抽水蓄能机组水泵工况动平衡试验
浅析李家峡水电站1号机组动平衡试验
浅析李家峡水电站 1号机组动平衡试验摘要：水轮发电机组振动是机组运行中一种非常有害的现象，严重威胁着机组的安全运行。
现以李家峡水电站1号机组为例，进行动平衡试验，查找不平衡点，进行加试重块配重，以改善机组振动和摆度过大的问题。
引言：李家峡水电站1号机组B修结束后，对机组进行动平衡试验，对发电机转子是否存在动平衡故障进行测试，如机组存在转子动平衡则对机组进行配重。
1水电站发电机组1.1机组参数表1 水轮机基本参数表2 发电机基本参数1.2测点布置表表3 测点布置表1.3引用标准1.3.1报告中依据的标准均采用现场现行标准。
1.3.2在现场无现行标准时，依据下列国家标准或行业标准：1.振摆压力测试标准GB/T 17189：《水力机械振动和脉动现场测试规程》；2.振动评价标准GB/T 6075.5：《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》第5部分：水力发电厂和泵站机组3.大轴摆度评价标准GB/T 11348.5-200：《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》第5部分：水力发电厂和泵站机组1.3.3《GBT 8564 水轮发电机组安装技术规范》1.4试验时间本次报告引用数据的时间段为2018年12月23日。
2试验概述2.1试验目的对1号机B修后的振摆数据进行评价，查看振摆是否超标，若超标由质量不平衡引起，则需对机组进行配重。
2.2试验内容试验分为两大部分内容：变转速试验和变励磁试验。
2.3试验工况2.3.1变转速试验：机组自动开机至机组空转，手动调节调速器改变机组转速，试验工况分别为100%Ne、90%Ne、80%Ne、70%Ne、60%Ne、50% Ne，每个工况点停留3~5分钟，录取试验数据；机组从50%Ne手动调节至机组空转，自动停机。
2.3.2变励磁试验：机组自动开机至空转，手动调节机组励磁电流，试验工况为空转、30%Ue、50%Ue、70%Ue、90%Ue、100%Ue；机组从100%Ue自动停机。
水泵联合试运转试验规范
水泵联合试运转试验规范华润天能徐州煤电有限公司二〇一四年水泵联合试运转技术规范一、试验规范及技术要求1、试验目的及要求：为使矿井安全度汛，提高矿井抗灾能力。
根据《煤矿安全规程》第二百八十一条：“水泵、管路、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，必须经常检查和维护。
在每年雨季以前，必须全面检修一次，并对全部工作水泵和备用水泵进行一次联合排水试验，发现问题，及时处理。
水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理一次”的规定。
进行水泵联合试运转，确保主排水设备、管路和供电系统均处于完好状态。
2、矿井排水系统基本参数：1）、涌水量⑴矿井正常涌水量： m3/h⑵最大涌水量： m3/h⑶矿井实际总涌水量： m3/h2）、电缆：⑴井筒电源电缆型号：Ⅰ回路：Ⅱ回路：电缆载流量： A⑵水泵电缆型号：电缆截面为： mm2长度： m 数量：根电缆载流量： A3）、水泵技术特征：水泵技术特征表泵房名称：年月日4）、各泵房技术特征：各泵房技术特征表二、试验步骤1、试验前对矿井排水系统进行全面检查1、联合试运转前，设备必须处于完好状态。
2、各水平通调度室的电话必须畅通。
3、提前清理好水仓。
4、各水平水仓提前储好水。
5、准备好试验所需材料和工具，人员按时到达各水平，服从统一指挥。
6、开泵前司机和维护员检查各部螺丝有无松动，联轴器间隙是否合乎规定。
7、润滑油的质量是否合乎要求，油量是否适当。
8、检查吸水管路是否正常，吸水小井是否有杂物。
9、检查各种仪表指针是否指在零位，真空表和压力表上的旋钮要关闭。
10、检查各闸阀是否灵活。
11、填料松紧适当。
12、维护员应检查水泵的高压开关柜、电抗器、启动器操作机构是否灵活，指示灯的指示是否正常，电源电压应为5700～6600伏之间。
13、二次回路中各种保护继电器动作是否正常。
14、检查电动机的周围环境是否清洁。
15、检查电动机外壳的接地线是否良好。
16、分别对各水平水泵盘车2-3转，检查水泵转动部分是否正常。
水轮机、水泵水轮机和蓄能泵启动试验及试运行导则_概述说明
水轮机、水泵水轮机和蓄能泵启动试验及试运行导则概述说明1. 引言1.1 概述在水力发电和工业领域中，水轮机、水泵水轮机和蓄能泵是重要的设备，它们在能源转换和输送领域起着关键作用。
为确保这些设备的正常运行和安全性，启动试验及试运行导则是必不可少的。
本文旨在概述水轮机、水泵水轮机和蓄能泵启动试验及试运行导则。
文章将逐步介绍各个设备类型的启动试验介绍、装置和设备要求以及启动过程中需要注意的事项。
此外，还将提供有关试验和运行参数要点以及监测指标要点的详细信息。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、水轮机试验及试运行导则、水泵水轮机启动试验及试运行导则、蓄能泵启动试验及试运行导则以及结论。
引言部分提供了全面的概述，并对本文的结构进行了简要介绍。
2.3 目的本文旨在为工程师、技术人员和相关从业人员提供有关水轮机、水泵水轮机以及蓄能泵的启动试验与试运行导则的指导。
通过本文的阐述，读者将能够了解各个设备类型的试验过程、运行要求和注意事项，并能够更好地进行设备启动及运行的操作。
这将有助于提高设备效率、降低故障风险，并确保安全和可靠性。
总之，本文旨在促进水轮机、水泵水轮机以及蓄能泵等设备的有效使用和维护，为能源转换和输送领域的发展做出贡献。
