CN113959381B - 一种降低水力发电机组定子低频振动的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种降低水力发电机组定子低频振动的方法,包括:测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值;实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距;将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整;根据机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度。

Description

一种降低水力发电机组定子低频振动的方法
技术领域
本申请涉及水力发电机安装检修技术领域,具体而言,涉及一种降低水力发电机组定子低频振动的方法。
背景技术
随着国内巨型水轮发电机组的投入运行以来,通过测试发现所有 600MW级以上的水轮发电机定子都存在低频振动的问题。通常定性认为低频振动是由定子、转子的圆度不足或者偏心所造成的,现有技术虽对机组采取了转子圆度调整、增加磁轭紧量、增加转子刚强度、将链条键改为整体阶梯键等多种不同方案进行处理,但处理效果不佳。另外经实践证明,仅仅通过提高转子静态圆度并不能有效解决定子低频振动问题,且受转子磁轭热膨胀不均匀、磁极键虚打紧、转子旋转中心变化、转子旋转后的动态气隙不均匀等因素影响,致使定子低频振动处理难以达到预期效果,甚至存在处理后振动幅值增大的实例。
发明内容
本申请的目的在于提供一种降低水力发电机组定子低频振动的方法,用以有效的改善现有技术中存在的处理定子低频振动的效率低和效果差的技术缺陷。
第一方面,本申请实施例提供了一种降低水力发电机组定子低频振动的方法,方法包括:测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值;实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距;将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整;根据机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,在测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值之前,方法还包括:在机组变速试验中,机组转速按照额定转速的 10%的增速从0均匀上升至额定转速,升速过程中在各个额定转速点保持预设时长,获得机组在线监测系统在各个额定转速点保持时间内对应的多个第二气隙值、第三转子偏心距和第三转子圆度值,其中,各个额定转速点包括:额定转速的10%、额定转速的20%、额定转速的30%、额定转速的40%、额定转速的50%、额定转速的60%、额定转速的70%、额定转速的80%、额定转速的90%和额定转速的100%。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式,测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值,包括:以定子为定点,顺时针推动转子旋转,每转动一个或者两个磁极,测量一次定子与磁极间的气隙值,直至获得多个第一气隙值;根据下列公式计算出第一转子偏心距:
e=[(∑Risinαi)2+(∑Ricosαi)2]1/2 (1)
式中,e为转子偏心距,单位为mm;n为磁极个数;Ri为某个磁极对应的气隙值;αi为某个气隙值与X轴的夹角;根据下列公式计算出第一转子圆度值:
E=Max(R1,……,Rn)-Min(R1,……,Rn) (2)
式中,E为转子圆度值,单位为mm;R1为第1个磁极对应的气隙值; Rn为第n个磁极对应的气隙值;将通过上述公式计算获得的第一转子偏心距和第一转子圆度值与机组在线监测系统在额定转速点为额定转速的10%时获得的第三转子偏心距和第三转子圆度值分别进行比较,判断机组在线监测系统是否测量准确。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距,包括:吊出转子,将转子安置于转子中心体支墩处,调整转子的水平度在0.02mm/m以内;使用转子测圆架和百分表对转子的圆度值进行测量,转子测圆架每转动一个转子磁极位置,获取每个转子磁极的上、中、下三个位置的百分表数据,直至转动一周获取所有转子磁极的上、中、下三个位置的百分表数据;根据上述公式(2)中的计算式,计算获得转子磁极的上、中、下三个位置对应的第二转子圆度值;使用悬挂在转子测圆架上的垂线测量多个转子磁极中一个转子磁极上、中、下位置的垂直度,根据下列公式分别计算出单个磁极的上、中、下这三个位置的绝对半径:
