孫 波，王鴻騰，周 捷

(華電電力科學研究院有限公司，浙江 杭州 310000)

1 概 述

周寧抽水蓄能電站位于福建省周寧縣境內(nèi)，距離福州市110 km，距寧德500 kV變電站直線距離33 km。站址送、受電條件好，地理位置較優(yōu)越；利用水頭420 m，距高比2.55，技術(shù)指標優(yōu)越；上下庫均具備較好的天然地形、地質(zhì)條件，輸水系統(tǒng)與地下廠房建廠條件均好；水庫淹沒區(qū)和工程樞紐區(qū)無拆遷人口，建設(shè)征地和移民安置難度小，水庫淹沒損失小，無環(huán)境制約問題。

該電站投產(chǎn)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)機組擺度超標，為保障機組安全穩(wěn)定運行，查出擺度超標的原因，對3號機組開展動平衡試驗，判斷是否存在不平衡情況，并尋找解決辦法(見表1)。

表1 機組主要技術(shù)參數(shù)

2 試驗方法

2.1 基本步驟

(1)機組在水輪機工況空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，記錄變轉(zhuǎn)速過程，每個工況點穩(wěn)定運行3～5 min，數(shù)據(jù)記錄1 min[1]。

(2)對振動擺度信號進行分析。

(3)停機，根據(jù)分析結(jié)果判定是否需要配重；如需配重，計算配重塊重量和確定配重塊安裝的方位。

(4)重復(1)～(3)步驟，直至機組振動擺度數(shù)據(jù)達標或滿意為止。

(5)機組在水輪機工況空載狀態(tài)下，逐步給勵，記錄變勵磁過程數(shù)據(jù)，每個工況點穩(wěn)定運行3～5 min，數(shù)據(jù)記錄1 min。

(6)對振動擺度信號進行分析。

(7)停機，根據(jù)分析結(jié)果判定是否需要配重；如需配重，計算配重塊重量和確定配重塊安裝的方位。

(8)重復(5)～(7)步驟，直至機組振動擺度數(shù)據(jù)達標或滿意為止。

(9)機組在水泵工況下，穩(wěn)定運行3～5 min，數(shù)據(jù)記錄1 min。

(10)對振動擺度信號進行分析。

(11)停機，根據(jù)分析結(jié)果判定是否需要配重；如需配重，計算配重塊重量和確定配重塊安裝的方位。

(12)各試驗工況運行結(jié)束后，確認試驗結(jié)果正常，數(shù)據(jù)采集記錄完整。

2.2 試驗測點與對應傳感器

試驗測點包括機組擺度、振動等，具體分布情況如下所示(見表2)。

表2 測點與對應傳感器統(tǒng)計表

2.3 配重方法

采用相位法配重[2]。

(1)在上、下機架互成90°的兩支腿方向各安裝振動傳感器，測量上、下機架水平振動幅值。上、下機架振動測點方向應對應。

(2)在發(fā)電機導軸承安裝電渦流傳感器測量軸擺度，方位與上機架水平振動測點一致。

(3)在上機架安裝垂直振動傳感器1個，方位與測水平振動的測點對應，位置相近。

(4)在轉(zhuǎn)軸上用鍵相塊標記鍵相信號，同時在發(fā)電機轉(zhuǎn)子相同位置處作標記，以此定為0°角。在機組固定部分固定電渦流傳感器，位置可以在水平或垂直位置。

(5)試重量按試重公式計算，但應視上、下機架振動值大小確定。由于發(fā)電機在轉(zhuǎn)子下端面加試重比在轉(zhuǎn)子上端面加試重后反應更靈敏，需綜合計算分析后再確定上下端面各加多少試重。試重公式如下：

式中，P為試重量(kg)；G為轉(zhuǎn)子重量，一般以發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配重量計(kg)；n為動平衡試驗時機組轉(zhuǎn)速(r/min)；r為試重半徑(m)。

(6)在發(fā)電機轉(zhuǎn)子的確定位置上試加重量，對振動數(shù)據(jù)進行采集記錄。

3 試驗結(jié)果分析與評價

配重前，機組運行在空轉(zhuǎn)狀態(tài)時，下導軸承+Y擺度幅值、定子機架+Y水平振動幅值、上機架+Y水平振動幅值均超過了規(guī)定的限值[3]。

經(jīng)與電廠協(xié)商研究，決定通過轉(zhuǎn)子配重方式對其進行處理。最終，在轉(zhuǎn)子的#5磁極的上部增加26 kg的配重塊；同時，與#5磁極相鄰的#4磁極、#6磁極的上部，各增加4.5 kg和8.5 kg的配重塊。在轉(zhuǎn)子的#5磁極的下部增加40 kg的配重塊。同時，在#7磁極的下部增加3 kg的配重塊。

配重后，在空轉(zhuǎn)狀態(tài)和空載狀態(tài)下，機組的上導擺度幅值、下導擺度幅值、水導擺度幅值、上機架水平振動幅值、上機架垂直振動幅值、下機架水平振動幅值、下機架垂直振動幅值、頂蓋水平振動幅值、頂蓋垂直振動幅值、定子機架水平振動幅值均滿足了標準的限值要求(見表3、表4)。

表3 機組動平衡數(shù)據(jù)匯總表(一)

表4 機組動平衡數(shù)據(jù)匯總表(二)

4 結(jié) 論

周寧抽水蓄能電站3號機通過配重，下導軸承+Y擺度幅值、定子機架+Y水平振動幅值、上機架+Y水平振動幅值下降明顯，且機組的上導擺度幅值、下導擺度幅值、水導擺度幅值、上機架水平振動幅值、上機架垂直振動幅值、下機架水平振動幅值、下機架垂直振動幅值、頂蓋水平振動幅值、頂蓋垂直振動幅值、定子機架水平振動幅值在所有工況下均滿足了標準的限值要求，動平衡配重工作達到了預期效果[4]。