2. 水轮机试验及试运行导则2.1 水轮机试验介绍水轮机试验是在完成水轮机的装配、安装和调整后进行的一系列测试工作，旨在验证水轮机的性能和可靠性。
通过试验，可以评估水轮机的输出功率、效率、启停过程等重要参数，并确保其正常运行。
2.2 水轮机试运行导则为了确保水轮机的安全运行和有效利用，以下是水轮机试运行的导则：a. 在进行正式试验之前，必须对水质进行检测并确保符合设计要求。
同时，检查所有传感器、控制设备和测量仪器，并确保其正常工作。
b. 在试验准备过程中，应根据设计要求对喷口、射流孔和与进口相关的设备进行清洁，并消除可能影响试验结果的杂质。
c. 在开始试运行之前，应根据制造商提供的启动程序进行逐步操作。
抽水蓄能机组多工况下转子匝间短路故障检测效果分析
第27卷㊀第4期2023年4月㊀电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报Electri c ㊀Machines ㊀and ㊀Control㊀Vol.27No.4Apr.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀抽水蓄能机组多工况下转子匝间短路故障检测效果分析范轩杰1,㊀武玉才1,㊀卢伟甫2(1.华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室,河北保定071003;2.国网新源控股有限公司技术经济研究院,北京100761)摘㊀要:转子绕组匝间短路故障在抽水蓄能机组内部形成了不平衡磁拉力,可导致机组剧烈振动,对该故障进行精准㊁实时检测十分必要㊂针对抽水蓄能机组运行工况多变的特点,利用在机组定子铁心上安装的U 型检测线圈检测转子绕组匝间短路故障,以某水电站一台322MW 抽水蓄能机组为例,通过有限元软件仿真了机组空载工况㊁额定负载㊁发电调相㊁电动机负载和电动调相等典型工况,模拟了不同程度的转子绕组匝间短路故障,结果表明,故障后检测线圈感应电动势中均出现了分数次谐波,且其幅值随着故障程度的加重而增大,证明了U 型检测线圈在抽水蓄能机组多工况下均可以有效反映转子绕组匝间短路故障,因此,U 型检测线圈法适用于抽水蓄能机组的转子匝间短路故障在线诊断㊂关键词:抽水蓄能机组;转子绕组匝间短路;U 型检测线圈;感应电压;谐波特征DOI :10.15938/j.emc.2023.04.003中图分类号:TV743文献标志码:A文章编号:1007-449X(2023)04-0023-11㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2022-07-18基金项目:国家自然科学基金(52277048);河北省自然科学基金(E2020502064)作者简介:范轩杰(1998 ),男,硕士研究生,研究方向为抽水蓄能机组状态监测与故障诊断;武玉才(1982 ),男,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为大型电气设备状态监测与故障诊断;卢伟甫(1983 ),女,博士,高级工程师,研究方向为发电机结构选型及故障分析㊂通信作者:武玉才Effect analysis of rotor interturn short circuit fault detection forpumped storage unit under multiple working conditionsFAN Xuanjie 1,㊀WU Yucai 1,㊀LU Weifu 2(1.Hebei Key Laboratory of Green and Efficient New Electrical Materials and Equipment,North China Electric PowerUniversity,Baoding 071003,China;2.Pumped-storage Technological &Economic Research InstituteState Grid Xinyuan Company Ltd.,Beijing 100761,China)Abstract :The rotor winding inter-turn short circuit fault forms an unbalanced magnetic pull inside the pumped storage unit,which can lead to severe vibration of the unit.It is necessary to accurately and real-time detect the fault.The U-type detection coil installed on the stator core of the unit is used to detect the inter-turn short-circuit fault of the rotor in view of the variable operating conditions of the pumped storage unit.Taking a 322MW pumped storage unit in a hydropower station as an example,the typical working conditions of no-load condition,rated load,power generation phase modulation,motor load and electric modulation were simulated by finite element