發電機磁軛鍵間隙分析與處理

李揚帆，畢旭

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

發電機磁軛鍵間隙分析與處理

李揚帆，畢旭

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北唐山064309）

以實際案例分析了抽水蓄能機組磁軛鍵間隙產生的原因及處理過程，為國內其他抽水蓄能電站進行冷打磁軛鍵修理工作提供參考和幫助。

抽水蓄能；磁軛鍵

0 引言

該廠發電電動機為立軸、懸式、三相、50 Hz、空冷可逆式同步發電電動機，型號為MV840/240142-48，該廠發電機為意大利TIBB公司生產的。

發電機轉子采用浮動式磁軛，磁軛鍵為冷打鍵，由一個主鍵和一個副鍵組成。發電機已運行23年，在機組檢修期間，對發電機磁軛鍵間隙進行統計發現，磁軛鍵有較大間隙。

1 原因分析

該廠發電機組為抽水蓄能機組，機組有正反兩個旋轉方向。電機轉子磁軛為全浮動式磁軛，在機組啟動時，由于離心力的作用，磁軛鍵向定子方向運動，停機時離心力消失，依靠轉子支架的拉力將磁軛鍵拉回。發電機已運行23年，常年往復運動，造成磁軛鍵有所磨損，在轉子支架與磁軛間產生間隙。

2 施工流程

更換磁軛鍵施工流程見圖1。

3 施工過程

3.1 轉子磁軛鍵試拔

轉子吊出之前選取間隙大（雙邊間隙和大于1 mm）的磁軛鍵進行機坑內試拔，確定磁軛鍵能夠拔出后，再將轉子吊出。發電機大蓋板吊出后，根據之前磁軛鍵間隙的統計，選取5號磁軛鍵進行試拔。首先使用用氣刨將主副鍵刨開，再將自制T型架點焊在磁軛鍵副鍵上，用10 t的液壓千斤頂頂住T型架兩端后開始試拔磁軛鍵副鍵。第一次試拔，T型架斷裂也未能將副鍵拔起。重新制作T型架并選用機械千斤頂進行試拔，順利將磁軛鍵副鍵拔出，并將主鍵拔出約10 cm后停止試拔，認為主鍵可以可靠拔出。

圖1 施工流程框圖

注：因磁軛鍵為冷打鍵，依靠副鍵打緊在主鍵上，所以在副鍵拔出后，主鍵可拔出，即可認為主鍵（鍵槽、主鍵無明顯變形時）可順利拔出。

3.2 轉子吊出后修理

（1）轉子吊出后，用水準儀測量轉子的平衡，調整轉子支架，進行轉子水平的調整。主要數據如圖2：

圖2 水平調整數據

注：現場轉子支墩比較單薄，并沒有螺栓固定，使用千斤頂調整轉子水平存在安全風險。根據施工現場實際情況，為了保證施工安全，不對轉子中心體水平進行大幅度調整。

（2）轉子水平測量完成后，制作磁極絕對半徑測點，安裝測圓架進行測圓，測量時選取磁極上、中、下三個部位進行測量并記錄數據，與磁軛鍵修理完畢后測量結果進行對比，確定本次檢修質量。檢修前轉子圓度測量數據如表1：

表1 磁極圓度及絕對半徑測量記錄（修前）單位：mm

（3）磁軛鍵拆除情況

按照制定方案進行磁軛鍵拆除，用同樣的方法拆除3號（9號磁極）、6號（21號磁極）、7號（25號磁極）、9號（33號磁極）磁軛鍵，此四組磁軛鍵均可正常拔出。在拔10號磁軛鍵（45號磁極）過程中，施工人員用T型板將副鍵拔出后開始試拔主鍵，但是在主鍵拔出200 mm時，主鍵被卡住。嘗試幾次后，主鍵依然不能拔出。如果對此磁軛鍵進行強力破拆，可能造成磁軛鍵、磁軛鍵槽發生扭曲和變形，給鍵的尺寸測量、鍵槽尺寸測量帶來極大的困難，極易影響鍵的安裝質量，造成間隙不合格問題，為確保機組順利完成檢修工作，經與廠家技術人員協商，將此鍵打回，不做處理。

