浅析大型水轮发电机组机械电动盘车技术

陶亮

摘 要：大型水轮发电机组在安装过程中把一个机械盘车和电动盘车两种方式，机组盘车对单元轴调整中发挥着关键作用。柘溪水力发电厂推力轴承设置3个波纹弹性油箱和弹性金属塑料瓦，打开框架安装完成后进行盘车，采用机械电气盘车装置，其特点是：纯力偶矩驱动器，统一速度、停止点准确，使转子处在自由状态下，轴向径向无干扰，较高的可控性。

关键词：水轮发电机组；机械电动盘车；柘溪水电站；机组轴线；轴线调整

0 引言

在大型发电机的维护，经常需要慢慢旋转整个单元部分，也就是盘车。电动盘车转子和发电机接上直流电，分别使用固定的交叉作用力，使缓慢的旋转。电动盘车速度甚至更容易控制而且受力均匀，单元轴向的影响很小，机组转动位移的可控性高于机械转动的盘车方式。因此，测量和调整机组轴线和磨削轴承垫等，一般采用电动盘车的方法。

1 单位的基本概况

柘溪电厂位于湖南省中部，在安化县境内长江支流资水中游的。1962年投产发电，总装机容量为1015MW。柘溪电厂4号发电机，型号TS854/190-44，额定有功功率75MW，额定电压13.8kV，额定电流3690kA，通风系统为双路斗型风扇封闭循环，哈尔滨电机厂1966年制造，1968年投入运行。1985年，经过一系列改造，发电机出力由72.5MW提高至90MW。

2 盘车目的、方法和盘车装置

水轮发电机组转动部分一般是采用人工的方法，将机组慢慢转向、逐点转动，使用的主要方法一般是百分表测量机组轴线相关部分摆度。盘车过程是水电机组安装的过程中是非常重要的程序数据的好坏直接影响水力发电机组的安全稳定运行，所以盘车的整个过程要保证真实有效。盘车要通过以下3种测试工作：

（1）轴是否垂直；

（2）水、发主轴是否同心；

（3）透镜板和轴线是否垂直。

只有满足上述3个条件，才会达到转向的效果。

柘溪水力发电厂使用的是机械电气盘车设备，是哈尔滨丰溢电力设备有限公司研究和开发的新型产品。一般设备通过固定上机架6电机协调制动机制，推动发电机端板上齿轮轴，形成一个作用于机组转动的纯力偶力矩，从而实现缓慢均匀旋转驱动。转动方向和机组操作方向为顺时针，电动盘车型号为FYP100-2，转动速度是15分钟/rpm，摆线针轮减速机和驱动电动机功率3kW.电动盘车装置结构如图1所示。

3 盘车应具备的条件

根据柘溪水力发电厂水电站机组的设计结构，确保机组盘车数据的真实可靠，机组盘车前应具备以下条件：

（1）保证每一块推力轴承瓦受力均匀，镜板处于绝对水平状态。

（2）4块下导瓦固定在4个軸线方向，使下导瓦和发电机转子轴滑（轴领）0.02～0.05mm之间的间隙，是要是为了防止轴线的径向位移，并根据轴环和下导瓦涂上洁净的透平油。

（3）上机架安装完成后，上机架径向基在储备基坑预留钢筋时，焊接要牢靠；定子坐标系与上机架轴使用同一块连接的焊接、固定，顶丝在定子顶部的底座板上顶紧。

（4）驅动电机和减速机在整体和上机架帧中央36颗M24×70和36颗M12×70螺栓栓紧、牢靠。使用20颗m24×60和20颗M56×100螺栓使盘车大齿轮支座和上轴顶部栓紧牢固。