software.The inter-turn short-circuit fault of the rotor wind-ing in different degrees was simulated.The results show that the fractional harmonics appear in the in-duced electromotive force of the detection coil after the fault,and the amplitude increases with the rise ofthe fault degree.It is proved that the U-type detection coil can effectively reflect the inter-turn short cir-cuit fault of rotor winding under multiple working conditions of pumped storage units.Therefore,the U-type detection coil method is suitable for online diagnosis of inter-turn short circuit fault of rotor wind-ing of pumped storage units.Keywords:pumped storage unit;rotor winding inter-turn short circuit;U-type detection coil;induced voltage;characteristic of harmonic0㊀引㊀言近年来,抽水蓄能机组因其启停迅速㊁反应灵敏㊁负荷调节范围广等特点,在我国能源结构中扮演着重要角色[1]㊂抽水蓄能机组的转子为凸极㊁集中式绕组结构,极对数多㊁转速低且径向尺寸大[2]㊂在实际运行中可能因为频繁启停和工况变化导致转子绕组出现匝间短路故障[3-4],使得转子相应磁极磁场减弱,形成不平衡磁拉力,是机组振动的重要诱因[5-6],给运行安全带来巨大威胁㊂为保证抽水蓄能机组稳定运行,实时检测转子绕组匝间短路故障显得尤为重要[7-8]㊂目前,针对同步发电机的转子绕组匝间短路故障已经提出一些离线和在线检测方法㊂例如,文献[9-10]利用故障磁极绕组电阻值小于正常磁极绕组电阻值来判断磁极线圈是否短路,但绕组电阻容易受到温度㊁电流等因素的影响,测量误差较大,难以准确判断转子绕组匝间短路故障㊂文献[11]提出在探测线圈法的基础上将小波变换应用于突变信号的处理,来提取感应电势信号中的故障特征,进而检测发电机转子绕组匝间短路故障㊂文献[12]基于匝间短路故障后汽轮发电机转子槽漏磁通的变化,提出通过微型探测线圈捕捉槽漏磁通,进而判断匝间短路故障㊂该文开发了一种可以直接粘在定子铁心齿上的探头,无需对转子进行拆卸就可以安装㊂文献[13]分析了转子匝间短路后汽轮发电机的时空相矢图特征,逆向假设转子绕组正常,通过计算发电机期望电磁功率与实际电磁功率的差异来判断转子匝间短路故障㊂文献[14]研究了发电机转子绕组匝间短路时的电磁转矩特性,通过分析短路前后电磁转矩的变化规律判断转子匝间短路故障,并且考虑发电机振动偏心的影响,电磁转矩的谐波成分也会发生相应的变化㊂文献[15-17]采用气隙磁导法分析发电机气隙磁场,提取了转子匝间短路故障的轴电压特征谐波,进而实现转子匝间短路故障判断㊂文献[18-19]分析了转子匝间短路故障对发电机定子侧电势和环流的影响规律,提出利用定子绕组并联支路中的偶次谐波环流检测转子匝间短路故障,但由于电流互感器体积较大,汽轮发电机不具备在定子单相双支路均安装电流互感器条件㊂文献[20]分析了发电机结构不对称产生的畸变磁场,得到转子绕组匝间短路引起的发电机端部漏磁通变化规律,提出利用漏磁通中的偶次谐波或分数次谐波来诊断转子绕组匝间短路故障㊂文献[21-23]分析了发电机转子匝间短路后励磁电流和无功功率的变化规律,提出将励磁电流增加和无功输出减小这一特征作为判据来识别转子匝间短路故障㊂文献[24]通过测量水轮发电机转子每个磁极绕组的交流阻抗值来确定匝间短路,但该方法需要停机抽出转子,并且拆开磁极间的绕组连接线,测量作业强度较大,无法实时预警㊂文献[25]通过测量水轮发电机转子磁极绕组的分布电压来确定转子匝间短路,但各个磁极测点的接触可靠性有所差异,导致分布电压测量准确性不好㊂文献[26]通过多回路数学模型计算转子绕组匝间短路故障中定子各分支和转子绕组的电流㊁电压等电气量来判断转子绕组匝间短路故障㊂以上诊断方法多数适用于汽轮发电机,水轮发电机的极对数多,导致单个磁极匝间短路的特征十分微弱,因此,目前还没有成熟的在线检测方法㊂本文针对抽水蓄能机组转子绕组匝间短路故障,利用在机组定子侧安装的U型检测线圈检测气隙主磁场中的特征谐波㊂以一台322MW抽水蓄能机组作为研究对象,搭建了机组有限元模型,分别在机组空载㊁额定负载㊁发电调相㊁电动机负载和电动调相等工况下验证U型检测线圈的有效性,为抽水蓄能机组转子匝间短路故障的在线诊断方法应用奠定理论基础㊂1㊀转子绕组匝间短路特征分析抽水蓄能机组转子绕组正常时,励磁磁动势波形是轴对称的,如图1所示㊂42电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀图1㊀转子绕组正常情况下磁势图Fig.1㊀Magnetic potential diagram of rotor windingunder normal condition在[-π,π]区间内对矩形波磁动势进行傅里叶分解[27],由于矩形波磁动势关于转子坐标轴对称,所以磁势表达式中只有余弦项,其一般表达式为F