CN101950000B - 一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拖动装置，更具体的说是一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，是拖动水轮发电机从静止、升速、恒定转速运行、减速至停止的一种动力和保护装置。它主要由动力部分和顶起部分两部分组成，包括水轮发电机、直流电动机、调节电源、万向联轴器、稀油站、滚轮架及升降台，它能够根据发电机运行状态做出调整，让水轮发电机的轴承摩擦状态由滑动摩擦与滚动摩擦相互交替作用。它应用于拖动大中型水轮发电机至额定转速，然后对水轮发电机的空载特性、短路特性和轴承温度进行测定。使用大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，起动时水轮发电机的阻力矩小，直流电动机起动扭矩小，输出功率低，减少电能损耗；起动电流小，电网电压波动小；低速运行时，保护水轮发电机轴瓦不烧瓦；本项目结构新颖，运行安全可靠。

Description

一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置

技术领域

本发明公开一种拖动装置，更具体的说是一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，是拖动发电机从静止、升速、恒定转速运行、减速至停止的一种动力和保护装置。

背景技术

水轮发电机在总装后，需要将其拖动至额定转速运行，然后进行空载特性、短路特性和轴承温度测定。目前，采用座式滑动轴承大中型水轮发电机特性试验运行有两种拖动形式，一种是电动机与水轮发电机通过“V”形带传动，适应于重量轻的发电机；另一种是电动机与发电机通过万向联轴器直接连接传动，适应于重量较重的发电机。这两种形式起动时都要克服水轮发电机的静摩擦扭矩，传统的采用滑动轴承的水轮发电机起动前，轴承处于半干摩擦或半液体摩擦状态，油膜尚未形成，轴承的静摩擦系数大，为发电机正常运行滑动摩擦系数的几十倍，静摩擦阻力矩大，因此要求的直流电动机的起动转矩大，须配置功率大的直流电动机，才能拖动发电机空载运行，这种传动结构的缺点如下：

1.静摩擦扭矩大，增加了电能的损耗。

2.起动电流大，电网电压波动大，影响其他微电子设备的正常运行。

3.水轮发电机起动频繁，滑动轴承的轴瓦在低速运转，易烧瓦。

4.对于转子重量重、惯量大的大中型水轮发电机，配置合适的直流发动机和调压器，成本高，且受外部电力线路限制。

5.投入费用大，试验成本高。

发明内容

本发明的目的是克服传统的大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置的缺点，提供一种新的大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置。

本发明的技术方案如下：

一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，包括水轮发电机、直流电动机、调节电源、万向联轴器、稀油站，还包括滚轮架及液压升降台，其特征在于，所述的直流电动机、万向联轴器和水轮发电机在同一条水平轴线上；所述的滚轮架设置在水轮发电机的两个轴承的两侧，滚轮架设置有两个滚轮，滚轮在同一平面上，且垂直于发电机转轴；所述的液压升降台位于滚轮架的下方，滚轮架和液压升降台都是可移动；所述的水轮发电机发电机是采用座式滑动轴承的结构；所述调节电源用于调节直流电动机的输入电压的大小从而控制直流电动机的输出扭矩和转速。

所述的座式滑动轴承可以是润滑油自循环润滑冷却结构，也可以外部稀油站压力供油润滑冷却结构。

所述的升降台一侧设有高压液压站及液压升降台操作系统。

所述的液压升降台设有限位百分表，其能够准确控制升降台提升至某一高度。

所述的滚轮内部设置滚动轴承，滚动轴承采用锂基润滑脂润滑。

所述的调节电源包括直流电动机的定子调节电源和电枢调节电源。

所述的稀油站通过管道连接为水轮发电机的座式滑动轴承提供润滑油润滑冷却，润滑油是循环利用的。

本发明与现有的技术相比，有如下优点：

1.滚动轴承静摩擦扭矩小，易起动时。

2.起动电流小，电网电压波动小，不会影响其他微电子设备的正常运行。

3.水轮发电机起动频繁，滑动轴承在低速运转时，由滚轮架支撑发电机转子重量，不会烧瓦。

4.能够以较小的动力源拖动转子重量重、惯量大的大中型水轮发电机。

5.投入设备费用小，耗电少，试验成本较低。

6.操作简单，方便。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是图2中的B-B剖视图；

图4是本发明液压升降台液压工作原理图；

图5是本发明调节电源控制线路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步描述。

图1是本发明的主视图。是由水轮发电机1、滚轮架2、液压升降台3、万向联轴器4、直流电动机5和稀油站7组成，其中水轮发电机1是采用采用座式滑动轴承6的结构形式，稀油站7通过管道连接为水轮发电机1的座式滑动轴承6提供润滑油润滑冷却，液压升降台3设有有限位百分表14。

图2是图1中的A-A剖视图、图3是图2中的B-B剖视图。是水轮发电机1、滚轮架2和液压升降台3组成，其中滚轮架2设置有两个滚轮10，滚轮10在同一平面上，且垂直于水轮发电机1的转轴，滚轮10内部设有滚动轴承11。

