CN110108411B - 使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法，属于水轮发电机安装技术领域。本发明方法在水轮发电机机组的任意转动部件的截面上沿圆周方向均分n点，并在1号点位置安装百分表，通过数码相机连拍方式拍摄高速旋转中转动部件上的均分点及对应百分表读数，从拍摄的照片中直接看出转动部件最大摆度点及对应的相位角，从而确定转子配重的相位角。本发明解决了水电站未设置相位传感器或者设置相位传感器但存在相位测量滞后而影响动平衡试验的技术难题，可以直观、准确、客观地确定动平衡相位角，大大提高转子动平衡的效率和精度，减少了多次配重带来的经济成本和启停机危害，对机组安全稳定运行有现实意义。

Description

使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法

技术领域

本发明属于水轮发电机安装技术领域，具体为使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法。

背景技术

水轮发电机机组转动部分的平衡对机组运行的振动、摆度及噪音等指标有着决定性的影响,也关系着机组的使用寿命。机组转动部分的平衡主要包含两个方面的内容:一是转动部分的质量平衡，二是定、转子间的磁拉力平衡。目前，国内水轮发电机组安装与调试对机组平衡问题较普遍的做法是在机组启动后，对机组进行动平衡试验，根据动平衡试验结果采取在发电机转子上配重措施，达到消除机组质量与磁拉力不平衡的目的。

目前，对机组进行动平衡试验的方法大多采用测量摆度最大时的转频相位来确定配重相位。即在机组的上导轴领、下导轴领(有的机组没有)、水导轴领及重要的轴联接部位安装测量摆度的相位传感器，分别在机组变转速、变励磁电压时，用计算机同时测量机组所装相位传感器测得的各部位的摆度值，并同时测得机组各部位在最大摆度时转频所对应的相位角，按额定励磁电压时测得相位角进行分析、配重。其中测得的最大摆度时转频所对应的相位就是机组该部位的质量偏重位。

但是，在转子现场动平衡过程中，相位传感器往往存在相位测量滞后造成测量的相位不准确。对未设置相位传感器的机组，采用记号笔画出高速旋转的转动部件上最大摆度区域，从而确定转子配重的相位角，整个过程费时、费工，并且标定的相位区域较大、相位角度不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法，该方法操作简单，安全、省时、省力，且能够准确判定不平衡力的相位，从而可准确选取平衡配重块的方向，减少动平衡试验试配重及开、停机的次数，提高动平衡试验效率和精度，有利于机组安全、稳定运行。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法，包括以下步骤：

S1：在水轮发电机机组的任意转动部件的截面上沿圆周方向均分n点，并标识，1号点对应机组键相位置，n≥20；

S2：在1号点位置安装百分表，百分表指针应垂直于百分表与转动部件的接触面，并调整百分表的初始值；

S3：设置数码相机，使数码相机可拍摄到百分表读数及转动部件上的标识编号；

S4：开动水轮发电机机组进行动平衡试验，通过遥控器控制数码相机连拍方式拍摄高速旋转的转动部件编号及对应百分表读数；

S5：分析数码相机拍摄的照片，找出百分表最大读数及最大读数对应转动部件编号的照片，该位置即是转动部件最大摆度点，该位置对应的相位角便是机组的偏重位，加、减转子配重块质量位置应在其对面，配重后开机再按上述方法检测转动部件最大摆度变化，直到机组振动值符合要求。

机组振动值要求符合国标标准及厂家相关要求，国标GB/T8564-2003水轮发电机组安装规范：15.3.1机组机械运行检查：e)测量机组振动，其值不应超过下表1的规定，如果机组的振动超过下表1的规定值，应进行动平衡试验。

表1水轮发电机组各部位振动允许值 单位为毫米

进一步，所述沿圆周方向均分n点应与转动部件旋转方向一致，当转动部件旋转方向为逆时针时，沿圆周逆时针方向将转动部件的截面均分为n点，当转动部件旋转方向为顺时针时，沿圆周顺时针方向将转动部件的截面均分为n点。

进一步，所述转动部件为水轮发电机机组的上导轴领、下导轴领、水导轴领或主轴中的一个。

进一步，所述百分表的初始值为5.0。

进一步，所述数码相机设置有数码相机镜头以及对数码相机进行支撑的数码相机三脚架。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明可以直观、准确、客观地确定动平衡相位角，定位快速精确，为机组动平衡提供支持，使繁琐、复杂动平衡试验变得简单、精确、易操作且安全，减少了多次配重带来的经济成本和启停机危害，使机组振动尽快恢复到正常范围，对机组安全稳定运行有现实意义。

