波波娜水電站水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因分析與機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)

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1、第47卷第10期甘肅水利水電技術(shù)Vo1．47．No．1O2011年10月GansuWaterConservancyandHydropowerTechnology0et．．2011·設(shè)計(jì)與研究·波波娜水電站水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因分析及機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)蘭國(guó)龍(中國(guó)水利水電第四工程局有限公司機(jī)電安裝分局，甘肅蘭州730060)摘要：文章對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)的原因及各種原因?qū)е碌恼駝?dòng)特征進(jìn)行了描述，通過振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)波波娜水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)振動(dòng)超標(biāo)原因進(jìn)行了判別，根據(jù)判斷結(jié)果實(shí)施了機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)，解決了轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量不平衡引起的機(jī)組振動(dòng)、

2、擺度超標(biāo)問題。關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組；振動(dòng)試驗(yàn)；動(dòng)平衡試驗(yàn)；機(jī)組振動(dòng)；擺度超標(biāo)中圖分類號(hào)：Ⅳ737文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：2095—0144(2011)10—0019—031概述2_2水力方面引起機(jī)組振動(dòng)的原因及特點(diǎn)波波娜水電站位于新疆和田地區(qū)喀拉喀什河①水輪機(jī)進(jìn)水流道蝸殼、導(dǎo)葉中的不均勻流場(chǎng)上，電站單機(jī)容量50MW，總裝機(jī)容量150MW；為均會(huì)產(chǎn)生旋渦，形成渦帶進(jìn)入轉(zhuǎn)輪引起機(jī)組振動(dòng)，其和田地區(qū)最大水電站，水輪發(fā)電機(jī)組由福建南電公主要特征為振動(dòng)隨機(jī)組運(yùn)行工況變化而變化，且時(shí)司制造，水輪機(jī)為立軸混流式，發(fā)電機(jī)為立軸懸式同而

3、明顯，時(shí)而消失。②由轉(zhuǎn)輪葉片尾部的卡門渦列步發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分總重約140t，額定所誘發(fā)的機(jī)組振動(dòng)．因卡門渦列的形成與流體速度轉(zhuǎn)速為428．6r／min。3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)以來和繞流體尾部的斷面形狀和尺寸有關(guān)，所以該振動(dòng)振動(dòng)值均超標(biāo)。通過分析，確認(rèn)機(jī)組振動(dòng)原因主要由特征為振幅隨過機(jī)流量增加而明顯增大。③因水輪轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)協(xié)商決定由我項(xiàng)目機(jī)偏離設(shè)計(jì)工況較遠(yuǎn)，尤其在低水頭、低負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)部對(duì)其進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。轉(zhuǎn)輪出口產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)水流。形成偏心渦帶，使在尾水管2機(jī)組振動(dòng)原因分析中產(chǎn)生壓力脈動(dòng)并誘發(fā)機(jī)組振

4、動(dòng)。其振動(dòng)特點(diǎn)為：振水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)產(chǎn)生的原因很多，大致可以動(dòng)強(qiáng)弱與水輪機(jī)的運(yùn)行工況關(guān)系較密切．某些區(qū)域歸納為機(jī)械、水力和電氣三個(gè)方面，但三方面引起的振動(dòng)強(qiáng)烈。某些區(qū)域振動(dòng)又明顯減小，甚至恢復(fù)正振動(dòng)從振動(dòng)幅值來講各有特點(diǎn)，需通過振動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)常。④高水頭混流式水輪機(jī)因止漏環(huán)結(jié)構(gòu)型式和間證。隙組合不當(dāng)及運(yùn)行間隙不均勻引起水壓力脈動(dòng)誘發(fā)2．1機(jī)械方面引起機(jī)組振動(dòng)的原因及特點(diǎn)的機(jī)組振動(dòng)，該振動(dòng)特征為：振動(dòng)擺度及壓力脈動(dòng)幅①因機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量不平衡引起的機(jī)組振值。均隨機(jī)組負(fù)荷和過機(jī)流量的增加而明顯增大。動(dòng)，其主要特征為機(jī)組振幅隨機(jī)