k (θr )=ðkF k cos(kpθr ),k =1,2,3, ,n ㊂(1)式中:p 表示电机极对数;θr 表示转子空间机械角度;第k 次谐波磁动势的幅值为F k =1πʏπ-πF (θr )cos(kpθr )d(pθr )=2k πiw sin k π2()㊂(2)式中:i 表示机组励磁电流;w 表示转子绕组匝数㊂综上可知,转子绕组正常时励磁磁动势可以表示为:F (θr )=ðk2k πiw sin k π2()cos(kpθr ),k =1,3,5, ;0,k =2,4,6, ㊂{(3)由上式可知,转子绕组正常时,抽水蓄能机组励磁磁势中只含有基波和一系列奇数次谐波㊂当抽水蓄能机组转子某磁极绕组发生金属性匝间短路后,被短路绕组内部电流为0,该磁极的有效匝数减少,其励磁磁势明显小于正常磁极,导致机组磁场不对称,如图2所示㊂图2㊀转子绕组匝间短路磁势图Fig.2㊀Magnetic potential diagram of interturn shortcircuit in rotor winding机组转子绕组匝间短路时,故障励磁磁动势等于正常磁动势与被短路匝流过反向电流形成的磁动势的叠加㊂被短路励磁绕组流过反向电流形成的磁动势经傅里叶分解[28]可表示为ΔF f (θr )=-ðk =1,2,3,[F k 1cos(kθr )+F k 2sin(kθr )]㊂(4)其中:㊀F k 1=1p πʏ2p π0F f (θr )cos(kθr )d(pθr )=iw ᶄp πsin(2pk π)2pk;(5)㊀F k 2=1p πʏ2p π0F f (θr )sin(kθr )d(pθr )=iw ᶄp π[2p cos(k π)-cos(2pk π)-(2p -1)]2pk㊂(6)式中w ᶄ为转子绕组短路匝数㊂在励磁绕组匝间短路状态下,抽水蓄能机组励磁磁动势可以表示为㊀F (θr )=ðk =1,3,5,F k cos(kpθr )-ðk =1,2,3,[F k 1cos(kθr )+F k 2sin(kθr )]㊂(7)通过分析推导可知,抽水蓄能机组转子绕组匝间短路后,励磁磁动势中除了基波和奇数次谐波,还出现了分数次谐波,即含有k /p 次谐波(k =1,2,3, ),且谐波次数与机组极对数p 有关㊂磁路的磁通密度与磁动势的关系[29]可表示为Fλ=B ㊂(8)式中:F 表示磁路的磁动势;对于均匀磁路,λ=μ/l 表示单位面积的磁导,称为导磁系数;l 表示磁路长度;μ表示磁导率;B 表示磁通密度㊂不考虑偏心等磁路不对称情况,由于所建立的坐标轴(d 轴)位于电机的磁极中心,电机气隙关于d 轴呈现出轴对称特征,因此导磁系数是变量θr 的余弦函数,其一般表达式[30]为λ(θr )=λ02+ðlλ2l cos(2lpθr ),l =1,2, ㊂(9)由励磁磁动势和气隙导磁系数可知,正常状态下,第k 次谐波励磁磁动势产生的气隙磁通密度为52第4期范轩杰等:抽水蓄能机组多工况下转子匝间短路故障检测效果分析B k (θr )=F k cos(kpθr )λ02+ðl =1,2,3,λ2l cos(2lpθr )()=F k λ02cos(kpθr )+F k ðl =1,2,3, λ2l2[cos((2l -k )pθr )+cos((2l +k )pθr )]㊂(10)励磁磁势所产生的磁通密度也是关于坐标轴对称的,将其展成傅里叶级数后仅有余弦项,由式(2)可以看出,当k 为偶数时,F k =0,则由k 次谐波磁动势产生的气隙磁密只含有奇次谐波,其一般表达式为B (θr )=ðk =1,3,5,B k cos(kpθr )㊂(11)由上式可知,励磁磁势所产生的磁通密度的空间分布实际上也是一个周期变化的对称波形,每经过一对磁极,波形重复一次㊂2㊀U 型检测线圈法抽水蓄能机组的定子铁心沿轴向通常采用分段式,段间间隙作为冷却气体进出的通道㊂为了检测转子绕组匝间短路故障引起的转子磁场变化,可以在电机内部安装一个U 型检测线圈,U 型检测线圈包绕一个定子铁心段,线圈底部位于电机气隙,起到切割磁场㊁感应电压的作用,将电压信号经定子铁心背部引出至计算机即可监测转子磁场㊂以抽水蓄能机组空载为例,假定转子旋转初始时刻,U 型检测线圈底部刚好位于转子N 极轴线,此时穿过检测线圈的磁通为0㊂经过时间t 后,穿过线圈的磁通可表示为㊀Φ(t )=ʏt 0B (θr)LωrR d t =ʏωr t0B (θr)LR d(ωrt )=LR ʏωr t 0ðɕn =1B icos(ipθr)d θr=LRpðɕi =1ʏipθrB ii cos(ipθr)d(ipθr)=LRp ðɕi =1B i isin(iωt )㊂(12)式中:l 表示检测线圈的轴向有效长度;B i 表示第i 次磁密谐波幅值,i 为奇数;ωr 表示转子旋转的机械角速度;ω表示转子旋转的电角速度;R 表示检测线圈探头距离转子中心的距离㊂U 型检测线圈的感应电动势可以表示为e (t )=d Φ(t )d t =lRωp ðɕi =1B icos(iωt )㊂(13)由故障特征分析可知,抽水蓄能机组转子绕组匝间短路后,磁场中出现分数次特征谐波,分数次谐波磁场亦穿过检测线圈,磁通可表示为㊀Φᶄ(t )=ʏt 0B (θr )lωrR d t =ʏωr tB (θr )lR d(ωr t )=lRʏω9tðɕn =1B n9cos(nθr )d θr =lR ðɕn =1B n 9n ʏω9tcos(nθr )d(nθr )=lR ðɕn =1B n 9nsinnωt9㊂(14)式中:n 为正整数,B n /p 是n /p 次谐波磁通密度幅值㊂这部分磁通在U 型检测线圈上的感应电动势为e ᶄ(t )=d Φᶄ(t )d t =LRω9ðɕn =1B n 