高水头悬式抽水蓄能机组整体磁轭圈安装工艺.pdf
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1、57高水头悬式抽水蓄能机组整体磁轭圈安装工艺张翔杨悦伟东方电气集团东方电机有限公司,四川 德阳 618000摘要:整体磁轭圈结构磁轭具有刚性好,安装周期短的优点,应用越来越普遍。本文对高水头悬式抽水蓄能机组整体磁轭圈结构进行了简单介绍,详细分析了整体磁轭安装工艺的技术难点,解决了磁轭吊装、尺寸调整和测量、热打键质量控制等问题。关键词:抽水蓄能机组;整体磁轭圈;悬式发电机;安装工艺中图分类号:TV743文献标识码:A文章编号:1001-9006(2023)02-0057-04Installation Process of Integral Yoke Ring for High Head Susp
2、ended PumpedStorage UnitZHANG Xiang,YANG Yuewei(Dongfang Electric Machinery Co.,Ltd.,618000,Sichuan,Deyang,China)Abstract:The integral yoke ring structure yoke has the advantages of good rigidity and short installation period,and isapplied more and more popular.In this paper,the structure of integra
3、l yoke ring of high head suspended pumped storageunit is introduced,the technical difficulties of integral yoke installation process are analyzed in detail,and the problems ofyoke lifting,size adjustment and measurement,quality control of hot-key and so on are solved.Key words:pumped storage unit;in
4、tegral yoke ring;suspension generator;installation process1收稿时间:2023-02-13作者简介:张翔(1990),男,2012 年毕业于华中科技大学电气工程及其自动化专业,学士学位,工程师。现在东方电气集团东方电机有限公司数智部工作,主要从事水轮发电机工艺工作。磁轭是抽水蓄能发电电动机的重要组成部分,是发电机磁路的一部分,承担着传递转子扭矩和提供转动惯量的作用。随着抽水蓄能机组水头和转速不断提高,由此带来的刚强度要求日益凸显,常规的扇形冲片磁轭已无法满足越来越高的要求。整体磁轭圈结构磁轭因刚性好,迅速得到普及。对于高水头悬式抽水蓄能
5、机组,为提高转子运行稳定性,发电机主轴通常采用一根轴结构,由此对转子磁轭安装带来一些难题,以往的磁轭安装工艺已不完全适用于新结构磁轭。1磁轭结构简介常规扇形冲片结构磁轭片数多,安装周期较长。整体磁轭圈结构磁轭刚性更好,并且段数少,安装周期短,但制造成本较高。一般 400 m 水头以下的抽水蓄能电站采用扇形冲片磁轭。当水头达到400 m,为提高发电机转子运行稳定性,越来越多电站开始使用整体磁轭圈结构磁轭。水头达到 600m 及以上的电站首选整体磁轭圈结构磁轭。整体磁轭圈实现方式主要有三种:多段整环厚钢板磁轭,多段整环锻件磁轭,以及整体锻件磁轭。伞式抽水蓄能机组磁轭一般采用多段整环厚钢板结构或多段
6、整环锻件结构。整体锻件磁轭因高度限制,目前仅用于分段轴结构的抽水蓄能机组。一根轴结构的悬式抽水蓄能机组一般采用多段整环厚钢板磁轭(图 1)。58图 1扇形冲片磁轭(左)、整环厚钢板磁轭(中)、整环锻件磁轭(右)国内某抽水蓄能电站额定水头超过 600 m,发电机采用悬式结构,额定转速 500 r/min。主轴为一根轴结构,长度接近 10 m。磁轭采用多段环形厚钢板结构,套装在主轴中间的转子支架外圆上。整个磁轭高度超过 3 m,重量超过 170 t,每段磁轭段由多张磁轭环板把合而成(图 2)。图 2一根轴结构抽蓄整体磁轭圈2 整体磁轭圈安装难点分析2.1 磁轭吊装高度受限常规扇形冲片磁轭安装时可从
7、径向进行叠装操作,对工地安装间高度没有特殊要求。悬式抽水蓄能机组主轴为一根轴结构,长度接近 10 m。当采用整体磁轭圈结构磁轭时,只能从主轴上端逐段套入。抽水蓄能电站多为地下厂房,工地安装间起吊高度有限。若采用常规方式起吊磁轭时,钢丝绳夹角大,容易与主轴发生干涉。对于采用半伞式结构的抽水蓄能电站,发电机上端轴与转子支架分开,吊装磁轭过程中可通过更换长短钢丝绳,分两次起吊解决安装间高度不足的问题。对于采用一根轴结构的悬式发电机机组,该方案仍然存在主轴顶端或外圆与钢丝绳干涉的问题。2.2 磁轭调整尺寸困难转子偏心值是衡量转子安装质量的重要指标。对于额定转速 500 r/min 的水轮发电机,国家标
8、准要求转子整体偏心值不超过 0.15 mm,最大不应大于设计空气间隙的 1.5%。转子的偏心值是通过测量磁极外圆至主轴中心的距离计算得出,而磁极与磁轭紧密贴合,挂磁极时无法调整径向尺寸,因此优先通过调整磁轭圆度以及与主轴同心来保证转子安装质量。一般扇形磁轭冲片重量轻,可根据偏心测量结果随时用锤子敲击,进行局部调整,直至同心度、圆度满足要求。而整体磁轭圈单段磁轭重量约 25 t,惯性大,很难手工微调。磁轭通过磁轭键、磁极键与主轴、磁极相连,从而传递转子扭矩。键工作面的贴合情况对打键后的紧度影响非常大。键接触面若有尖锐突变还可能导致键局部应力过高而断裂,这将严重影响转子运行稳定性和安全性。常规扇形
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