古學水電站水輪發電機轉子安裝技術

□胡青松　□陳寶峽　□陳寶重　□張志偉(中國水利水電第十一工程局）

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古學水電站水輪發電機轉子安裝技術

□胡青松□陳寶峽□陳寶重□張志偉(中國水利水電第十一工程局）

摘要：發電機轉子由磁極線圈、磁極鐵心、阻尼繞組、轉子疊片磁軛、轉子支架和主軸組成，文章根據古學水電站實踐，對水輪發電機轉子的測圓架安裝、磁軛疊裝、磁軛壓緊、磁軛熱打鍵、磁極掛裝、轉子附件安裝過程進行詳細介紹，并對安裝過程中重點及難點進行分析，為類似工程提供了實踐經驗。

關鍵詞：水輪發電機；轉子安裝；磁軛疊裝；磁極掛裝

1　概述

古學水電站位于四川省甘孜州得榮縣境內，是金沙江左岸一級支流定曲河鄉城、得榮段梯級開發的第八級，古學水電站工程開發任務為發電，兼顧環境生態等綜合用水要求。電站裝機兩臺，單機容量45 MW，總裝機容量90 MW。轉子組裝完成后重量為138000 kg。

2　轉子安裝流程

轉子安裝流程見圖1。

3　安裝工藝

3.1轉子安裝準備及轉子測圓架安裝

豎立轉軸，利用支墩和千斤頂調節垂直度，滿足安裝要求后點焊所有可活動支點；在各立筋下面安放千斤頂或支墩，沿下壓板圓周均布支墩，并安放成對楔子板，千斤頂或支墩被安置在每個支壁下，用成對楔子板調整轉子支架位置。

安裝測圓架，要求轉子測圓架安裝后，主軸垂直度及支臂水平度均≤0.02 mm/m，利用中心測圓架轉臂重復測量圓周上任意點的半徑誤差≤0.02 mm。清理轉子立筋鍵槽和壓板，鋪設下壓板，并用成對楔子板調整下壓板，要求徑向水平偏差不應超過0.50mm，周向波浪度不超過2 mm。

清洗磁軛沖片，除銹并去除毛刺及油污，沖片涂有防銹脂，須用有機溶劑清洗，有機溶劑為丙酮或汽油。磁軛沖片按每級0.20 kg重量差分類，并測量各等級沖片各部位厚度，做記錄備查，并根據圖紙編制磁軛沖片堆積配重表。

圖1　轉子裝配流程圖

3.2磁軛疊裝

轉子磁軛是由低合金高強度結構鋼板經沖制再疊壓而成，在工地疊壓成整體。為提高磁軛的整體性并使拉緊螺桿受力均勻，保持鍵槽垂直，采用了一種不同極距交錯相疊和正反向疊片的方法，用設置40 mm寬徑向閉路通風冷卻系統所需要的風道。經核算發電機轉子GD2不低于1400 t-m2。

轉子磁軛進行疊裝時注意：①根據轉子磁軛沖片堆積表，按圖紙要求疊裝磁軛。在磁軛壓板上預疊裝100 mm磁軛沖片，調整拉緊螺孔同心。②磁軛沖片疊裝上、下層錯開一個極距，注意沖片不要裝反，用橡皮錘敲擊沖片使其平整，然后再用銅錘把沖片整平，同時調整邊緣使其平整，緊靠立筋支架。③沖片疊至700 mm左右時，進行磁軛第一次預壓，將磁軛凸鍵定位，下端用螺旋千斤頂支撐。用測圓架檢查磁軛的半徑在±0.76 mm以內，磁軛下壓板水平度圓周方向在1 mm以內，徑向方向在0.50 mm以內，且外側不得低于內側。④檢查各處符合要求后，繼續進行疊片，疊片時，盡量注意對稱平衡，在疊裝通風槽板時注意導風條方向，不要裝反。

3.3磁軛壓緊

磁軛疊片至第一次預壓緊高程700 mm，用廠家提供的磁軛疊片預壓工具進行壓緊。壓緊操作時，注意對稱順序逐步壓緊。先緊銷釘附近螺桿，每次應按內-外-內之子順序對稱把緊拉緊螺桿，順時針把緊一圈，逆時針把緊一圈，每圈扭矩值逐步增加，最后一圈達到設計扭矩值（372～379kN·m）。注意檢查磁軛的徑向和周向波浪度以及圓度在要求范圍內。磁軛預壓緊后，在磁軛的側面用Φ12 mm圓鋼焊牢拉緊，以防止反彈，再拆除壓緊工具，繼續進行疊片。磁軛疊片至第二次預壓緊高度1250 mm，按上述方法換第二次預壓工具進行第二次預壓。磁軛壓緊合格后，按廠家標記裝上上磁軛壓板，根據磁軛裝配圖穿入各種類型拉緊螺桿，進行最終壓緊。注意拉緊螺桿上下側螺紋長度應上長下短，且不得突出下磁軛壓板平面，按圖紙要求點焊螺母。