9cos nωt 9()㊂(15)可以看到,p 对极抽水蓄能机组发生转子绕组匝间短路故障后,U 型检测线圈将检测到n /p 次谐波电压,与机组正常运行时的1次㊁3次和5次等谐波电压不同,因此可将1/p 次㊁2/p 次㊁3/p 次和4/p 次等分数次谐波作为p 对极抽水蓄能机组转子绕组匝间短路故障的判据㊂发电机负载工况下,转子绕组匝间短路所产生的分数次谐波磁场依然存在,故U 型检测线圈仍然可以感应出对应频率的谐波电压㊂3㊀有限元仿真3.1㊀搭建抽水蓄能机组模型以某水电站一台SAV 620/27518型抽水蓄能机组作为研究对象,主要技术参数见表1㊂通过AN-SYS-Maxwell 2D 建立机组的二维有限元仿真模型,如图3所示,调整参数之后,将其导入到ANSYS-Simplorer 外电路中,进行抽水蓄能机组5种工况下的转子匝间短路故障仿真㊂图3㊀抽水蓄能机组二维模型Fig.3㊀Two-dimensional model of pumped storage unit62电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀表1㊀抽水蓄能机组仿真参数Table 1㊀Simulation parameters of pumped storage unit㊀㊀㊀参数数值额定容量/MVA(发电工况)334额定容量/MW(电动工况)322额定电压/kV 18额定电流/A 10713空载励磁电流/A 934.6额定励磁电流/A 1712额定转速/(r /min)333.3相数3极对数9定子槽数216每极每相槽数4气隙长度/mm39.53.2㊀发电工况抽水蓄能机组发电工况可分为发电空载和发电负载工况㊂在ANSYS-Simplorer 中搭建机组发电工况的外电路,转子绕组侧施加电流源激励,转轴采用恒转速控制㊂仿真抽水蓄能机组发电空载工况和额定负载工况,得到空载工况下的定子三相电压和额定负载工况下的定子三相电流㊁电压如图4和图5所示㊂图4㊀发电空载工况定子电压Fig.4㊀Stator voltage under no-load condition在机组发电空载工况和额定负载工况下,分别设置转子某磁极绕组正常㊁短路5匝㊁短路10匝和短路15匝,仿真得到检测线圈感应电压,如图6和图7所示㊂转子绕组发生匝间短路时,故障磁极在U 型检测线圈上的感应电压出现了衰减,并且随着短路匝数的增加,衰减越发明显,故可以来确定故障磁极位置㊂而与故障磁极相邻的两极,在空载工况下转子绕组匝间短路后,其在线圈上的感应电压值较正常时减小,但随着短路匝数的增加,电压没有明显衰减变化㊂在负载工况下转子绕组发生短路后,相邻磁极在线圈上的感应电压无明显变化㊂图5㊀发电额定负载定子电流、电压Fig.5㊀Stator current and voltage of generationload图6㊀发电空载工况下检测线圈电压Fig.6㊀Detection coil voltage under no-load condition ofpower generation72第4期范轩杰等:抽水蓄能机组多工况下转子匝间短路故障检测效果分析图7㊀发电额定负载工况下检测线圈电压Fig.7㊀Detection coil voltage under power generation load condition对检测线圈感应电压进行傅里叶分解得到频谱图,如图8和图9所示㊂由于分数次谐波幅值较基波㊁三次谐波㊁五次谐波和七次等奇数次谐波幅值小得多,为了观察到分数次谐波的变化,图中只给出了0~100Hz的频段范围㊂可以看到,当机组发生转子绕组匝间短路故障后,检测线圈的电压中5.56Hz(1/9次)㊁11.11Hz (2/9次)和16.67Hz(3/9次)等分数次谐波随着故障程度的加重有明显上升的趋势,谐波含量如表2和表3所示㊂表2㊀发电空载工况谐波含量表Table2㊀Table of harmonic content in no-load condition of power generation谐波次数正常5匝短路10匝短路15匝短路1/90.02610.06920.06920.1160 2/90.00820.03850.04880.0963 3/90.01110.06290.09640.1388 4/90.00850.06970.06960.0739 5/90.00990.02200.03150.0443 6/90.00890.01120.01190.0434 7/90.00920.07570.11850.1726 8/90.00850.06630.10940.1682图8㊀发电空载工况下检测线圈电压频谱图Fig.8㊀Voltage spectrum diagram of detection coil under no-loadcondition图9㊀发电额定负载工况下检测线圈电压频谱图Fig.9㊀Voltage spectrum diagram of detection coil under power load condition82电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀表3㊀发电额定负载工况谐波含量表Table3㊀Harmonic content table of power generation load谐波次数正常5匝短路10匝短路15匝短路1/90.00520.02530.03630.0536 2/90.01110.05400.05680.0662 3/90.02190.08310.08460.0900 4/90.01010.07400.08020.0859 5/90.00780.06780.07810.0847 6/90.01980.08530.09430.0990 