匀引起磁轭移动。

e.冷打磁轭副键，将磁轭副键涂以二硫化钼打入，直至发出清脆声音时，方可停止打键。割去多余磁轭副键并点焊牢固。割掉磁轭键多余部分。

f.测量磁轭的同轴度和直径，用精密水准仪和带百分表的测圆架检测上、下磁轭压板的水平度，合格后焊接上、下磁轭压板。割掉搭筋，并打磨光滑。

g.按图纸要求配刨、装焊卡键，装焊护板。按图纸要求搭焊磁轭拉紧螺杆和螺母。

3.8 制动环安装

a.按每块制动环的重量标记和图纸要求对称布置和安装制动环。注意定位块位置准确。

b.用调整垫片调节制动环水平，按照机组转动方向，制动环摩擦面后块不得高于前块，其波浪度不大于2mm，径向水平偏差不大于0.50mm。

c.制动环接缝处应有6mm的间隙，制动环部位的螺栓应凹进摩擦面4mm以上。由于制动环反向安装，因此安装时应注意安全，以防意外事故的发生。

3.9 磁轭铁心清理

彻底清理磁轭铁心，为挂装磁极准备。

3.10 磁极挂装

a.挂装磁极前应清扫干净，用500V或1000V兆欧表测量每个磁极的绝缘电阻不得小于5MΩ 。

b.磁极挂装应按制造厂配重编号顺序进行，同时按规定进行交流耐压实验。

c.用定位螺杆调节各个磁极的中心高程，误差不大于±2mm，磁极中心距转子中心体下法兰面720mm，高度调整好后将定位螺杆与下磁轭压板焊牢。

d.磁极键涂二硫化钼经研配打入，键打入后不得晃动。磁极键打紧后，上端露出磁轭压板约40mm，下端平齐，其余部分割掉、磨平。并将磁极键之间、磁极键与磁轭压板之间相互搭焊牢。

e.磁极挂装后，检查转子圆度，每个磁极测上、下两点，各半径与设计半径之差不大于设计空气间隙的±4%，磁极半径为4288.5mm。

3.11 转子附件安装

磁极挂装完后，进行磁极间引线装配及阻尼环连接装配。

a.磁极接头连线接头错位不应超过宽度的10%，接触面电流密度应符合设计要求。

b.接触面必须平滑，并立刻用无酸凡士林涂接触面。

c.接头把合后，用0.05mm塞尺检查，其塞入深度不应超过5mm。

d.接头绝缘包扎符合设计要求，接头与接地导体之间应有不小于10mm的安全距离。把合螺栓按图纸要求锁定。

3.12 转子干燥

根据情况决定是否对转子进行干燥，当绝缘电阻为0.5MΩ 以上时，可不干燥，进行转子绕组耐压试验。

3.13 挡风板安装

按图纸要求安装上、 下挡风板(注意不同规格上挡风板的定位)。

3.14 转子清扫喷漆

转子装配合格后，整体清扫干净，在磁极表面、极间连接表面及引出线表面喷环氧红瓷漆一层，除制动环摩擦面外，转子其余表面喷黄色过氯乙烯外用磁漆一层。

4 结 语

通过对特克斯山口水电站3台发电机转子的组装，总结出这种结构的几个特点：

a.转子支架为圆盘式斜筋钢板焊接结构。在电磁扭矩作用下，斜筋会朝机械阻力最大的方向变形，从而具有很高的稳定性。

b.磁轭与转子支架采用切、径向复合键连接结构，其分离转速为额定转速的1.4倍，能保证正常运行时的磁轭圆度。

c.在发电机转子的下部，设置可拆卸的由耐磨、耐热性能良好材料制造的分块制动环，可在不吊转子的情况下进行修理或更换。

d.所有转动部件均能安全地承受最大飞逸转速运行5min而不产生任何有害变形，且材料的计算应力不超过屈服点的2/3。

RotorAssemblyProcessandExperienceSummaryofTurksShankouHydropowerStation

LU Chao-gang

(XinjiangHuitongHydraulicandElectricEngineeringConstructionCo.,Ltd.,Urumqi83000,China)

Xinjiang Ili Turks Shankou Hydropower Station rotor support is characterized by disc diagonal bar steel plate welding structure, auxiliary vertical bar equipment and shaving in the construction site, yoke assembly, magnetic pole hanging and brake ring installation. Rotor assembly process is formulated. All procedures in rotor assembly process are described in the paper.

rotor; yoke; magnetic pole; brake ring

TV734

B

1673-8241(2014)07-0038-04