（5）清除转动部分和固定部分的异物。

（6）固定部分和转动部分之间间隙的检查，保证旋转部分旋转一圈和固定无摩擦和触摸。

（7）在每盘车前用刹车片顶转子5mm，锁定制动后，镜板之间和推力瓦涂干净的透平油作为润滑剂，使其减少摩擦，均匀涂抹表面形成一层很薄的油膜。

（8）各层百分表通过读取和记录，统一指挥，逐点进行测量并记录。

4 盘车工艺

4.1 测量点选择和位置的设定

根据柘溪水电机组的结构特点，根据导轴承轴颈、下导轴承轴颈、水导轴承轴颈、发电机轴法兰、涡轮机轴法兰、镜面板、表面镜面板、圆柱转子中心体低，转子中心体分裂圆头，推力圆柱总共10各部位，+X+Y现场建立了20块的百分表，作为盘车转折点，相应的对应要求。对每一个测量位置进行编号根据1～8沿着逆时针的顺序，平均分为8个相等的部分，每个部分对应点，上下相应的，在每一个监测站点有8各测点，十个部分共80分。

4.2 盘车测量

空转第一转，研究人员密切关注每个地方有没有异常，无一例外，确保电动机运行是可靠的。第一圈空转无异常后，所有的百分表归零，把起始点数据进行记录，并开始1环盘车。每转动一个点，停止运行，进行数据记录，直到回到最初的起点，完成第一圈盘车。需要重点注意的是，记录数据点要具有可靠性，每一个停止，确定传动齿轮和轴系脱开，保证整个轴系不受干扰影响，让轴系处于一个自由状态，消除轴系产生倾斜的现象。所以每一个停车点都要电动翻转电机，使得传动键轴脱离大轴。

盘车时一般采用百分表测量测点数据，在记录的时候，分配四人分别在4个部分来测量，测量项目一般分为：转轮上下宫间隙测量；测量转子之间的气隙。测量时：在底部上定1点测量；转轮上定1点测量；定子组1点测量；固定在转子1点测量，共4个部分。把百分表调为零，确保盘车数据的正确性，进行第二次盘车和记录数据，进行两个盘车数据进行对比分析，得出相对准确的数据。

5 盘车的注意事项

（1）转子支臂上的倒钢丝绳工作要采取防止人员和物品坠落的措施。

（2）盘车中需进行的检修工作时，应将风闸投入，顶起转子。

6 盘车数据分析

柘溪水力发电厂1号机组整体盘车后，+X+Y方向转动的方向数据吻合，盘车+Y面板数据。

柘溪电站盘车关于尺寸：镜板直径4.8m，水轮机轴向长度5.29m，发电机轴向长度6.235m，上导轴承中心在摩擦表面镜面板间距4.815m，镜板摩擦表面下导轴承中心间距2.44m，镜板摩擦表面至水发联组合表面间距5.23m，镜板之间的摩擦表面和水导轴承中心间距8.589m。在上、下导轴承和法兰的位置，相对摆度不大于0.03mm/m，水导轴承位置，摆的相对程度不大于0.05mm/m，在任何情况下，水导轴承摆的绝对摆度不得超过0.35mm。

盘车摆度偏差计算：

（1）上导轴颈最大净摆度0.1mm，相对摆度：0.1mm/4.815m=0.02mm/m<0.03mm/m，满足要求。

（2）在低轴法兰最大净摆度为-0.04mm，涡轮机轴法兰最大净摆度0.11mm，相对摆度：0.11mm/5.23m=0.02mm/m<0.03mm/m，满足要求。

（3）水导轴颈和最大净摆度0.07mm，相对摆度：0.07mm/8.589m=0.008mm/m<0.03mm/m，满足要求。

（4）测量镜板最大轴向跳动0.06mm<0.2mm，满足要求。

从盘车转向计算数据，4号机组轴线相对较好。

7 结束语

实践证明，柘溪水水电站水轮发电机组的机械电气盘车方法简单，易于现场操作，节省时间，节约能源，停止点准确，没有虚度时间，轴在轴向和径向无干扰，高精度盘车，方式也比较灵活，可以真实的反应轴线的状态。根据柘溪水力发电厂4号组实践结果，机组振动和摇摆的程度数据满足设计和规范要求，说明这种方法和程度的计算是可行的。

参考文献

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（作者单位：湖南省电力公司柘溪水力发电厂）