在现场进行发电机转子装配过程中,3台机的转子磁轭在叠完压紧后均出现圆度超标(见表1.标准要求是:圆度不大于设计空气间隙值27 5 mm的3 5%,即0 96 mm),这种现象为施工单位首次碰到。
表1索风营水电站发电机磁轭叠完压紧后的圆度实测值机组各测量部位的圆度/mm上部中部下部1号机3. 81 + 2. 49 - 2. 07 4. 46 + 1. 38 - 1. 80 4. 92 + 0. 77 - 1. 18 2号机5. 26 + 1. 44 - 1. 33 6. 01 + 1. 23 - 1. 13 5. 98 + 1. 18 - 1. 11 3号机5. 11 + 1. 59 - 1. 28 5. 11 + 0. 96 - 0. 59 4. 72 + 0. 68 - 0. 76 1 2转子磁轭圆度超标的原因分析经分析后认为,转子磁轭圆度超标主要由以下原因所致:(1)转子测圆架组装的精度不够。转子测圆架为散件需在工地现场进行组装,组装时测圆架中心体与转子中心体间采取止口配合方式:先用塞尺测量对称4个方向的间隙,然后用顶丝调均、把紧组合螺栓;测圆架外罩与测圆架中心体的同心同轴度,采用3个互成120角的调整顶丝调整;测圆架外罩的调整,采取在外罩外圆X,Y方向架百分表的方法,即先用深度尺在3个调整顶丝处测量、调整外罩外圆与测圆架中心体的间距使其均匀,然后盘动外罩依外罩摆度值再次调整,最终保证测圆架外罩摆度值在0 20 mm以内。但在测圆架外罩圆度调好后,在外罩内镗口架百分表测量其圆度时,就发现外罩内镗口摆度值偏差在0 50 mm以上,导致安装完测圆架支臂后无法在外罩外圆处架表对外圆摆度进行监测;而外罩内镗口因圆度加工粗糙,故在内镗口监测摆度的意义不大。
(2)设计对磁轭凸键的圆度偏差的要求是在测圆架上、中、下部架百分表测量时不得大于到货钢带的最薄厚度0 30mm,以保证磁轭凸键半径及圆度,即其半径与设计半径之差要在0 15mm以内并保证其上下的垂直度。但在转子磁轭叠片前磁轭凸键已预先配垫至图纸设计尺寸(上、中、下用门式夹夹紧),叠片中即发现磁轭圆度偏差越大,且此处磁轭与磁轭凸键之间的间隙也越大。分析其原因是:设计磁轭凸键与副立筋间的加垫值需6mm以上(设计单侧紧量2 mm),而到货的钢带薄(到货钢带厚度规格只有3类,即0 30,0 50,1 5mm),故造成所加垫片层数多、用门式夹夹紧的力量大,导致磁轭凸键左、右倾斜,对磁轭叠装的质量产生了影响。
(3)磁轭上段为带鸽尾槽冲片,其他段为不带鸽尾槽冲片,系采用2种冲模加工而成,2种冲模之间的差异造成了磁轭圆度的差异,从表1中的测量数值来看,几台机都是上段的圆度最差。
1 3磁轭圆度超标的处理方法(1)转子的径向尺寸系采取转子磁极与磁轭间程调整磁轭圆度至合格范围;在磁极加垫中调整转子的径向半径、圆度使其达到优良等级。
(2)依磁轭圆度,特别是每个轮臂对应的几点圆度进行加权平均,计算出每个轮臂调整圆度所要加的垫片厚度值,再加上每个轮臂磁轭凸键与磁轭铁芯键槽底的间隙值及设计热打键紧量(单边紧量2 mm),并综合考虑磁轭的实际膨胀量后进行加垫调整;在磁轭冷却过程中,采取圆度偏大处先冷却、圆度偏小处后冷却的方法再次调整。
经过以上方法处理后,在磁轭热加垫冷却后测得的转子磁轭圆度见表2,1号机的质量合格,2号和3号机的质量达到优良。
表2索风营水电站发电机磁轭经热加垫冷却后测得的圆度机组各测量部位的圆度/mm上部中部下部1号机4. 0 + 1. 15 - 0. 75 4. 24 + 0. 89 - 0. 83 4. 29 + 0. 86 - 0. 59 2号机4. 82 + 0. 61 - 0. 46 5. 38 + 0. 62 - 0. 60 5. 78 + 0. 52 - 0. 78 3号机4. 57 + 0. 63 - 0. 77 4. 78 + 0. 42 - 0. 97 4. 69 + 0. 71 - 0. 64 2转子磁轭加热及副键处理2 1转子磁轭装配中出现的问题索风营水电站2号发电机在转子磁轭热加垫过程中,磁轭产生了沿顺时针方向由下游侧(洞口处)向上游侧的旋转性偏心。为处理该旋转性偏心问题,在顺时针单侧打磁轭副键进行热态赶圆,但当逆时针侧磁轭副键全部打入2 /3深度左右时出现了烧键现象。
2 2原因分析2 2 1转子磁轭产生旋转性偏心的原因(1)在转子磁轭热加垫过程中,因工区停电及加热片线路老化曾多次出现短路,致使磁轭反复处于膨胀与收缩的状态。
(2)控制磁轭偏移的2对磁轭副键,因影响磁轭热膨胀在加热24 h后被拔出,从而使磁轭处于了自由的膨胀与收缩状态。