R=D-L+r, (3)
R=D-L+r, (4)
R=D-L+r, (5)
式中,L、L、L下分别为某个转子磁极上、中、下位置的垂直度;D 为转子中心柱外圆至悬挂钢琴线最小距离;r为中心柱半径;使用上述公式 (1)中的表达式分别计算获得转子磁极上、中、下三个位置的第二转子偏心距。
结合第一方面,在第四种可能的实现方式中,将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,包括:将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断两者之间的差值与第一预设值的大小关系;若两者之间的差值小于等于第一预设值,转子测圆架的安装位置正确;若两者之间的差值大于第一预设值,调整转子测圆架的安装位置,并进行重新测量判断,直至两者之间的差值小于第一预设值。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,在判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确之后,在分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离之前,方法还包括:对磁极吊装工装,测量转子磁轭圆度值、垂直度和磁轭绝对半径;根据下列公式计算获得磁轭塑性变形量:
式中,ε为磁轭塑性变形量;为此次测量的转子磁轭平均绝对半径;/>为初始安装时的转子磁轭平均绝对半径。
结合第一方面,在第六种可能的实现方式中,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,包括:判断多个第二气隙值与分别对应的额定转速点是否存在线性对应关系,若是,则转子磁轭与转子支架之间无分离;若否,则转子磁轭与转子支架之间发生分离,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度,且将多个第二气隙值与分别对应的额定转速点的关系曲线中出现明显拐点处对应的转速确定为发生分离转速。
结合第一方面的第六种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,调整转子磁轭与所述转子支架之间的紧度,包括:根据下列磁轭加温公式对磁轭进行加温:
Δt=δ/(R×α) (7)
式中,Δt为磁轭加热温差;δ为单边涨量;R为磁轭外形尺寸;α为线胀系数;转子磁轭与转子支架之间的温差达到Δt且转子磁轭的实际温度不超过130℃时,拔出磁轭垫片,增加磁轭垫片厚度,增加转子支架与转子磁轭间的紧度;对磁轭进行降温,清理磁轭副键并增加接触面积以重新打紧,测量磁轭圆度值以确定转子测圆架的安装位置是否正确。
结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,在分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度之后,方法还包括:调整转子磁极圆度,检查和调整转子磁极平直度;根据获得的磁极绝对半径、磁轭绝对半径和磁极垫片初始厚度,对各个磁极垫片重新进行安装固定以实现转子磁极上、中、下同一测量截面最大半径与最小半径差值小于第二预设值。
结合第一方面,在第九种可能的实现方式中,在对各个磁极垫片重新进行安装固定之后,方法还包括:根据机组的结构特点改造相关连接结构和连接方式以实现机组在机坑内可单独吊出磁极进行调整;通过机组在线监测系统分析确定出需要调整的磁极编号以及调整量,调整后对机组试运行以进行试验以判断调整后是否满足预设要求。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:一方面,本发明通过对实际测量获得的第二转子偏心距与机组在线监测系统获得的第三转子偏心距进行比较,以确定转子测圆架的安装位置正确,从而实现转子机坑外测圆架安装中心与机组旋转中心相统一,保证机坑外转子静态圆度与运行时转子动态圆度一致;另一方面,根据需要通过热加垫方式增加磁轭紧量,保证磁轭在运行过程中与转子支架不发生分离情况;再者,增加机坑内二次圆度调整工序,根据在线监测数据进行修正处理;通过上述处理方法,切实能够保证降低机组定子低频振动,解决振动超标问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种降低水力发电机组定子低频振动的方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的降低水力发电机组定子低频振动的装置示意图。
附图标记:降低水力发电机组定子低频振动的装置-20,第一测量计算模块-210,第二测量计算模块-220,运算模块-230。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