2、本发明可避免水电站未设置相位传感器采用记号笔标定相位区域费时费力及标定区域大且不准确的弊端，大大提高转子动平衡的效率和精度。

3、本发明可解决设置相位传感器但存在相位偏差测量不准确的技术难题。

附图说明

图1为实施例1使用数码相机连拍方式确定机组动平衡相位角方法的示意图；

图2为实施例1百分表最大读数及转动部件对应编号的照片；

图中：1-转动部件；2-百分表；3-数码相机；4-遥控器；5-数码相机镜头；6-数码相机三脚架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法的示意图如图1所示，包括以下步骤：

S1、图1中，箭头方向为旋转部件的转动方向(顺时针)，在水轮发电机机组的任意转动部件1(下导轴领)的截面上沿圆周顺时针方向均分20点，并用记号笔标识，其中1号点对应机组键相位置；

S2、在1号点位置安装百分表2，百分表2指针应垂直于百分表2与转动部件1的接触面，并调整百分表2的初始值为“5.0”；

S3：在百分表2附近架设一台数码相机3，使数码相机3可拍摄到百分表2读数及转动部件1上的标识编号；

S4：开动水轮发电机机组进行动平衡试验，操作人员通过遥控器4控制数码相机3连拍方式拍摄高速旋转的转动部件1编号及对应百分表2读数；

S5：分析数码相机3拍摄的照片，找出百分表2最大读数及最大读数对应转动部件1编号的照片，该位置即是转动部件1最大摆度点，该位置对应的相位角便是机组的偏重位，加、减转子配重块质量位置应在其对面，配重后开机再按上述方法检测转动部件1最大摆度变化，直到机组振动值符合要求。

本实施例使用数码相机3连拍方式在动平衡试验时可实施快速定位，确定机组的偏重位及转子配重块质量方位角。数码相机3产品技术发展迅速，一次连拍可达至少100张，每秒拍摄6～12张。如图2所示，为本实施例使用数码相机3连拍方式拍摄的数百张照片中找出的百分表2最大读数及转动部件1对应编号的照片，本实施例水轮发电机机组转速为300转/分钟，在拍摄的数百张照片中可以看到每个均分点都被拍摄了数张照片，满足对每个均分点的摆度值进行分析的要求，经分析图2中13号点为百分表2最大读数(0.12mm)即转动部件1最大摆度点，该位置对应的相位角为(13-1)×18°＝216°，那么加、减转子配重块质量位置应在其对面3号点，该位置对应的相位角为36°。

对相位角计算的说明：根据图2知：转动部件1圆周(角度360°)共分20点(即20等份)，1号点对应0°，每个等份度数为360°÷20＝18°，13号点共计13-1＝12个等份，那么13号点位置对应的相位角为(13-1)×18°＝216°；13号点位置对面的3号点，该位置对应的相位角为(3-1)×18°＝36°。

本实施例已在某电站使用，并与现有技术进行对比验证，达到提高了转子动平衡效率和精度，定位快速精确，从而使机组整组调试中的动平衡试验快速完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在水轮发电机机组的任意转动部件的截面上沿圆周方向均分n点，并标识，1号点对应机组键相位置，n≥20；所述转动部件为水轮发电机机组的上导轴领、下导轴领、水导轴领或主轴中的一个；所述沿圆周方向均分n点应与转动部件旋转方向一致，当转动部件旋转方向为逆时针时，沿圆周逆时针方向将转动部件的截面均分为n点，当转动部件旋转方向为顺时针时，沿圆周顺时针方向将转动部件的截面均分为n点；

S2：在1号点位置安装百分表，百分表指针应垂直于百分表与转动部件的接触面，并调整百分表的初始值；

S3：设置数码相机，使数码相机可拍摄到百分表读数及转动部件上的标识编号；

S4：开动水轮发电机机组进行动平衡试验，通过遥控器控制数码相机连拍方式拍摄高速旋转的转动部件编号及对应百分表读数；

S5：分析数码相机拍摄的照片，找出百分表最大读数及最大读数对应转动部件编号的照片，该位置即是转动部件最大摆度点，该位置对应的相位角便是机组的偏重位，加、减转子配重块质量位置应在其对面，配重后开机再按上述方法检测转动部件最大摆度变化，直到机组振动值符合要求。

2.如权利要求1所述一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法，其特征在于，所述百分表的初始值为5.0。

3.如权利要求1所述一种使用数码相机连拍确定水轮发电机机组动平衡相位角方法，其特征在于，所述数码相机设置有数码相机镜头以及对数码相机进行支撑的数码相机三脚架。

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