5、組轉(zhuǎn)速變化較敏2．3電氣方面引起機(jī)組振動(dòng)的原因及特點(diǎn)感，其振幅一般與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，且水平振動(dòng)①發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分因受不平衡力(這些不平衡較大；②機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件與固定部件相碰(或摩擦)所力主要來自于周期性的不平衡磁拉力分量，定、轉(zhuǎn)子引起的機(jī)組振動(dòng)，其特征為一般振動(dòng)較強(qiáng)烈，并常常不均勻空氣隙所引起的作用力，轉(zhuǎn)子線圈短路時(shí)引伴有撞擊聲響；③因軸承間隙過大、主軸過細(xì)、軸的起的力和發(fā)電機(jī)在不對(duì)稱工況下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的力)剛度不夠所引起的振動(dòng)，其特征為機(jī)組振幅隨機(jī)組的作用下產(chǎn)生的機(jī)組振動(dòng)，其振動(dòng)特征為振動(dòng)隨勵(lì)負(fù)荷變化較明顯；④因機(jī)組軸

6、線曲折、緊固零部件松磁電流增大而增大，且上機(jī)架處振動(dòng)較為明顯；②發(fā)動(dòng)、機(jī)組對(duì)中心不準(zhǔn)、推力軸承調(diào)整不良所引起的機(jī)電機(jī)定子繞組每極分?jǐn)?shù)槽繞組形成的磁場(chǎng)特殊諧波組振動(dòng)，其特征為機(jī)組在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，機(jī)組便有明成分引起的磁拉力．而定子在波數(shù)較少的磁拉力作顯振動(dòng)。用下就要產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)特征為振動(dòng)隨定子電流收稿日期：2011-08—26作者簡(jiǎn)介：蘭國(guó)龍(1975一)，男，甘肅蘭州人，工程師，主要從事水電站機(jī)電設(shè)備安裝。·19-2011年第10期甘肅水利水電技術(shù)第47卷增大而增大，振級(jí)與電流幾乎呈線性關(guān)系，且上機(jī)架53機(jī)組動(dòng)平衡試

7、驗(yàn)處振動(dòng)為明顯；③因定子鐵芯組合縫松動(dòng)或定子鐵5．1確定試加重量芯松動(dòng)所引起的機(jī)組振動(dòng)，其特征為振動(dòng)隨機(jī)組轉(zhuǎn)為了保證試驗(yàn)的精度．同時(shí)又要避免試驗(yàn)時(shí)振速變化較明顯，且當(dāng)機(jī)組載上一定負(fù)荷后，其振幅又動(dòng)值過大，因此試驗(yàn)前必須對(duì)試塊重量進(jìn)行計(jì)算。隨時(shí)間增長(zhǎng)而減小；④定子繞組固定不良，在較高電試塊重量計(jì)算式：氣負(fù)荷和電磁負(fù)荷作用下使繞組及機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)。P=-(5—25)G／(n~Ro)其振動(dòng)特點(diǎn)為振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷運(yùn)行工況變化而變式中：試塊重量(kg)；化，上機(jī)架處振動(dòng)亦較為明顯，但不會(huì)出現(xiàn)載上某一G——轉(zhuǎn)子重量(kg)；負(fù)荷后其

8、振動(dòng)隨時(shí)間增長(zhǎng)而減小的情況。R廠試加重塊的固定半徑(m)；2．4振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)組額定轉(zhuǎn)速(r／min)。波波娜水電站3臺(tái)機(jī)組自啟動(dòng)以來均存在振動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)子重量為140000kg．額定轉(zhuǎn)速為428．6超標(biāo)現(xiàn)象，為了找出產(chǎn)生振動(dòng)的原因，分別對(duì)3臺(tái)機(jī)r／rain，試加重塊固定半徑為1．5m，由于水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了振動(dòng)試驗(yàn)。通過對(duì)3臺(tái)機(jī)組在不同