水力发电机组是实现水的位能转化为电能的能量转换装置,一般由水轮机、水轮发电机、调速器、励磁系统、冷却系统和电站控制设备等组成。水轮发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成;转子由磁极、磁扼、绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成;由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
结合图1,本申请实施例提供了一种降低水力发电机组定子低频振动的方法,方法包括:步骤S11、步骤S12、步骤S13和步骤S14。
步骤S11:测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值;
步骤S12:实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距;
步骤S13:将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整;
步骤S14:根据机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度。
下面对该降低水力发电机组定子低频振动的方法的执行流程做详细的说明。
在步骤S11之前,方法还包括:在机组变速试验中,机组转速按照额定转速的10%的增速从0均匀上升至额定转速,升速过程中在各个额定转速点保持预设时长,获得机组在线监测系统在各个额定转速点保持时间内对应的多个第二气隙值、第三转子偏心距和第三转子圆度值,其中,各个额定转速点包括:额定转速的10%、额定转速的20%、额定转速的30%、额定转速的40%、额定转速的50%、额定转速的60%、额定转速的70%、额定转速的80%、额定转速的90%和额定转速的100%。
根据机组在线监测系统的气隙图,导出每个磁极对应的定子与转子间的气隙值,并核实机组在线监测系统中每个磁极的编号与实际每个磁极的编号是否统一,若不统一,则对导出后的数据进行处理,获得核实计算后的第三转子偏心距、第三转子圆度值。
步骤S11:测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值。
具体地,以定子为定点,顺时针推动转子旋转,每转动一个或者两个磁极,测量一次定子与磁极间的气隙值,直至获得多个第一气隙值;根据下列公式计算出第一转子偏心距:
e=[(∑Risinαi)2+(∑Ricosαi)2]1/2 (1)
式中,e为转子偏心距,单位为mm;n为磁极个数;Ri为某个磁极对应的气隙值;αi为某个气隙值与X轴的夹角;根据下列公式计算出第一转子圆度值:
E=Max(R1,……,Rn)-Min(R1,……,Rn) (2)
式中,E为转子圆度值,单位为mm;R1为第1个磁极对应的气隙值; Rn为第n个磁极对应的气隙值;将通过上述公式计算获得的第一转子偏心距和第一转子圆度值与机组在线监测系统在额定转速点为额定转速的10%时获得的第三转子偏心距和第三转子圆度值分别进行比较,判断机组在线监测系统是否测量准确。
将经过公式1和公式2计算出的第一转子偏心距和第一转子圆度值与在线监测系统中10%额定转速时得到的第三转子偏心距和第三转子圆度值分别进行比较,以确定在线监测系统的测量准确性;通过在线监测气隙与盘车时测量数据磁极形貌对应较好,偏心距差异较小,在线监测系统数据准确。
步骤S12:实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距。
详细地,吊出转子,将转子安置于转子中心体支墩处,调整转子的水平度在0.02mm/m以内;使用转子测圆架和百分表对转子的圆度值进行测量,转子测圆架每转动一个转子磁极位置,获取每个转子磁极的上、中、下三个位置的百分表数据,直至转动一周获取所有转子磁极的上、中、下三个位置的百分表数据;根据上述公式(2)中的计算式,计算获得转子磁极的上、中、下三个位置对应的第二转子圆度值;使用悬挂在转子测圆架上的垂线测量多个转子磁极中一个转子磁极上、中、下位置的垂直度,根据下列公式分别计算出单个磁极的上、中、下这三个位置的绝对半径:
R=D-L+r, (3)
R=D-L+r, (4)
R=D-L+r, (5)
式中,L、L、L下分别为某个转子磁极上、中、下位置的垂直度;D 为转子中心柱外圆至悬挂钢琴线最小距离;r为中心柱半径;使用上述公式 (1)中的表达式分别计算获得转子磁极上、中、下三个位置的第二转子偏心距。