（4）磁軛鍵、鍵槽尺寸測量

使用內徑百分表對鍵槽及磁軛鍵進行測量（深度達1 500 mm），測量出數據（鍵寬標準為90 mm）如表2。

表2 磁軛鍵測量尺寸單位：mm

由表2看出，磁軛鍵鍵槽呈喇叭口形狀由下端向上端逐漸變大。發現此問題后，緊急向廠家及磁極鍵加工廠反饋，廠家回復此種磁軛鍵加工難度非常高，工期難以保證，且制作加工后的磁軛鍵不一定完全滿足現場鍵槽的情況。后又經多次現場協調會決定，僅對拔出的磁軛鍵進行處理，不在繼續拔出磁軛鍵。因鍵槽尺寸大部分呈變大趨勢，所以決定磁軛鍵按照原尺寸進行精加工，運送廠內后，根據情況進行處理。

（5）磁軛鍵安裝情況

1）舊磁軛鍵試驗性回裝：因轉子長時間放置在主安裝間內，下端依靠支腿將其支撐，在轉子自重的作用下，整個轉子磁軛將存在小幅度的變形。擔心變形影響鍵的回裝，所以在新鍵還未到廠這段時間，將舊鍵進行嘗試性回裝，保證新鍵安裝不理想時，也能將舊鍵安裝回去，確保工期能夠按計劃完成。在進行舊鍵回裝時，拔出的舊鍵均能正常回裝。

2）新鍵到廠后安裝：新磁軛鍵到廠后，將磁軛鍵打入鍵槽，反復捶打進行緊固處理。但是新鍵安裝過程中出現了很多問題。

（6）安裝過程中的問題

1）新鍵不能順利安裝。除6號磁軛鍵（21號磁極）順利安裝外，其余磁軛鍵均經過打磨才能進入鍵槽。在9號磁極鍵（33號磁極）安裝過程中，新磁軛鍵經過反復打磨，新鍵的尺寸已經小于舊鍵的尺寸，但是新鍵依然不能全部進入鍵槽。這樣的新鍵就算進入鍵槽，磁軛鍵的間隙也會比之前的間隙大，更換新鍵的效果卻比不上用之前的舊鍵，所以將舊磁軛鍵打回。

2）新鍵安裝后依然有較大間隙。7號磁軛鍵（25號磁極）安裝后，用塞尺測量磁軛鍵間隙。磁軛鍵右側仍有較大間隙（0.75 mm）。

3）舊副鍵無法使用。在安裝9號磁軛鍵（33號磁極）過程中，舊主鍵打回后，安裝副鍵過程中，舊副鍵全部進入鍵槽也未受力，舊副鍵無法使用，只能更換新的副鍵。新副鍵又無法與主鍵完全契合，只能經過反復打磨，新副鍵才順利安裝。

全部處理完成，副鍵安裝完成后，對全部磁軛鍵間隙進行測量，對間隙較大的加墊處理。測量磁軛鍵間隙數據如表3：

表3 磁軛鍵修理情況統計單位：mm

（7）副鍵安裝完畢后，進行轉子圓度復測

全部磁軛鍵處理完畢后，主副鍵進行焊接，探傷無異常，確保焊縫無裂紋后，對檢修后轉子圓度進行了測量，數據如表4：

將測量的結果與修理前的測量結果進行對比。對比圖見圖3（a）、（b）、（c）（排列順序為上中下測點對比）：

由圖3看出，檢修后轉子圓度較檢修前圓度略好。

（8）磁軛鍵處理完成后，對轉子進行清掃處理

用面團將氣刨、焊接過程中的金屬粉末清掃，清掃完畢后用吹風機吹掃，重點對轉子磁極進行吹掃檢查。清理完畢后，對轉子做絕緣試驗，第一次試驗檢測轉子絕緣低于合格數據，拆除轉子勵磁鋼母線進行清掃，清掃完畢后，再次搖絕緣，試驗數據合格。

4 結語

本文從實際出發，記錄了磁軛鍵修理過程，對其他單位進行磁軛鍵修理工作有一定的參考價值。不確定因素多、施工難度大等問題對于轉子磁軛鍵修理有很大的影響，如果大家有更好的修理辦法，歡迎您進行指正。

表4 磁極圓度及絕對半徑測量記錄（修后）單位：mm

圖3 轉子圓度修前、修后對比

TM312

B

1672-5387（2017）12-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.12.018

2017-11-01

李揚帆（1992-），男，助理工程師，從事水電廠電氣一次設備維護與管理工作。