7/90.00060.08740.10370.1108 8/90.03170.10800.12180.1271通过比较可知,在机组空载状态下,U型检测线圈感应电压中的故障特征谐波随着故障程度的增加而递增,反映故障程度的性能较好;在机组额定负载状态下,U型检测线圈感应电压中的分数次谐波含量在故障后虽有显著增大,但故障特征谐波增幅与故障严重程度是不成比例的,也就是说通过U型检测线圈反映机组发电状态下转子绕组匝间短路故障程度的能力是不足的㊂3.3㊀发电调相工况在发电调相工况下,抽水蓄能机组通过原动机驱动机组的旋转,同时发出或吸收无功功率㊂对机组调相工况过励和欠励状态进行仿真,设置某磁极绕组正常㊁短路5匝㊁短路10匝和短路15匝,得到检测线圈感应电压波形,如图10和图11所示㊂可以看出,故障磁极在检测线圈上的感应电压随着短路匝数增多而降低,感应电压频谱图如图12和图13所示,各次谐波幅值见表4和表5,可以看出,分数次谐波依然呈现递增的趋势㊂表4㊀发电调相工况过励下谐波含量表Table4㊀Harmonic content table under overexcitation in power generation phase regulation谐波次数正常5匝短路10匝短路15匝短路1/900.00370.00560.0081 2/90.00020.00700.00860.0105 3/90.00040.00840.01010.0117 4/90.00050.00790.01010.0117 5/90.00020.00800.01060.0123 6/90.00060.00780.01040.0119 7/90.00020.01110.01500.0169 8/90.00080.00950.01300.0146图10㊀发电调相工况过励状态下检测线圈电压Fig.10㊀Detecting coil voltage under overexcitation con-dition of power generation phasemodulation 图11㊀发电调相工况欠励状态下检测线圈电压Fig.11㊀Detection of coil voltage under excitation condi-tion of power generation phase modulation ㊀㊀在发电调相状态下,U型检测线圈感应电压中的分数次谐波含量在故障后显著增大,但故障特征谐波增幅与故障严重程度是不成比例的,也就是说通过U型检测线圈可以诊断发电调相状态下机组的转子绕组匝间短路故障,但特征谐波反映故障严92第4期范轩杰等:抽水蓄能机组多工况下转子匝间短路故障检测效果分析重程度的能力不足㊂图12㊀发电调相工况过励下检测线圈电压频谱图Fig.12㊀Voltage spectrum of detection coil under over-excitation in power generation phaseregulation图13㊀发电调相工况欠励下检测线圈电压频谱图Fig.13㊀Voltage spectrum of detection coil underunderexcitation in power generation phase regulation表5㊀发电调相工况欠励下谐波含量表Table 5㊀Table of harmonic content under under excitationin phase modulation of power generation谐波次数正常5匝短路10匝短路15匝短路1/90.03890.06580.07220.09572/90.03860.07080.07840.10913/90.05000.17770.20170.23864/90.03700.14860.16800.19985/90.01950.09000.10400.13726/90.06150.12390.13480.16827/90.00600.13860.16430.19968/90.09160.17710.19550.23243.4㊀电动工况在电动工况下,抽水蓄能机组由三相电源为其提供电能,机组带机械负载,电动工况下额定容量为322MW,转速为333.3r /min,通过计算可得负载转矩大小为9226222.622N㊃m㊂电动工况下设置转子某磁极绕组正常㊁短路5匝㊁短路10匝和短路15匝,通过仿真计算得到检测线圈感应电压波形,如图14所示,电压频谱图如图15所示,分数次谐波含量如表6所示㊂图14㊀电动工况检测线圈电压Fig.14㊀Testing coil voltage in electric condition可以看到,在转子绕组匝间短路后,故障磁极在03电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀检测线圈上感应的电压脉冲幅值随着短路匝数的增多而减小,电压中的分数次谐波幅值随着短路匝数增多而增大㊂而与故障磁极相邻的两极,在转子绕组发生短路后,线圈上的感应电压也会随着短路程度的加重而减小,但其衰减程度小于故障磁极㊂因此,通过谐波幅值可以检测电动负载工况下的转子绕组匝间短路故障,并且一定程度上可以反映出故障严重程度㊂图15㊀电动工况检测线圈电压频谱图Fig.15㊀Voltage spectrum of electric working conditiondetection coil表6㊀电动工况谐波含量表Table 6㊀Harmonic content table of electric