发电机磁轭键间隙分析与处理

李扬帆，毕旭

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

发电机磁轭键间隙分析与处理

李扬帆，毕旭

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山064309）

以实际案例分析了抽水蓄能机组磁轭键间隙产生的原因及处理过程，为国内其他抽水蓄能电站进行冷打磁轭键修理工作提供参考和帮助。

抽水蓄能；磁轭键

0 引言

该厂发电电动机为立轴、悬式、三相、50 Hz、空冷可逆式同步发电电动机，型号为MV840/240142-48，该厂发电机为意大利TIBB公司生产的。

发电机转子采用浮动式磁轭，磁轭键为冷打键，由一个主键和一个副键组成。发电机已运行23年，在机组检修期间，对发电机磁轭键间隙进行统计发现，磁轭键有较大间隙。

1 原因分析

该厂发电机组为抽水蓄能机组，机组有正反两个旋转方向。电机转子磁轭为全浮动式磁轭，在机组启动时，由于离心力的作用，磁轭键向定子方向运动，停机时离心力消失，依靠转子支架的拉力将磁轭键拉回。发电机已运行23年，常年往复运动，造成磁轭键有所磨损，在转子支架与磁轭间产生间隙。

2 施工流程

更换磁轭键施工流程见图1。

3 施工过程

3.1 转子磁轭键试拔

转子吊出之前选取间隙大（双边间隙和大于1 mm）的磁轭键进行机坑内试拔，确定磁轭键能够拔出后，再将转子吊出。发电机大盖板吊出后，根据之前磁轭键间隙的统计，选取5号磁轭键进行试拔。首先使用用气刨将主副键刨开，再将自制T型架点焊在磁轭键副键上，用10 t的液压千斤顶顶住T型架两端后开始试拔磁轭键副键。第一次试拔，T型架断裂也未能将副键拔起。重新制作T型架并选用机械千斤顶进行试拔，顺利将磁轭键副键拔出，并将主键拔出约10 cm后停止试拔，认为主键可以可靠拔出。

图1 施工流程框图

注：因磁轭键为冷打键，依靠副键打紧在主键上，所以在副键拔出后，主键可拔出，即可认为主键（键槽、主键无明显变形时）可顺利拔出。

3.2 转子吊出后修理

（1）转子吊出后，用水准仪测量转子的平衡，调整转子支架，进行转子水平的调整。主要数据如图2：

图2 水平调整数据

注：现场转子支墩比较单薄，并没有螺栓固定，使用千斤顶调整转子水平存在安全风险。根据施工现场实际情况，为了保证施工安全，不对转子中心体水平进行大幅度调整。

（2）转子水平测量完成后，制作磁极绝对半径测点，安装测圆架进行测圆，测量时选取磁极上、中、下三个部位进行测量并记录数据，与磁轭键修理完毕后测量结果进行对比，确定本次检修质量。检修前转子圆度测量数据如表1：

表1 磁极圆度及绝对半径测量记录（修前）单位：mm

（3）磁轭键拆除情况

按照制定方案进行磁轭键拆除，用同样的方法拆除3号（9号磁极）、6号（21号磁极）、7号（25号磁极）、9号（33号磁极）磁轭键，此四组磁轭键均可正常拔出。在拔10号磁轭键（45号磁极）过程中，施工人员用T型板将副键拔出后开始试拔主键，但是在主键拔出200 mm时，主键被卡住。尝试几次后，主键依然不能拔出。如果对此磁轭键进行强力破拆，可能造成磁轭键、磁轭键槽发生扭曲和变形，给键的尺寸测量、键槽尺寸测量带来极大的困难，极易影响键的安装质量，造成间隙不合格问题，为确保机组顺利完成检修工作，经与厂家技术人员协商，将此键打回，不做处理。