在本申请实施例中,转子上包括40个磁极,并对该40个磁极依次编号,选取1号磁极为基准磁极,测量得出:转子中心柱外圆至悬挂钢琴线最小距离D为6032.82mm;L上为372.98mm,L中为373.16mm,L下为373.18mm;中心柱半径r为定值107.45mm。通过百分表测量数据,可计算出其余磁极的绝对半径值。并且利用上述公式(1)中的公式将R上、R中、R下数据分别代入,分别获得转子磁极的上、中、下三个位置的第二转子偏心距。
步骤S13:将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整。
具体地,将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断两者之间的差值与第一预设值的大小关系;若两者之间的差值小于等于第一预设值,转子测圆架的安装位置正确;若两者之间的差值大于第一预设值,调整转子测圆架的安装位置,并进行重新测量判断,直至两者之间的差值小于第一预设值。第一预设值可以根据具体情况进行具体的设计,在本申请实施例中,第一预设值为0.05mm。通过上述方法中的步骤,可以实现转子机坑外测圆架安装中心与机组旋转中心相统一,保证机坑外转子静态圆度与运行时转子动态圆度一致。
通过计算机组在线监测系统对应的空转、修前盘车状态以及转子测圆架进行实际测量这三个状态下得出的偏心距数值,判断转子的偏心距情况是否良好。以及,通过计算机组在线监测系统对应的空转、修前盘车状态以及转子测圆架进行实际测量这三个状态下得出的圆度及磁极形貌分布对应对比分析,判断转子的圆度值情况是否良好。
作为一种可能的实施方式,在判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确之后,在分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离之前,方法还包括:对磁极吊装工装,测量转子磁轭圆度值、垂直度和磁轭绝对半径;根据下列公式计算获得磁轭塑性变形量:
式中,ε为磁轭塑性变形量;为此次测量的转子磁轭平均绝对半径;/>为初始安装时的转子磁轭平均绝对半径。
在本申请实施例中,从本次转子磁轭圆度与安装时候数据对此分析,机组长时间运行后,磁轭上部平均半径变大1.88mm、中部平均半径变大 1.91mm、下部平均半径变大1.76mm。现磁轭圆度相对于安装时略有增大,安装时磁轭上部圆度0.41mm、中部0.32mm、下部0.50mm,检修时磁轭上部 0.47mm、中部0.43mm、下部0.76mm。
步骤S14:根据机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度。
具体地,判断多个第二气隙值与分别对应的额定转速点是否存在线性对应关系,若是,则转子磁轭与转子支架之间无分离;若否,则转子磁轭与转子支架之间发生分离,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度,且将多个第二气隙值与分别对应的额定转速点的关系曲线中出现明显拐点处对应的转速确定为发生分离转速。
根据获得的磁轭塑性变形量及机组变速时延的定子与转子间气隙值随着转速变化情况,分析磁轭与转子支架在不同的额定转速下有无分离:无分离,则定子、转子间气隙值与转速的关系曲线为线性关系,即随着转速的增加,定子、转子间气隙值成线性比例增加;在某一速度下产生分离,则定子、转子间气隙值与转速的关系曲线会有明显拐点;并且有分离则需要对转子支架与磁轭间的紧度进行下列处理,具体的处理方法如下:根据下列磁轭加温公式对磁轭进行加温:
Δt=δ/(R×α) (7)
式中,Δt为磁轭加热温差;δ为单边涨量;R为磁轭外形尺寸;α为线胀系数;转子磁轭与转子支架之间的温差达到Δt且转子磁轭的实际温度不超过130℃时,拔出磁轭垫片,增加磁轭垫片厚度,增加转子支架与转子磁轭间的紧度,同时在磁轭加热过程中,对转子支架进行空气吹或者淋水降温;对磁轭进行降温,降温速度小于5℃/h,防止降温不均匀造成磁轭热变形,当磁轭表面温度降到40℃以下时,使磁轭自然冷却至室温,磁轭温度降至室温时间不小于72小时;清理磁轭副键并增加接触面积以重新打紧,接触面积在70%以上;再次测量磁轭圆度值和转子水平以检查转子测圆架的安装位置是否正确。根据需要通过热加垫方式增加磁轭紧量,保证磁轭在运行过程中与转子支架不发生分离情况。
作为一种可能的实施方式,在分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度之后,方法还包括:修正磁轭鸽尾槽,直至该鸽尾槽满足原有安装要求,之后再进行常规清洁磁轭。在本申请实施例中,对磁轭鸽尾槽错位进行修正处理,增加接触面积,使磁极固定牢靠,动态圆度与静态圆度保持一致。