workingcondition谐波次数正常5匝短路10匝短路15匝短路1/90.20120.36070.35070.34232/90.19200.35910.36820.37623/90.19700.32130.37610.42174/90.16930.05830.13900.21565/90.16370.19570.23150.27906/90.16200.36210.42100.47257/90.14390.61960.73810.82198/90.14400.72230.88911.00673.5㊀电动调相工况在电动调相工况下,设置某转子磁极正常㊁短路5匝㊁短路10匝和短路15匝,仿真得到检测线圈电压波形,如图16所示,电压频谱图如图17所示,分数次谐波幅值如表7所示㊂图16㊀电动调相工况检测线圈电压Fig.16㊀Detection of coil voltage under electric phasemodulation表7㊀电动调相工况谐波含量表Table 7㊀Harmonic content table for electric phasemodulation谐波次数正常5匝短路10匝短路15匝短路1/90.00170.04600.05540.06212/90.00010.04470.04460.04793/90.00060.09280.11140.12184/90.00310.07400.08520.09235/90.00230.06320.06640.07016/90.00200.05660.05700.05937/90.00270.10020.11800.12668/90.00460.08190.09240.0980从图中可以看到,在转子绕组匝间短路后,故障磁极在检测线圈上感应的电压脉冲幅值随着短路匝数的增多而减小,电压分数次谐波在故障后较故障前有显著增大,但随着故障程度加重,谐波幅值增大并不明显㊂因此,通过谐波幅值尽管可以检测电动13第4期范轩杰等:抽水蓄能机组多工况下转子匝间短路故障检测效果分析调相工况下的转子绕组匝间短路故障,但不适宜判断故障程度㊂图17㊀电动调相工况检测线圈电压频谱图Fig.17㊀Voltage spectrum diagram of detection coil un-der electric phase modulation condition在电动调相状态下,U 型检测线圈感应电压中的分数次谐波含量在故障出现后显著增大,但故障特征谐波增幅与故障严重程度是不成比例的,也就是说通过U 型检测线圈可以诊断机组的转子绕组匝间短路故障,但特征谐波反映故障严重程度的能力是不足的㊂4㊀结㊀论本文分析了U 型检测线圈法在抽水蓄能机组5种典型工况下诊断转子绕组匝间短路故障的性能,结合有限元仿真验证,得出如下结论:1)抽水蓄能机组发生转子绕组匝间短路故障后,故障磁极在U 型线圈上感应的电压脉冲幅值会有所减小,其减小规律与机组运行工况有关㊂2)抽水蓄能机组发生转子匝间短路后,U 型线圈感应电压中1/p 次㊁2/p 次㊁3/p 次和4/p 次等分数次谐波会显著增大,增大规律与机组运行工况有关㊂3)U 型检测线圈可以有效诊断抽水蓄能机组的转子绕组匝间短路故障,反映故障程度的能力则受到机组运行工况的影响和限制㊂参考文献:[1]㊀左程,李既明,吴志峰.抽水蓄能机组转子磁极典型故障(缺陷)原因分析及对策[J].水电与抽水蓄能,2018,4(5):98.ZUO Cheng,LI 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水轮发电机组现场动平衡试验工艺方案
工艺#技术・Go#gyi yu Jishu水轮发电机组现场动平衡试验工艺方案张端潭(南平市建阳区发电有限责任公司，福建南平354200)摘要:振动是造成机械损伤的主要因素,水轮发电机组振动幅值是评价水轮发电机组设计、制造、安装质量的一项重要指标。
以雷公口电厂1号水轮发电机组转子动平衡试验为例,釆用幅值四圆图法准确找到不平衡点，通过矢量分解法对配重进行分解，有解决水轮发电机组转子配重的安装，准地消除了机组由于转子质量不平衡引起振动过大的，可关键词：幅值四圆图；转子动平衡试验;矢量分解0引言建阳区雷公口电厂位于建阳区阳溪上附近,距建阳城区约53km。
坝址以上集雨面积达101km2,是一以水为主，、、发电用的发的水电。
水为5231m3,有。
电站装机容量2!6.5MW,发电机型号SF6500T0/2600,设计年发电量3494万kWh。
2018年雷口电厂对机组进行造。
其中，雷口1发电组安装过发转子,过对，发发电主发电转子厂。
1发电机主 制造厂平衡试验重电厂安装。
安装成，动，发组转速，测得上导承的水平最振动幅值为0.18mm,不满足《水轮发电机组安装技术规范》(GB/T8564—2003)的要求(<0.05mm)。
初步推断该象由转子动平衡不好所致。
为此,邀请专业的团队使用专业的设备对1组进行动平衡试验配重。
配重，组转速下，上导承支架的水平振动值(X轴为0.03mm,#为0.025mm)符技术规范(80.05mm)要求，但当机组进行过速试验时，上导承支架的水平振动值随转速的上升呈指升，不满足规规范的要求。
为了保证机组长期稳行，我们调整方案，重新对转子进行动平衡试验配重，采用四圆幅值法、矢量解法对配重方向、重量安装进行了优化计算整。
1组转子配重整，测得的各转速下的振动值得到明显善，并好满足规范技术要求。
本文主要介绍1组动平衡试验过解方案参考。
1用四圆幅值法测量数据雷公口电站1号机容量65MW,发电机型号SF6500-10/2600,转子磁极10极，如图1所示,①〜⑩为磁极，转子引出线①磁极与⑩磁极之间,$、％两点为原配重点，配重质量别为2860g和4390g,配重块安装置在磁极间风扇叶片。
某水电厂1号机组动平衡试验报告
