MatIab计算在水电站机组盘车及轴线调整中的应用

2018-10-08贾栋林

水电站机电技术 2018年9期

贾栋林

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明650032）

1 概述

厄瓜多尔科卡科多辛克雷（Coca codo Sinclair）水电站是我国对外承建的EPC合同中最大的冲击式水电站建设合同，其电站地下厂房装设8台单机容量205 MVA悬式立轴六喷嘴冲击式水轮发电机组，额定功率187.5 MW，额定转速300 r/min，飞逸转速530 r/min，额定水头604.1 m，是我国目前生产及厄瓜多尔国单机容量最大的立轴冲击式水轮机组。

机组盘车及轴线调整部位包括：集电环、推力头、镜板、转子、水机轴、转轮。机组盘车及轴线测量剖面如图1所示。

2 机组盘车

机组盘车采用在转子轴端部安装人工盘车装置，按顺时针方向推动机组转动部分旋转。盘车前在每个径向摆度测量部位的+X、+Y方向设置百分表，在每个轴向跳动测量部位的+Y方向设置百分表。抱紧一半数量的上导瓦，瓦与轴颈间隙控制在0.02～0.04 mm。盘车时启动高压油顶起装置，当镜板底面与推力瓦接触面间形成一层均匀油膜后，先连续推动旋转1圈，然后按标记点进行8等分逐点盘车，并记录各盘车点停稳后的静态数据。盘车过程中，在推力头上放置框式水平仪，推力头在整个盘车过程中的水平度应≤0.02 mm/m，若有超差，应微调推力瓦受力，使其满足要求。

3 应用MatIab软件分析盘车数据

图1 机组盘车及轴线测量剖面图

本文以4号机组为例介绍机组轴线数据分析方法，机组盘车数据如表1所示，表中省略了集电环、发电机法兰、水轮机法兰及转轮轴向盘车数据。

表1 4号机组盘车数据单位：0.01 mm

从表1的数据可以得出镜板最大摆度为0.08 mm，与推力头同心度为0.04 mm，满足后续盘车要求。根据镜板相对上导的理论摆度为正弦曲线这一概念，假设其曲线为Y=A+B×sin（X+C），根据表1得出镜板径向相对上导径向的摆度如表2所示。

表2 镜板径向相对上导径向的摆度值单位：0.01 mm

然后采用Matlab软件的lsqcurvefit函数对镜板相对上导摆度值进行最小二乘非线性拟合，其表达式如下：

clear all；

x=[0,45,90,135,180,225,270,315]；

y=[1,4,10,14,17,12,7,1]；

fun_curve=@(a,t) a(1)+a(2)×sin((t+a(3))× pi/180)；

x0=[0,45,90]；

parameter = lsqcurvefit(fun_curve，x0，x，y)；

A=parameter(1)；

B=parameter(2)；

C=parameter(3)；

subplot(2,1,1)；

plot(x,y,x,fun_curve(parameter,x),'r')；

xlabel(‘角度’)；

title(‘y值’)；

title(‘y=A+B×sin[(x+c)×pi/180]曲线拟合’)；

legend(‘原始曲线','拟合后曲线’)；

subplot(2,1,2)；

fai=0:1:360；

y_value=A+B×sin((fai+C)×pi/180）；

plot(fai,y_value)；

xlabel(‘角度’)；

ylabel(‘Y值’)；

title(‘y=A+B×sin[(x+c)×pi/180]曲线拟合’)；

legend(‘理论曲线’)；

通过拟合程序在Matlab中运行，可以在Matlab工作区中得到 A=8.25，B=-7.89，C=102°。当 a=0°、45°……315°时其理论摆度值为y_value。其测量摆度值与理论摆度值偏差很小，如图2和表3所示；其理论曲线是正弦曲线，如图3所示；综合以上结果，可判断盘车数据准确，可以作为轴线调整的依据。