作为一种可能的实施方式,在分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度之后,方法还包括:调整转子磁极圆度,检查和调整转子磁极平直度;根据获得的磁极绝对半径、磁轭绝对半径和磁极垫片初始厚度,对各个磁极垫片重新进行安装固定以实现转子磁极上、中、下同一测量截面最大半径与最小半径差值小于第二预设值。在本申请实施例中,第二预设值转子磁极上、中、下同一测量截面最大半径与最小半径差值≤0.30mm,即第二预设值为 0.30mm,若无法满足应优先保证上部数据,偏心距≤0.10mm,整体圆度≤0.60mm。
作为一种可能的实施方式,在对各个磁极垫片重新进行安装固定之后,方法还包括:根据机组的结构特点改造相关连接结构和连接方式以实现机组在机坑内可单独吊出磁极进行调整;通过机组在线监测系统分析确定出需要调整的磁极编号以及调整量,调整后对机组试运行以进行试验以判断调整后是否满足预设要求。
机组在线监测系统中分析定子与转子间的间隙情况,在通常情况下其与定子铁芯或定子机座通频振动波形具有对应关系,通过调整磁极垫片厚度来调整空气间隙,改善不平衡的电磁拉力,从而降低振动值;根据磁极形貌情况,在不吊转子情况下对个别磁极进行吊出后处理,处理方式包括上述的增减磁极垫片厚度,并在坑内按下列进行吊装处理。在本申请实施例中,增加机坑内二次圆度调整工序,根据在线监测数据进行修正处理。
请参阅图2,本申请实施例提供一种降低水力发电机组定子低频振动的装置20,装置20包括:
第一测量计算模块210,用于测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值;
第二测量计算模块220,用于实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距;
运算模块230,用于将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整;以及还用于
根据机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度。
综上所述,本申请实施例提供一种降低水力发电机组定子低频振动的方法,方法包括:测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值;实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距;将第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整;根据机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与转子支架之间的紧度。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,所述方法包括:
测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值;具体包括:根据下列公式计算出第一转子偏心距:
(1)
式中,为转子偏心距,单位为mm;n为磁极个数;/>为某个磁极对应的气隙值;/>为某个气隙值与X轴的夹角;
根据下列公式计算出第一转子圆度值:
E=Max(R1 ,……,Rn)-Min(R1 ,……,Rn)(2)
式中,E为转子圆度值,单位为mm;R1为第1个磁极对应的气隙值;Rn为第n个磁极对应的气隙值;
将通过上述公式计算获得的第一转子偏心距和第一转子圆度值与所述机组在线监测系统在额定转速点为额定转速的10%时获得的第三转子偏心距和第三转子圆度值分别进行比较,判断所述机组在线监测系统是否测量准确;
实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距;
将所述第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,若否,进行调整;
根据所述机组在线监测系统在不同的额定转速点对应获得的多个第二气隙值,分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与所述转子支架之间的紧度。
2.根据权利要求1所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,在所述测量机组在盘车状态时的定子与转子之间的第一气隙值,计算获得第一转子偏心距和第一转子圆度值之前,所述方法还包括:
在机组变速试验中,机组转速按照额定转速的10%的增速从0均匀上升至额定转速,升速过程中在各个额定转速点保持预设时长,获得所述机组在线监测系统在各个额定转速点保持时间内对应的多个第二气隙值、第三转子偏心距和第三转子圆度值,其中,所述各个额定转速点包括:额定转速的10%、额定转速的20%、额定转速的30%、额定转速的40%、额定转速的50%、额定转速的60%、额定转速的70%、额定转速的80%、额定转速的90%和额定转速的100%。
