喀麦隆曼维莱水电站发电机定子组装浅析

汤明春

(中国水利水电第十六工程局有限公司,福建 福州 350000)

1 发电机主要参数

具体如表1所示。

表1 发电机主要参数表

2 九等分导向键弦距

定子整圆包含72根导向键,导向键仅作为铁芯叠装时导向用,铁芯叠片完成后所有导向键都将被抽出。导向键的半径、垂直度直接决定了铁芯的半径与垂直度,弦距的好坏则决定了扇形冲片能否顺利地叠装。而九等分弦距为后续等分弦距、叠片进度奠定基础[1]。

基准键固定完成后,插入其它8根导向键将定子整圆九等分。取一根DN12镀锌钢管,自制九等分弦长测杆。测杆一端焊接一块圆形垫片,垫片适当的位置开一卡槽,测杆另一端装一块百分表。测量九等分弦长时,将测杆垫片端卡在基准键的一条棱上,测杆另一端的百分表测头顶在被调整导向键的一个面上作上下移动。读取百分表数值,并作相应记录。每一根导向键从上到下测量4个点位,分别对应4个定子环板位置。定子整圆测量完成后,根据测量的数据求取九等分弦长的平均值。

按弦长平均值调整弦长至质量合格。

3 铁芯高度的控制

为了精确控制铁芯高度,必须以实测叠压系数计算出每段铁芯的叠片层数。并在叠片过程中及时测量每一段铁芯的段高,根据前一段铁芯的段高来调整后一段铁芯的叠片层数。

一般来讲,第1段和第35段是包括有齿部开槽的特殊冲片段,第2段到第34段是普通片段。普通片段30mm的高度范围内包括有1层0.7mm厚度的端板,1层0.7mm厚度的通风槽底板,1层0.2mm厚度的绝缘片。可以计算出每一段普通片的理论高度是30-(0.7+0.7+0.2)=28.4mm。因此理论上每一段铁芯的普通片层数是28.4÷0.5=56.8(层),实际中由于叠压系数的存在,每段铁芯的普通片层数必定小于56.8层。

第1段铁芯可直接按设计高度叠片并测量其段高,根据测得段高相应地增减普通片层数,使铁芯高度达到30mm。从第2段至第34段,已经预算出每段普通片层数小于56.8层。第2段铁芯可暂叠55层普通片,然后测量第2段铁芯高度。定子整圆均布18个测点,求取段高平均值。实测平均段高29.1mm,因为第2段的第一层冲片是0.7mm厚端板,所以55层普通片实测高度为29.1-0.7=28.4mm,而55层普通片的理论高度为0.5×55=27.5mm,求得叠压系数为27.5÷28.4=0.9683。

以理论层数和叠压系数求得每段铁芯的普通片层数当是56.8×0.9683=55层。第2段到第34段铁芯都以55层为叠片基数。每叠完一段铁芯,就求取该段铁芯的段高平均值,将段高平均值与28.4mm的设计高度相比较,求取二者差值A。经过多段铁芯叠装后,求累计值∑B=A1+A2+A3…。一旦∑B=-0.5mm或+0.5mm时,在下一段的叠装过程中就相应地增加或减少一层0.5mm厚度的普通片,用以抵消累计误差值∑B。

4 拉紧螺栓的预紧步骤方法

发电机定子机座结构型式为底部大齿压板,上部小齿压板[2]。固定铁芯的零部件包括大、小齿压板,拉紧螺栓、蝶形弹簧等。拉紧螺栓将预紧力施加到铁芯两端的齿压板上,籍齿压板压指再加到铁芯上,固定定子铁芯。M42拉紧螺栓共计144根,其中72根带鸽尾拉紧螺栓又作为定位筋使用,并通过拉块固定在机座环板上。

预装上齿压板及碟簧、M42螺母、M36调整螺栓。以65mm敲击扳手,以相同的的力量逐个逐圈地预紧M42螺母,直至单个人的力量不能扳动螺母为止。此时齿压板压指基本与铁芯水平压紧,顺时针旋转M36调整螺栓轻轻顶住机座上环板。以拉块两侧与铁芯背部的间隙相等为准,调整鸽尾拉紧螺栓到正确位置,楔紧拉块。搭焊上环板处的拉块(防止拉紧螺栓在受到扭矩时“跟转”,偏离正确安装位置。若搭焊中、下环板上的拉块,则被焊拉块以上到M42螺母的整段螺栓在铁芯压紧完成后都处于受扭预紧应力的状态,对螺栓产生不利影响)。将M42拉紧螺栓底部的螺帽全部搭焊在定子机座上。

铁芯整圆共计36块上齿压板。每块齿压板上预紧4根M42拉紧螺栓,齿部预紧6根M16临时拉紧螺栓。M42拉紧螺栓分三次预紧,第一次预紧扭矩400 N·M,第二次预紧扭矩1000 N·M,第三次预紧力矩1500 N·M。M16螺栓每次预紧扭矩70 N·M。每次先预紧M16螺栓,再预紧M42螺栓。以对称原则预紧螺栓。

预紧工作完成后,让铁芯静置24小时释放其内部应力,再次以最终扭矩拧紧所有拉紧螺栓。测量铁芯高度、半径。当铁芯波浪度超过3mm时可在高度较小的位置插入调整冲片,补偿高差。

靠近上齿压板的3至5段铁芯局部区域会因预紧力的作用而使半径变化。对局部半径变化,可采取“松开拉紧螺栓——转动M36调整螺栓——拧紧拉紧螺栓”的方式调整半径至合格状态。

最后,拆除M16预紧螺栓,测量同一半径方向上铁芯的齿部高度和背部高度,铁芯齿部高度宜小于背部高度2～3mm。

5 结语

经过曼维莱水电站4台发电机定子的组装,个人学习、累积了一些经验方法。限于水平,多为浅见,在此分享出来,希望对后续同类型的机组安装工作具有一定的借鉴意义。