(3)2号机转子磁轭加热时正处于深秋季节,转子一半处于洞口冷风吹罩下,另一半处于地下厂房上游墙(室内保温状态下),导致转子磁轭加热速度与冷却速度的不均匀。
(4)厂家制造的加热片全部是履带式加热片而没有能插到通风槽内的加热器,因此只能将加热片挂在磁轭内、外圆侧及下端对磁轭进行加热,故无法对铁芯内部加热。
正是由于这些原因,导致转子磁轭在多次膨胀与收缩过程中产生了沿顺时针方向由下游侧(洞口处)向上游侧蠕变迁移(偏心)现象。
2 2 2逆时针侧磁轭副键全部研烧的原因(1)由于磁轭副键长度的设计值相对磁轭凸键只长200 mm左右,在顺时针侧打磁轭副键赶圆时此磁轭副键可能未打到根部,产生了磁轭上、中端移动量多些而根部移动量少些的结果,从而改变了磁轭凸键与副立筋上、下间隙值的比例。
(2)用游标卡尺测量磁轭副键两端厚度及磁轭凸键与副立筋两端的间隙值,发现磁轭副键薄头(小头)的厚度大于磁轭凸键与副立筋下端的间隙。
因以上原因,为防磁轭冷缩过程中沿未受力方向(逆时针方向)偏移而产生反向偏心现象,在全部逆时针磁轭副键打入2 /3深度左右时,磁轭副键与副立筋间出现了烧键现象。
2 3处理方法(1)磁轭凸键与副立筋槽底间依设计图纸要求需加6 mm以上的垫片,鉴于到货的加垫钢带厚度规格只有0 3,0 5,1 5 mm(Q235钢板)3种,故依加垫设计值加垫时层数就较多,层与层之间都有间隙,不利于垫片加入,特别对膨胀间隙较小者更是如此。因而,对于比较难加的4根副立筋,采用了上、中、下厚度比较均匀的4 mm和3 mm扁钢代替厂家供货的钢带,并随同磁轭凸键用大锤锤击加入。
(2)对被烧的磁轭副键的处理:由于磁轭凸键与副立筋之间的间隙非常小,副立筋侧面上的研点无法处理掉,采取了在磁轭副键滚球研点处开沟槽的方法。所开沟槽的长度应考虑磁轭副键的打入深度还要再加长100 mm、宽度要宽于研点宽度1 2 mm、深度比研点划痕深度要深1 2 mm,以保证副立筋侧面上的研球在沟槽内滑行不再与磁轭副键产生滚球烧键,并依磁轭副键与副立筋之间的实际间隙、斜度对磁轭副键进行了再次研配处理。磁轭副键的紧度采取拔出副键检查研点分布及接触面积,并用小手锤敲击观察副键蠕动和听声音的方法检查。检查合格后将磁轭副键与副立筋端面搭焊固定。
3转子装配的改进想法及经验教训(1)转子测圆架内镗口加工精度应提高,以便于架表监测测圆架的摆度,防止测圆架调整顶丝无意撞击等原因造成测圆架外罩摆度的变化,从而影响圆度测量精度。另外,可考虑如果转子测圆架采用定子测圆柱结构的方式,是否更便于监测测圆架与转子中心体的同心度(2)转子磁轭加垫应要求厂家供应一些较厚规格的垫片,这样在磁轭预配垫中每个磁轭凸键后就索风营水电站的金属结构设施,根据枢纽总体布置和电站运行要求分为施工导流系统、引水发电系统和泄洪系统3个部分,共设置有闸门16扇、拦污栅15扇、门(栅)槽35道、启闭设备15台套,金属结构总重量约5 500 t.
施工导流系统:在导流洞进口设置12 m 14 m(宽高)封堵平面闸门1扇,由2 4 000 kN固定卷扬式启闭机操作,其设计条件是保证导流洞封堵后能承受820 m高程泄流的水头。
引水发电系统:引水发电洞共3条,在发电洞进水口依次设置有拦污栅、检修闸门和快速事故闸门的门槽。每条发电洞进水口布置5孔拦污栅,由设置在进水口的拦污栅单向门机通过吊梁静水提放。
每条发电洞进口拦污栅门槽后都设置有检修门槽,但3条发电洞共用1扇检修闸门,由进水口双向门机主钩通过液压自动抓梁静水提放。每条发电洞在检修门槽后布置有快速事故闸门门槽及快速事故闸门,由3台液压启闭机分别进行动水闭门、静水启门的操作。每条尾水洞出口布置有检修门槽及检修闸门,由固定式卷扬机静水提放,按一门一机布置。
泄洪系统:大坝溢流坝段有5孔溢洪道,每孔布置有检修门槽,但共用2扇检修闸门,由坝顶单向门机主钩通过液压自动抓梁静水提放;每孔都设置有弧形工作闸门,由5台表孔弧形门双缸液压启闭机进行动水启闭。
1闸门、启闭机的设计布置方案1 1引水发电系统闸门、启闭机布置索风营水电站水库正常蓄水位837 0m,死水位822 0m.发电洞进口位于大坝右侧,进口底板高程为798 5 m,进水塔平台高程为843 8 m.
1 1 1进水口拦污栅及启闭机布置每条发电洞进口5扇拦污栅的尺寸都为3 4 m 23 5m,3条洞共15扇。为便于静水清污,各发电洞进水口之间设置有隔墩,故每条洞在拦污栅后的水流不连通。拦污栅形式为直立、平面、滑动式,设计压差4m.为监视拦污栅前后的压差情。