3.根据权利要求2所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,所述实际测量获得转子磁极不同位置对应的第二转子圆度值和第二转子偏心距,包括:
吊出所述转子,将所述转子安置于转子中心体支墩处,调整所述转子的水平度在0.02mm/m以内;
使用转子测圆架和百分表对所述转子的圆度值进行测量,所述转子测圆架每转动一个转子磁极位置,获取每个转子磁极的上、中、下三个位置的百分表数据,直至转动一周获取所有转子磁极的上、中、下三个位置的百分表数据;根据上述公式(2)中的计算式,计算获得转子磁极的上、中、下三个位置对应的第二转子圆度值;
使用悬挂在所述转子测圆架上的垂线测量多个转子磁极中一个转子磁极上、中、下位置的垂直度,根据下列公式分别计算出单个磁极的上、中、下这三个位置的绝对半径:
R上=D-L上 +r,(3)
R中=D-L中 +r,(4)
R下=D-L下 +r,(5)
式中,L上、L中、L下分别为某个转子磁极上、中、下位置的垂直度;D为转子中心柱外圆至悬挂钢琴线最小距离;r为中心柱半径;
使用上述公式(1)中的表达式分别计算获得转子磁极上、中、下三个位置的第二转子偏心距。
4.根据权利要求1所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,所述将所述第二转子偏心距与机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确,包括:
将所述第二转子偏心距与所述机组在线监测系统采集的第三转子偏心距进行比较,判断两者之间的差值与第一预设值的大小关系;若两者之间的差值小于等于所述第一预设值,所述转子测圆架的安装位置正确;若两者之间的差值大于所述第一预设值,调整所述转子测圆架的安装位置,并进行重新测量判断,直至两者之间的差值小于所述第一预设值。
5.根据权利要求3所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,在所述判断在实际测量时转子测圆架的安装位置是否正确之后,在所述分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离之前,所述方法还包括:
对磁极吊装工装,测量转子磁轭圆度值、垂直度和磁轭绝对半径;
根据下列公式计算获得磁轭塑性变形量:
(6)
式中,为磁轭塑性变形量;/>为此次测量的转子磁轭平均绝对半径;/>为初始安装时的转子磁轭平均绝对半径。
6.根据权利要求1所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,所述分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,包括:
判断多个第二气隙值与分别对应的额定转速点是否存在线性对应关系,若是,则转子磁轭与转子支架之间无分离;若否,则转子磁轭与转子支架之间发生分离,调整转子磁轭与所述转子支架之间的紧度,且将多个第二气隙值与分别对应的额定转速点的关系曲线中出现明显拐点处对应的转速确定为发生分离转速。
7.根据权利要求6所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,所述调整转子磁轭与所述转子支架之间的紧度,包括:
根据下列磁轭加温公式对磁轭进行加温:
Δt=δ/(R×α) (7)
式中,Δt为磁轭加热温差;δ为单边涨量;R为磁轭外形尺寸;α为线胀系数;
转子磁轭与转子支架之间的温差达到Δt且转子磁轭的实际温度不超过130℃时,拔出磁轭垫片,增加磁轭垫片厚度,增加所述转子支架与转子磁轭间的紧度;
对磁轭进行降温,清理磁轭副键并增加接触面积以重新打紧,测量磁轭圆度值以确定所述转子测圆架的安装位置是否正确。
8.根据权利要求5所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,在所述分析判断转子磁轭与转子支架之间在额定转速下是否发生偏离,若是,调整转子磁轭与所述转子支架之间的紧度之后,所述方法还包括:
调整转子磁极圆度,检查和调整转子磁极平直度;
根据获得的磁极绝对半径、磁轭绝对半径和磁极垫片初始厚度,对各个磁极垫片重新进行安装固定以实现转子磁极上、中、下同一测量截面最大半径与最小半径差值小于第二预设值。
9.根据权利要求1所述的降低水力发电机组定子低频振动的方法,其特征在于,在所述对各个磁极垫片重新进行安装固定之后,所述方法还包括:
根据机组的结构特点改造相关连接结构和连接方式以实现机组在机坑内可单独吊出磁极进行调整;
通过所述机组在线监测系统分析确定出需要调整的磁极编号以及调整量,调整后对机组试运行以进行试验以判断调整后是否满足预设要求。
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