CN105675213A - 一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法，包括：分别测试水轮发电机组在不同转速和不同励磁电流条件下的振动参数，分析振动特性，估算试加重初步质量和位置;根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置;再次开机进行变转速和变励磁试验测试，分析试配重量和位置是否合适;根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块焊接固定在最终配重位置;再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果；采用本方法最大特点是磁力座配重块不需要焊接，安装、移动和改变重量方便，且磁力座可重复利用，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于水轮发电机组领域，涉及一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法。
背景技术
水轮发电机转子质量不平衡（即动不平衡），是水电机组振动的主要原因之一。近年来，水电机组都向巨型机组发展，致使转子尺寸大，重量大，由很多零部件在现场组装而成。但现场组装工艺很难保证其质量平衡，且不容易进行静平衡工作，即使做了静平衡试验的转子，运行后仍有动不平衡现象存在。新安装或检修后的水轮发电机组，在第一次启动时，如果转动体动不平衡明显，振动幅值超过标准允许值，危及运行安全时，要进行动平衡配重试验，使振动值减小到允许范围，以保证机组安全运行，否则机组不能稳定运行，并带来很大的安全隐患。
水轮发电机组的动平衡，现场主要是通过测试变转速和变励磁条件下的振动值，然后进行（试）配重实现的。过去我国水电站对发电机转子进行动平衡试验的方法大多采用三次试加重法，三次试加重法是分三次将试验荷重（配重块）分别固定在同半径互成120°的圆周上，分别测出加配重块后的振动，利用未加配重块和上述三次试验结果利用作图法和计算法求出应加平衡配重的大小和方位，费工费时。
随着电测技术的发展，目前动平衡试验采用一次试重法，其原理基本同三次试重法，区别在于振动测量时不仅测量振幅值，而且同时测量振动的相位，减少了开停机次数，大大简化了计算过程。按照上述动平衡试验计算方法得到的结果，都是基于纯粹的转子质量不平衡引起的，一般都是比较准确的，而现实中，引起水电机组振动的因素很多，诸如电磁拉力和水动力不平衡等，当这些力与质量不平衡力引起的振动相合成后，都会给动平衡配重计算工作带来较大误差，所以只能采取试配重的方法进行多次试验，即在转子上进行多次试加重，并进入发电机内部焊接不同重量的配重块，有时候所加配重超重或位置不合适，又得停机拆除。在转子上多次进行（试）配重块焊接和拆除操作，不仅工作量大，费时费力，而且还存在很大的安全隐患，特别是对于高转速机组（如抽水蓄能机组），其发电机转子直径都比较小，磁轭高度较大，往往工作空间很小，给加配重工作带来很大影响。目前需要迫切改变传统加（试）配重的方法。
因此需要提供一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法，来实现试加重时不需要焊接，只需要最后把计算好的配重块一次性焊接在转子上即可。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种简单易行，成本低并且安全的水轮发电机转子动平衡试验配重方法。
一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法,所述方法包括以下步骤:
S1,分别测试水轮发电机组在不同转速和不同励磁电流条件下的振动参数，分析振动特性，估算试加重初步质量和位置；
S2,根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置；
S3,再次开机进行变转速和变励磁试验测试，分析试配重量和位置是否合适,如果试配重位置正确，则根据所用磁力座的质量和机组振动幅值，精确计算出最终配重块的质量；如果位置不合适，则根据测试数据调整配重位置，并再进行一次试验测试，此时试重用的磁力座的质量可以增减；
S4,根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块焊接固定在最终配重位置；
S5,再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果；
优选地，所述S1具体操作为：
测点布置，使用常规方法，在待测机组机架和顶盖的水平和垂直方向上布置振动测点，在上导、下导、水导X和Y方向上布置摆度测点，并布置键相信号，测量机组转速；
变转速试验，无励状态下，调整机组转速分别稳定在60%、70%、80%、90%和100%额定转速，测量机组各部位的振动和摆度值；
变励磁试验，额定转速条件下，调节发电机励磁电流，使发电机端电压分别稳定在25%、50%、75%和100%额定电压，测量机组各部位的振动和摆度值；
振动特性分析，分析上机架水平振动和上导摆度转频幅值与转速平方的关系，判断水轮发电机是否存在动不平衡；
估算，如果存在动不平衡，则根据第4振动特性，估算试加重初步质量和位置。
优选地，所述S2具体操作为安装磁力座，根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置。
优选地，所述S3具体操作为：重新开机试验，再次开机进行所述变转速试验和变励磁试验，分析振动特性的变化；如果位置不合适，则根据测试数据调整配重位置，并重新进行所述变转速试验和变励磁试验，此时试重用的磁力座的质量可以增减；如果试配重位置正确，则根据所吸附在发电机上的磁力座的质量和机组振动幅值，精确计算出最终配重块的质量。
优选地，所述S4具体操作为：制作永久性配重块，根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块牢牢焊接固定在最终配重位置。
