1机组动平衡试验

吉勒布拉克水电站1#机组动平衡试验前言水力机组运行的稳定性直接影响到电力系统的安全运行。机组的振动是造成机组不稳定运行的一个重要原因。克服此类不稳定的因素是水力机组检修中的一项重要任务。一般来说，由于机组在制造、安装等机械方面的原因，在运转中都不可避免地存在着不同程度的振分理处，这是不可能完全避免和消除的现象。只要将振动限制在允许的范围之内，它对机组本身及其运行并不会造成危害，也就是说可以保证机组稳定运行。然而，当机组的振动超过允许的范围，或振动的频率同机组的某固有频率产生共振时，就会严重地影响到机组的安全运行。水轮发电机组的振动大部分原因是因转动部件不平衡造成的。这种不平衡力主要来自于机械不平衡（水轮机质量不平衡、发电机转子质量不平衡、轴线曲折、导轴承间隙计整不当、推力轴承未调整好、推力头卡环配合松动）、电磁不平衡（转子圆度差、发电机空气间隙不均匀、匝间短路、三相不平衡）和水力不平衡（水轮机止漏环间隙不均匀、导叶开度不均、泄水锥脱落等）。其中发电机转子质量不平衡是造成机组振动的主要原因。如果机组振动确实是因发电机转子的质量分布不平衡而引起的，则必须作动平衡试验。对于部分由于电磁不平衡或水力不平衡引起的振动，也可以通过在发电机转子上配重来减少部分不平衡，降低振动。新疆吉勒布拉克水电站1#机组在运行过程中，从机组振摆系统显示的数据来看，振动略有超标，而且上导摆度比水导摆度大，初步分析是由于机组转子动不平衡引起的，因此在现场对机组进行了动平衡试验。1动不平衡试验方法动平衡试验，就是人为地改变转子的不平衡性，从面消除由不平衡所引起的转子质量不均匀造成机组振动。动平衡试验的方法：采用三次加重法进行动平衡试验，使机组在额定转速下运转，首先测出其振动值μ0的大小；然后顺序地在机组转子的同一半径互成120°的三点逐次用同一试重块加重，分别启动机组再次在额定转速下运转后，测出新的振动值（μ1、μ2、μ3），根据不平衡力和振动值的关系，用作图法求出需加配重块的大小和方位，进行加重，利用配重块所产生的附加离心力去平衡原有的不平衡力，达到减小振动的目的。动平衡试验的内容包括：⑴振动的测量；⑵试重块的选择；⑶重新测振动，求出平衡重的大小和方位；⑷在对称的位置加配重，以消除或减小振动。2试重块的选择在进行动平衡试验时，要选择试验应加的配重，其质量太大了，产生的离心力过大，会造成机组振动过于激烈；太小了，机组振动的幅值变化不大，影响了试验的精度。试重块选择恰当，其新的振动幅值与原有的振动幅值有较大的区别，方能判定出试验的效果。根据公式m0=（0.2～2.5）2HnRGg确定试重块的重量。其中G为转子重量，为95260kgg为重力加速度，为980cm/s2R为加重半径，为132cmn为机组额定转速，为375r/min该机组转速较高，系数取2.5所以试重块重量为kgm57.12375132980952605.220考虑取整，选取试重块重量为15kg。3振动测量考虑机组振摆系统显示数据与手持式测振仪测得数据不一致，以手持式测振仪测得的数据为准。机组在未加重及三次加重时分别测得振幅值为：μ0=0.036mmμ1=0.032mmμ2=0.047mmμ3=0.029mm4求配重块的大小及方位用四圆作图法求得配重块的大小及方位（见下页图1）。4.1取任意点为圆心，15mm为半径（按试重块重量以1mm/kg的比例确定）画试重圆OABC,A、B、C三点相隔各120°。4.2连AB，做垂线AA’=AA”=100×0.032=3.2mm；BB’=100×0.047=4.7mm（1mm长代表0.01mm的振幅）。连B’A’并延长与BA的延长线交于点E；连B’A”并与AB线交于点E”。以EE”为直径画轨迹圆OAB。图1：配重大小及方位示意图4.3连BC，做垂线BB’=100×0.047=4.7mm；CC’=CC”=100×0.029=2.9mm。连B’C’并延长与BC的延长线交于点F；连B’C”并与AB线交于点F”。以FF”为直径画轨迹圆OBC。4.4轨迹圆OAB与轨迹圆OBC交于D及D’。由于轨迹圆OCA也交于D及D’，此处省略不画。4.5连DO及D’O，测得DO=46mm；D’O=mm真实不平衡质量mmDAmA5.4728.42032.0036.0'0≈46mm因此DO为原不平衡质量。4.6实际应加配重的质量是kgmOADOm4615154604.7配重位置如图所示，544.8增加配重在转子半径132cm处，从C点向A点偏移54°处加配重46kg，使转子获得平衡。5增加配重前后振幅数据对比增加配重前后从机组振摆系统显示的振幅数据如表1。表1：机组配重前后振幅值对比表部位加重前振幅值（μm）加重后振幅值（μm）上机架x向水平振动8211上机架y向水平振动7413上机架垂直振动2520定子机座x向水平振动507定子机座垂直振动206下机架x向水平振动8237下机架y向水平振动6843下机架垂直振动1910从上表数据可以看出，增加配重后机组的各部位振幅值大为减小，效果明显。6试验人员姓名工种吴文火负责人（工程师）方尚全电焊高工张淼机械高工彭清华电气工程师2014年5月16日