图4是本发明液压升降台3液压工作原理图，通过调节溢流阀12和三位四通电磁换向阀15从而控制液压升降台3的升降高度。

图5是调节电源控制线路原理图，通过定子调节电源8和电枢调节电源9调节直流电动机2的输入电压、电流的大小从而控制直流电动机5的输出扭矩和转速，满足水轮发电机各种特性试验的需要。

采用直流电动机5拖动水轮发电机1时，都要克服水轮发电机1转子13的静摩擦扭矩，静摩擦扭矩的大小跟摩擦系数和水轮发电机1的转子13重量成线性比例关系，摩擦系数大、重量重，静摩擦扭矩就越大。水轮发电机1的转子13重量是客观存在的，不能更改的，因此，要想改变摩擦扭矩，只有改变摩擦系数的大小。滚动轴承摩擦的摩擦系数为0.002～0.005，而没有顶起时滑动轴承半干摩擦系数为0.1～0.5，半液体摩擦系数0.008～0.08，滚动轴承摩擦的摩擦系数远小于滑动轴承半干摩擦系数和半液体摩擦系数。

在图1、图2、图3、图4和图5中，本发明起动前，启动稀油站7，对水轮发电机1的座式滑动轴承6注入L-TSA46汽轮机油。若座式滑动轴承6自循环冷却结构，启动油泵30秒后停止；若座式滑动轴承6是外部稀油站7压力供油润滑冷却结构，则连续供油。

将液压升降台3的限位百分表14至于转子13的上部，设定百分表14的限位位置，即为转子13向上抬高0.1～0.2mm，然后起动液压升降台3的操作系统，将液压升降台3、滚轮架2及转子13一起举升至百分表14设定限位，这样，水轮发电机1的转子13便脱离座式滑动轴承6的支承，由滚轮架2支承，滚轮架2设置有滚轮10及滚动轴承11。

通过直流电动机5的定子调节电源8和电枢调节电源9，启动直流电动机5，拖动水轮发电机1由静止升速。当转子13速度至150r/min时，起动液压升降台3的操作系统，将液压升降台3降低，此时，滚轮架2便随液压升降台3降低，滚轮10脱离转子13，发电机1的转子13便由滚动支承变为滑动支承，转子13运行到一定转速时，滑动轴承的油膜已经形成，摩擦系数为0.001～0.008，滑动摩擦系数与滚动摩擦系数相当，两种支承的阻力矩相当，继续升速至水轮发电机1的额定速度。在额定速度下对水轮发电机1进行空载特性、短路特性和轴承温度进行测定。测试完毕后，切断直流电动机5的定子调节电源8和电枢调节电源9，让转子13缓慢减速，当速度降至150r/min，起动液压升降台3的操作系统，将液压升降台3、滚轮架2及转子13一起举升至百分表14设定限位；这样，水轮发电机1的转子13便脱离座式滑动轴承6的支承，由滚轮架2支承，转子13缓慢减速至停止。若座式滑动轴承6是外部稀油站7压力供油润滑冷却结构，停止稀油站7的油泵。

以上是完成一次拖动水轮发电机1从静止、升速、恒定转速运行、减速至停止的过程。这个过程能够实现转子13在不同的运行状态下采用相应的支承，满足拖动需要，达到节约经济和保护轴承。

Claims (7)

1.一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，包括水轮发电机、直流电动机、调节电源、万向联轴器、外部稀油站，还包括滚轮架及液压升降台，其特征在于，所述的直流电动机、万向联轴器和水轮发电机在同一条水平轴线上；所述的滚轮架设置在水轮发电机的两个轴承的两侧，滚轮架设置有两个滚轮，滚轮在同一平面上，且垂直于水轮发电机转轴；所述的液压升降台位于滚轮架的下方，滚轮架和液压升降台都是可移动；所述的水轮发电机是采用座式滑动轴承的结构；所述调节电源用于调节直流电动机的输入电压的大小从而控制直流电动机的输出扭矩和转速。

2.根据权利要求1所述的一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，其特征在于，所述的座式滑动轴承是润滑油自循环润滑冷却结构，或是外部稀油站压力供油润滑冷却结构。

3.根据权利要求1所述的一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，其特征在于，所述的液压升降台一侧设有高压液压站及液压升降台操作系统。

4.根据权利要求1所述的一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，其特征在于，所述液压升降台设有限位百分表，其能够准确控制液压升降台提升至某一高度。

5.根据权利要求1所述的一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，其特征在于，所述的滚轮内部设置滚动轴承，滚动轴承采用锂基润滑脂润滑。

6.根据权利要求1所述的一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，其特征在于，所述的调节电源包括直流电动机的定子调节电源和电枢调节电源。

7.根据权利要求1所述的一种大中型水轮发电机特性试验运行的拖动装置，其特征在于，所述的外部稀油站通过管道连接为水轮发电机的座式滑动轴承提供润滑油润滑冷却，润滑油是循环利用的。

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