优选地，所述S5具体操作为：验证，再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法，替代了以前水轮发电机组组动平衡试验中复杂的试重块安装焊接和拆除工艺，加快了试验速度，减少了机组停机时间，并提高了试验精度，还避免了焊接试重块带来的不安全性。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本实施例有以下步骤：
一、分别测试水轮发电机组在不同转速和不同励磁电流条件下的振动参数，分析振动特性，估算试加重初步质量和位置；
二、根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置（以前是把试重块焊接固定在转子上）；
三、再次开机进行变转速和变励磁试验测试，分析试配重量和位置是否合适。如果试配重位置正确，则根据所用磁力座的质量和机组振动幅值，精确计算出最终配重块的质量；如果位置不合适，则根据测试数据调整配重位置，并再进行一次试验测试，此时试重用的磁力座的质量可以增减；
四、根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块焊接固定在最终配重位置；
五、再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果。
上述步骤具体操作如下：
1.测点布置：使用常规方法，在待测机组机架和顶盖的水平和垂直方向上布置振动测点，在上、下导、水导X和Y方向上布置摆度测点，并布置键相信号，测量机组转速。
2.变转速试验：无励状态下，调整机组转速分别稳定在60%、70%、80%、90%和100%额定转速，测量机组各部位的振动和摆度值。
3.变励磁试验：额定转速条件下，调节发电机励磁电流，使发电机端电压分别稳定在25%、50%、75%和100%额定电压，测量机组各部位的振动和摆度值。
4.振动特性分析：分析上机架水平振动和上导摆度转频幅值与转速平方的关系，判断水轮发电机是否存在动不平衡。
5.估算试重质量：如果存在动不平衡，则根据第4振动特性，估算试加重初步质量和位置。
6.安装磁力座：根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置（以前是把试重块焊接固定在转子上）。
7.重新开机试验：再次开机进行上述第2、3变转速和变励磁试验，分析振动特性的变化。
8.判断：如果位置不合适，则根据测试数据调整配重位置，并重新进行上述第2、3变转速和变励磁试验，此时试重用的磁力座的质量可以增减；如果试配重位置正确，则根据所吸附在发电机上的磁力座的质量和机组振动幅值，精确计算出最终配重块的质量。
9.制作永久性配重块：根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块牢牢焊接固定在最终配重位置（焊接前做好安全保护措施）。
10.验证：再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水轮发电机转子动平衡试验配重方法,所述方法包括以下步骤:
S1,分别测试水轮发电机组在不同转速和不同励磁电流条件下的振动参数，分析振动特性，估算试加重初步质量和位置；
S2,根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置；
S3,再次开机进行变转速和变励磁试验测试，分析试配重量和位置是否合适,如果试配重位置正确，则根据所用磁力座的质量和机组振动幅值，精确计算出最终配重块的质量；如果位置不合适，则根据测试数据调整配重位置，并再进行一次试验测试，此时试重用的磁力座的质量可以增减；
S4,根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块焊接固定在最终配重位置；
S5,再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果。
2.根据权利要求1所述的水轮发电机转子动平衡试验配重方法,其特征在于，所述S1具体操作为：
测点布置，使用常规方法，在待测机组机架和顶盖的水平和垂直方向上布置振动测点，在上导、下导、水导X和Y方向上布置摆度测点，并布置键相信号，测量机组转速；
变转速试验，无励状态下，调整机组转速分别稳定在60%、70%、80%、90%和100%额定转速，测量机组各部位的振动和摆度值；
变励磁试验，额定转速条件下，调节发电机励磁电流，使发电机端电压分别稳定在25%、50%、75%和100%额定电压，测量机组各部位的振动和摆度值；
振动特性分析，分析机架水平振动和各部位摆度转频幅值与转速平方的关系，判断水轮发电机是否存在动不平衡；
估算，如果存在动不平衡，则根据第4振动特性，估算试加重初步质量和位置。
3.根据权利要求2所述的水轮发电机转子动平衡试验配重方法其特征在于，所述S2具体操作为安装磁力座，根据估算试加重的质量和位置，将若干磁力座吸附在初定的发电机转子某位置。
4.根据权利要求3所述的水轮发电机转子动平衡试验配重方法其特征在于，所述S3具体操作为：重新开机试验，再次进行所述变转速试验和变励磁试验，分析振动特性的变化；如果位置不合适，则根据测试数据调整配重位置，并重新进行所述变转速试验和变励磁试验，此时试重用的磁力座的质量可以增减；如果试配重位置正确，则根据所吸附在发电机上的磁力座的质量和机组振动幅值，精确计算出最终配重块的质量。
5.根据权利要求4所述的水轮发电机转子动平衡试验配重方法其特征在于，所述S4具体操作为：制作永久性配重块，根据计算结果加工制作永久性配重块，并拆下磁力座，将配重块牢牢焊接固定在最终配重位置。
6.根据权利要求5所述的水轮发电机转子动平衡试验配重方法其特征在于，所述S5具体操作为：验证，再次开机测试额定转速和额定电压条件下的振动数据，分析评价配重效果。
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