（4）磁轭键、键槽尺寸测量

使用内径百分表对键槽及磁轭键进行测量（深度达1 500 mm），测量出数据（键宽标准为90 mm）如表2。

表2 磁轭键测量尺寸单位：mm

由表2看出，磁轭键键槽呈喇叭口形状由下端向上端逐渐变大。发现此问题后，紧急向厂家及磁极键加工厂反馈，厂家回复此种磁轭键加工难度非常高，工期难以保证，且制作加工后的磁轭键不一定完全满足现场键槽的情况。后又经多次现场协调会决定，仅对拔出的磁轭键进行处理，不在继续拔出磁轭键。因键槽尺寸大部分呈变大趋势，所以决定磁轭键按照原尺寸进行精加工，运送厂内后，根据情况进行处理。

（5）磁轭键安装情况

1）旧磁轭键试验性回装：因转子长时间放置在主安装间内，下端依靠支腿将其支撑，在转子自重的作用下，整个转子磁轭将存在小幅度的变形。担心变形影响键的回装，所以在新键还未到厂这段时间，将旧键进行尝试性回装，保证新键安装不理想时，也能将旧键安装回去，确保工期能够按计划完成。在进行旧键回装时，拔出的旧键均能正常回装。

2）新键到厂后安装：新磁轭键到厂后，将磁轭键打入键槽，反复捶打进行紧固处理。但是新键安装过程中出现了很多问题。

（6）安装过程中的问题

1）新键不能顺利安装。除6号磁轭键（21号磁极）顺利安装外，其余磁轭键均经过打磨才能进入键槽。在9号磁极键（33号磁极）安装过程中，新磁轭键经过反复打磨，新键的尺寸已经小于旧键的尺寸，但是新键依然不能全部进入键槽。这样的新键就算进入键槽，磁轭键的间隙也会比之前的间隙大，更换新键的效果却比不上用之前的旧键，所以将旧磁轭键打回。

2）新键安装后依然有较大间隙。7号磁轭键（25号磁极）安装后，用塞尺测量磁轭键间隙。磁轭键右侧仍有较大间隙（0.75 mm）。

3）旧副键无法使用。在安装9号磁轭键（33号磁极）过程中，旧主键打回后，安装副键过程中，旧副键全部进入键槽也未受力，旧副键无法使用，只能更换新的副键。新副键又无法与主键完全契合，只能经过反复打磨，新副键才顺利安装。

全部处理完成，副键安装完成后，对全部磁轭键间隙进行测量，对间隙较大的加垫处理。测量磁轭键间隙数据如表3：

表3 磁轭键修理情况统计单位：mm

（7）副键安装完毕后，进行转子圆度复测

全部磁轭键处理完毕后，主副键进行焊接，探伤无异常，确保焊缝无裂纹后，对检修后转子圆度进行了测量，数据如表4：

将测量的结果与修理前的测量结果进行对比。对比图见图3（a）、（b）、（c）（排列顺序为上中下测点对比）：

由图3看出，检修后转子圆度较检修前圆度略好。

（8）磁轭键处理完成后，对转子进行清扫处理

用面团将气刨、焊接过程中的金属粉末清扫，清扫完毕后用吹风机吹扫，重点对转子磁极进行吹扫检查。清理完毕后，对转子做绝缘试验，第一次试验检测转子绝缘低于合格数据，拆除转子励磁钢母线进行清扫，清扫完毕后，再次摇绝缘，试验数据合格。

4 结语

本文从实际出发，记录了磁轭键修理过程，对其他单位进行磁轭键修理工作有一定的参考价值。不确定因素多、施工难度大等问题对于转子磁轭键修理有很大的影响，如果大家有更好的修理办法，欢迎您进行指正。

表4 磁极圆度及绝对半径测量记录（修后）单位：mm

图3 转子圆度修前、修后对比

TM312

B

1672-5387（2017）12-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.018

2017-11-01

李扬帆（1992-），男，助理工程师，从事水电厂电气一次设备维护与管理工作。