3.4轉子磁軛熱打鍵

清理周邊環境：徹底清掃轉子，清除周邊易燃易爆物，放置警示牌，非工作人員禁止入內。

防護措施：工作人員需正確佩戴安全用品，做好防觸電和防火工作。

保溫措施：搭設保溫棚，阻斷氣流流通，減少熱量損失，利用石棉布包裹磁軛，以達到保溫效果。

測量措施：分別于X、Y軸方向在磁軛及轉子支臂之間架設百分表，以利于隨時監測磁軛膨脹量，在主鍵上劃一明顯刻度線，以便于檢查主鍵打入深度。

加熱過程：檢查磁軛內外溫度差，當溫差>10℃時，停止加熱，待熱量充分傳遞后，繼續加熱；工作過程中利用紅外測溫儀巡視檢查磁軛、主鍵、立筋溫度并記錄，如發現局部發熱較高，甚至冒煙或發紅，應停止加熱。

熱打鍵過程：測量磁軛膨脹值約0.50 mm時，斷開加熱電源，進行熱打鍵，熱打鍵過程中注意檢查主鍵打入深度，與設計值相符即可。

降溫過程：取出加熱管，待其自然冷卻至室溫后，去除保溫棚及石棉布。

質量驗收過程：檢查磁軛各項技術指標（圓度、高度及波浪度），合格后，按設計要求，割除多余部分，提交監理驗收。

3.5磁極掛裝

磁極有熱軋鋼板Q235B迭壓而成，兩端裝有L型壓板，通過拉桿壓緊。磁極繞組絕緣等級為F級。磁極裝有阻尼繞組。并在極間用軟銅片把阻尼環聯在一起。磁極采用雙T尾，通過T尾的兩對磁極與磁軛固定。磁極線圈采用軟銅母線四角焊接而成。匝間采用F級絕緣。磁極線圈的上、下端采用F級的整體絕緣托板。它們與線圈熱壓，使磁極的機械性能和電氣整體性能極大提高。

磁極掛裝時應注意：開箱檢查磁極，外觀應符合要求，用500V兆歐表檢查對地絕緣（測量后繞組應接地放電），掛裝前作耐壓試驗。劃出轉子中心體和磁極的軸向中心。以中心為準，按編號掛裝磁極，根據GB/T8564-2003的要求掛裝磁極并保證轉子平衡。檢查磁極的中心和弦距，滿足圖紙和規范的要求。按磁極鍵要求裝配磁極鍵，打緊后配割磁極鍵并手工修磨平。檢查轉子的圓度及高度，測量記錄見表1及表2，合格后鎖定磁極鍵，裝配磁極撐塊。

表1　轉子磁軛圓度實測值表　(10-2mm)

表2　轉子磁軛高度實測值表(mm)

3.6轉子附件安裝

3.6.1安裝制動環

根據測量不同磁軛螺桿上下端頭高程，墊適當墊片，根據圖紙安裝制動環。制動環接縫處應有2 mm以上間隙，制動環安裝后檢查徑向水平偏差≤0.50 mm，沿整個圓周波浪度應≤2 mm沿機組旋轉方向后一塊不得凸于前一塊（應稍低一點好）。

3.6.2阻尼環連接

清理和檢查磁極阻尼環的連接部分及連接片，按需要配打相應連接孔。在電氣接觸面涂上導電膏，安裝連接片到阻尼環上。檢查接觸情況，有錯位或接觸不好可用木榔頭敲打以校正其位置，如果間隙比較小則用銼刀處理連接片和阻尼環，使他們接觸良好。擰緊阻尼環與連接片連接的緊固螺栓，并用止動翻角鎖定。

3.6.3極間連接

清理和檢查磁極間的連接部分和連接片，按需要配打相應連接孔。通過安裝連接片到磁極間的連接部分，檢查接觸情況。如果接觸不好，采用阻尼環連接相同的方式處理。擰緊磁極連接片把緊螺栓，并用止動墊片鎖定。

3.6.4勵磁引線連接

清理和檢查勵磁引線的連接部分，按需要配打相應連接孔。將勵磁引線電氣接觸面涂上導電膏。確定磁極線圈引出端和連接片之間的接觸情況后，連接他們。用螺栓擰緊，用雙耳止動墊圈鎖定，擰緊力矩：1.30～1.80 kgm。參考轉子裝配圖紙，將勵磁引線用螺栓、絕緣墊片、絕緣套管等固定在座上，并按圖紙要求用粘結劑粘接，配割座長度及破口并將座焊在上磁軛壓板上，用緊定螺釘及止動墊片鎖緊螺栓。

3.6.5清理、噴漆

徹底清理轉子，檢查所有的螺栓、螺母、墊片是否鎖定、電焊，合格后表面全部噴F級環氧曬干紅瓷漆西9130一層。

4　結語

轉子作為水輪發電機的核心部位，其安裝質量將影響發電機安裝質量轉子組裝的每個環節要嚴格按照規程規范來執行，組裝完成后要隨轉子上的鎖定片等重點檢查，確保機組的安全運行。本文通過古學水電站工程實踐，深入介紹了發電機轉子組裝過程和各項技術準備，重點對轉子磁軛疊裝、轉子磁軛熱打鍵、磁極掛裝等關鍵環節進行詳細描述，同時還提供了各項真實測量數據，可供類似工程參考借鑒。

參考文獻

［1］張傳山，劉元嬌.三峽ALSTOM機組轉子磁軛熱套工藝改進［J］.大電機技術，2007(4): 12-14，64．

[2]何寶國.大型泵站機組安裝工程監理質量控制論[J].給水排水，2009(5)．

（責任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-12-11

中圖分類號：TM312

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）02-0080-03