淺析東芝公司汽輪發(fā)電機轉子動平衡及電氣試驗

摘 要：文章隨著機組在線振動監(jiān)測與診斷技術在發(fā)電領域的應用，發(fā)電機制造廠商對轉子動平衡精度要求及匝間短路判斷精度越來越高。筆者就東芝公司汽輪發(fā)電機轉子制造過程中有關動平衡及匝間短路試驗等進行交流和探討。

關鍵詞：振動監(jiān)測；動平衡；匝間短路

1 動平衡前的一些準備工作

1.1 轉子對組后用一個封閉罩罩上，在罩子的兩側及中間位置裝若干測溫元件，以監(jiān)測罩內(nèi)溫度。

1.2 如果是有同軸勵磁機的，勵磁機先不連接，而用臨時的導電滑環(huán)以便加勵磁做電氣試驗。

1.3 動平衡時不裝風扇，但要把風扇安裝孔堵死以減少風阻。

1.4 分別在主軸承和支承軸承上安裝非接觸式探頭以測量軸振，安裝角度是±45°。

1.5 同時也測量軸承座的振動，分別安裝水平與垂直兩方向的傳感器。

T1-汽端45°T2--汽端135° E1-勵端45°E2-勵端135°

2 對振動值及殘余不平衡量的要求

2.1 軸振的通頻值在額定轉速時≤40um（P-P），基波的軸振值在額定轉速時≤20um（P-P），在其它轉速下≤30um（P-P）。

2.2 軸承座的通頻振動值在額定轉速時≤20um（P-P），基波的座振值在額定轉速時≤10um（P-P），在其它轉速下≤15um（P-P）。

2.3 經(jīng)過過濾的軸振二階振動值在額定轉速時≤25um（P-P），在其它轉速下≤50um（P-P）。

2.4 一階振動的殘余不平衡量折算到轉子中部時≤200克；二階振動的殘余不平衡量折算到轉子兩端部時≤100克。

2.5 在額定轉速時要對三階、四階軸振值進行測量，確認其值≤10um（P-P），否則要繼續(xù)動平衡。

3 高速動平衡方法

3.1 啟動轉子時要注意振動值以及其它與運轉相關的監(jiān)測數(shù)據(jù)，升速不宜過快。

3.2 注意在整個動平衡過程中，軸振的通頻值在額定轉速及以下時≤125um，超速時≤100um；座振的通頻值在額定轉速及以下時≤68um，超速時≤50um。

3.3 啟動轉子并使其升溫（罩內(nèi)），轉速在2000r/min時溫度要達到30℃，2500r/min時溫度要達到40℃。

3.4 振動值基本合格后，要使轉子轉速在100-3000r/min之間反復升降20次，并在這個過程中進行一些試驗，如熱時效試驗、超速試驗、匝間短路探測和阻抗試驗等。

3.5 對于有同軸勵磁機的，先進行主機的平衡，平好后再連接勵磁機繼續(xù)動平衡，但此時加塊應盡量在勵磁機上。

3.6 平衡過程中要控制罩內(nèi)溫度不超過130℃。

3.7 控制潤滑油的溫度（進油），其溫度應符合≥n/100℃，超速時油溫應在38-49℃。

3.8 潤滑油油量的要求：轉子靜止或盤車時兩端油流量（40℃時）為：

主機汽端=300-350l/min

主機勵端=250-290l/min。

3.9 動平衡時按轉子的振形圖分別進行一階、二階及三階振動的動平衡，注意三個階段加塊的位置要求，不要相互矛盾。

3.10 動平衡時有必要進行1.1倍額定轉速下的平衡，以確保超速時的振動值在允許的范圍內(nèi)。

4 動平衡時的有關試驗

4.1 熱時效試驗

4.1.1 確認轉子繞組及絕緣、轉子裝配在熱狀態(tài)下的穩(wěn)定性（包括在熱狀態(tài)下轉子繞組對振動值變化的影響和轉子各部機械方面的熱穩(wěn)定性）。

4.1.2 最大加熱電流是1200A，試驗要在連接勵磁機之前進行。

4.1.3 勵磁電流逐漸增大使轉子溫度以5℃/分鐘的速率上升到90℃，并保持在80-90℃之間一小時，溫度最高不超過93℃。然后使電流減小到零，確認振動的變化情況。

4.1.4 此項試驗初始時，主軸承的通頻軸振值不應超過50um，熱時效試驗過程中≤100um，否則應重新進行動平衡。

4.1.5 作出一階振動值隨溫度的變化（5℃/格）曲線，求出60-80℃時的振動變化速率，此速率不超過如下規(guī)定：從60-80℃這20℃的變化率≤25um。如超過上述標準則應再次進行動平衡。

4.2 超速試驗

4.2.1 轉子進行1.2倍額定轉速的超速試驗，而不應產(chǎn)生永久的有害變形。

4.2.2 有同軸勵磁機的，先進行主機的超速，然后再連接勵磁機進行第二次超速。

4.2.3 轉速在1.1倍額定轉速以上的次數(shù)不應超過4次，1.1倍額定轉速以下的不作次數(shù)限制。

4.2.4 超速時的升降速調(diào)節(jié)要盡可能快。

4.3 匝間短路探測

4.3.1 在轉子動平衡過程中進行繞組的匝間短路測試。

4.3.2 分別在超速前后各做一次。

4.4 轉子繞組兩極電壓試驗

4.4.1 在轉子動平衡結束后進行繞組的兩極電壓試驗。

4.4.2 轉子在額定轉速下，其繞組加交流電壓100V，測量兩極電壓分別為V1、V2，按下式計算的結果不應超過5%。

兩極電壓計算公式：（V1-V2）/VI*100%

注：VI為V1和V2中的較大者。

4.5 交流阻抗測試

4.5.1 在轉子動平衡過程中進行繞組的阻抗測試。

4.5.2 分別在超速前后做上升和下降各一次，保持電流10A不變，每上升或下降100r/min記錄一次。

4.5.3 交流阻抗測試結果僅供參考，判斷繞組匝間情況以匝間短路試驗和兩極電壓試驗結果為準。

通過上述，發(fā)現(xiàn)東芝公司在動平衡及電氣試驗時，還做了一些特殊規(guī)定和要求：（1）風扇不裝但風扇安裝孔堵死以減少風阻（節(jié)能）。（2）測振時，通頻及基頻均作要求。（3）對殘余不平衡量有明確的限值。（4）動平衡基本合格后，轉子在100-3000轉/分下反復升降若干次，以考核振動值的穩(wěn)定性。（5）對軸承油溫有明確的要求，即進油溫度≥n（轉速）/100℃。

這樣做，可以充分的保證轉子的動平衡精度和電氣試驗的質量。但首先必須具備一些工裝工具、儀器儀表等，以保證實現(xiàn)其規(guī)定要求。從這些特殊規(guī)定不難看出，東芝公司做事的嚴謹和不放過一點瑕疵的節(jié)能舉措，這些都值得我們?nèi)ズ煤玫貙W習和借鑒的。