[發明專利]一種水輪發電機轉子動平衡試驗配重方法

在審

• 申請號: 201610002348.3
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105675213A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 閔占奎;劉秀良;甄文喜;趙耀;董開松;李臻;馬喜平;神渭程;趙煒;鄭翔宇;同煥珍;姜梅;王斌;曾需要;張建偉;茍小軍
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司劉家峽水電廠;國網甘肅省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01M1/32
• 分類號: G01M1/32;G01M1/36
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

技術領域

本發明屬于水輪發電機組領域，涉及一種水輪發電機轉子動平衡試驗配重方法。

背景技術

水輪發電機轉子質量不平衡（即動不平衡），是水電機組振動的主要原因之一。近年來，水電機組都向巨型機組發展，致使轉子尺寸大，重量大，由很多零部件在現場組裝而成。但現場組裝工藝很難保證其質量平衡，且不容易進行靜平衡工作，即使做了靜平衡試驗的轉子，運行后仍有動不平衡現象存在。新安裝或檢修后的水輪發電機組，在第一次啟動時，如果轉動體動不平衡明顯，振動幅值超過標準允許值，危及運行安全時，要進行動平衡配重試驗，使振動值減小到允許范圍，以保證機組安全運行，否則機組不能穩定運行，并帶來很大的安全隱患。

水輪發電機組的動平衡，現場主要是通過測試變轉速和變勵磁條件下的振動值，然后進行（試）配重實現的。過去我國水電站對發電機轉子進行動平衡試驗的方法大多采用三次試加重法，三次試加重法是分三次將試驗荷重（配重塊）分別固定在同半徑互成120°的圓周上，分別測出加配重塊后的振動，利用未加配重塊和上述三次試驗結果利用作圖法和計算法求出應加平衡配重的大小和方位，費工費時。

隨著電測技術的發展，目前動平衡試驗采用一次試重法，其原理基本同三次試重法，區別在于振動測量時不僅測量振幅值，而且同時測量振動的相位，減少了開停機次數，大大簡化了計算過程。按照上述動平衡試驗計算方法得到的結果，都是基于純粹的轉子質量不平衡引起的，一般都是比較準確的，而現實中，引起水電機組振動的因素很多，諸如電磁拉力和水動力不平衡等，當這些力與質量不平衡力引起的振動相合成后，都會給動平衡配重計算工作帶來較大誤差，所以只能采取試配重的方法進行多次試驗，即在轉子上進行多次試加重，并進入發電機內部焊接不同重量的配重塊，有時候所加配重超重或位置不合適，又得停機拆除。在轉子上多次進行（試）配重塊焊接和拆除操作，不僅工作量大，費時費力，而且還存在很大的安全隱患，特別是對于高轉速機組（如抽水蓄能機組），其發電機轉子直徑都比較小，磁軛高度較大，往往工作空間很小，給加配重工作帶來很大影響。目前需要迫切改變傳統加（試）配重的方法。

因此需要提供一種水輪發電機轉子動平衡試驗配重方法，來實現試加重時不需要焊接，只需要最后把計算好的配重塊一次性焊接在轉子上即可。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種簡單易行，成本低并且安全的水輪發電機轉子動平衡試驗配重方法。

一種水輪發電機轉子動平衡試驗配重方法,所述方法包括以下步驟:

S1,分別測試水輪發電機組在不同轉速和不同勵磁電流條件下的振動參數，分析振動特性，估算試加重初步質量和位置；

S2,根據估算試加重的質量和位置，將若干磁力座吸附在初定的發電機轉子某位置；

S3,再次開機進行變轉速和變勵磁試驗測試，分析試配重量和位置是否合適,如果試配重位置正確，則根據所用磁力座的質量和機組振動幅值，精確計算出最終配重塊的質量；如果位置不合適，則根據測試數據調整配重位置，并再進行一次試驗測試，此時試重用的磁力座的質量可以增減；

S4,根據計算結果加工制作永久性配重塊，并拆下磁力座，將配重塊焊接固定在最終配重位置；

S5,再次開機測試額定轉速和額定電壓條件下的振動數據，分析評價配重效果；

優選地，所述S1具體操作為：

測點布置，使用常規方法，在待測機組機架和頂蓋的水平和垂直方向上布置振動測點，在上導、下導、水導X和Y方向上布置擺度測點，并布置鍵相信號，測量機組轉速；

變轉速試驗，無勵狀態下，調整機組轉速分別穩定在60%、70%、80%、90%和100%額定轉速，測量機組各部位的振動和擺度值；

變勵磁試驗，額定轉速條件下，調節發電機勵磁電流，使發電機端電壓分別穩定在25%、50%、75%和100%額定電壓，測量機組各部位的振動和擺度值；

振動特性分析，分析上機架水平振動和上導擺度轉頻幅值與轉速平方的關系，判斷水輪發電機是否存在動不平衡；

估算，如果存在動不平衡，則根據第4振動特性，估算試加重初步質量和位置。

優選地，所述S2具體操作為安裝磁力座，根據估算試加重的質量和位置，將若干磁力座吸附在初定的發電機轉子某位置。