某水电厂#1机组动平衡试验报告编写：罗涛审核：批准：试验时间：2015年5月某有限公司某水电厂#1机组动平衡试验报告1前言某水电厂位于勐乃河干流上，地处云南省盈江县昔马镇与某镇境内。
电厂装机容量：180（3×60）MW，发电机由东风电机厂生产。
此次为了检测机组大修后的稳定性能，消除机组转动产生的不平衡力，保证机组启动试运行的成功以及并网发电的安全。
某有限公司对#1机组进行了动平衡处理。
2试验依据本次试验依据的标准如下：GB/T 8564-2003 《水轮发电机安装技术规范》DL/T 507 -2002 《水轮发电机组启动试验规程》3试验对象主要参数4试验设备及测点布置4.1试验设备本次动平衡试验所用的设备为：某有限公司生产的水轮发电机组振动摆度监测分析系统。
4.2测点布置测点清单表5试验方法及步骤5.1试验方法通过电容位移传感器测量上导、下导以及水导轴承的摆度；通过低频速度传感器测量上机架、下机架、顶盖的水平和垂直振动。
然后将所有数据汇总到水轮发电机组振动摆度分析系统，进行计算和处理，并显示测试参数的变化情况。
最后，由试验人员综合试验情况，给出试验结论。
5.2试验步骤在机组启动试验时，分别进行以下工况的试验：5.2.1转速试验：机组在额定转速的50%、75%、100%工况下，测量机组各部位的振动值、摆度值以及转频幅值和相位，对机组进行配重处理，直到各项指标都达到规程规定的标准。
5.2.2升压试验：机组在额定转速下，并带25%、50%、75%、100%的定子电压工况下，测量机组各部位的振动值、摆度值以及转频幅值和相位，对机组进行配重处理，直到各项指标都达到规程规定的标准。
5.2.3带负荷试验：机组在带25%、50%、75%、100%的负荷工况下，测量机组各部位的振动值、摆度值以及转频幅值和相位，对机组进行配重处理，直到各项指标都达到规程规定的标准。
6试验情况及分析说明：各表中所示的振动值和摆度值，其通频值指的是双幅值，即峰峰值；转频值（1X幅值）指的则是转频的双幅值，单位均为“μm”。
水泵叶轮动平衡报告
水泵叶轮动平衡报告一台动平衡校正好的水泵不但稳定性好，同时也增加了使用寿命。
上海申曼动平衡机厂研究制造的专用平衡机系列，操作方便、测量精准。
具体操作请继续了解，在需要对水泵叶轮进行平衡检测的时候，将需要检测水泵叶轮放在平衡机上夹紧，在电脑上屏幕点击启动按钮，几分钟后，电脑屏幕上会显示出不平衡量的具体位置和大小，根据电脑提示，在工件上做好标记，将工件取出，增重或者去重。
申曼专用平衡机各类转子动平衡校正专用平衡机叶轮按其结构不同可分为四种形式：第一种形式，由前盖板、后盖板、叶片和轮毂组成，称为封闭式叶轮；第二种形式，由后盖板、叶片和轮毂组成，称为半开式叶轮；第三种形式，由叶片和轮毂组成，称为全开式叶轮；第四种形式，由两个前盖、叶片和轮毂组成，有两个分布在两侧的两个吸入口，称为双吸式叶轮。
半开式和全开式叶轮常用来输送含杂质较多的液体；双吸式叶轮常用于排量大的场合，抗气蚀性能好，效率比较高。
水泵与叶轮的动平衡：水泵与叶轮是旋转体，工作要求对它的动平衡等级严格把控，一个动平衡性能良好的水泵叶轮不但运行平稳，效率高，而且使用寿命也会大大增加。
凡刚性转子如果不能满足做静平衡的盘状转子的条件，则需要进行两个平面来平衡，即动平衡。
只做静平衡的转子条件如下(平衡静度G0。
4级为最高精度，一般情况下泵叶轮的动平衡静度选择G6。
3级或G2、5)：1、对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转、分时，只要D、b<6时，应做动平衡。
2、对多级泵和组合转子(3级或3级以上)，不论工作转速多少，应做组合转子的动平衡。
3、一般的单级离心泵不用做。
4、大型的单级泵(3000m3循环水泵)需要做。
5、多级泵最好做一下。
6、高速泵最好做一下。
7、正规泵制造厂叶轮出厂已做静平衡。
通常单级泵换了叶轮不用重新做动平衡试验，但应保证更换的叶轮零件在做过了动平衡试验(若动平衡试验后用户又切割了叶轮直径，需重新补做动平衡试验)，对于多级离心泵，更换了叶轮，即使叶轮已做了动平衡试验，更换时,将叶轮安装在泵轴上，整个转子还需重新进行动平衡试验，并记住每个零件的位置，然后拆下按动平衡试验叶轮所在的位置重新装泵。
水泵叶轮动平衡标准
水泵叶轮动平衡标准
水泵叶轮的平衡是确保水泵正常运行和减少振动噪音的重要方面。
水泵叶轮的平衡通常遵循一些标准和规范，这些标准规定了叶轮的平衡质量要求、测试方法和接受标准。
以下是一些关于水泵叶轮平衡标准的信息：
1.ISO 1940-1：ISO 1940-1 是国际标准化组织（ISO）发布的标
准，规定了机械旋转部件的平衡质量要求。
这包括水泵叶轮。
ISO 1940-1 标准将平衡质量划分为不同的等级，根据叶轮的用
途和要求，可以选择适当的平衡等级。
2.API标准：美国石油学会（API）发布了一些与石油和天然气行
业相关的标准，其中包括与泵设备和叶轮平衡相关的标准。
这
些标准可能会针对特定的应用和行业需求。
3.ANSI/HI标准：美国泵制造商协会（Hydraulic Institute，HI）
发布了一些与泵和叶轮的设计和平衡相关的标准，这些标准通
常被用于工业泵和相关设备的制造。
4.国家和地区标准：不同国家和地区可能有自己的标准和规范，
用于规定水泵叶轮的平衡要求。
这些标准通常根据当地产业和
法规的需要而制定。
水泵叶轮平衡的具体要求和标准可能因应用、行业和地区而有所不同。
在设计、制造和安装水泵叶轮时，通常需要参考适用的标准和规范，以确保叶轮的平衡质量达到要求。
这可以减少振动、延长水泵的使用寿命，提高运行效率，并减少维护成本。
十三陵抽水蓄能机组检修后启动试运行简介
水利水电技术 第39卷 2008年第12期W R y V 13N 1十三陵抽水蓄能机组检修后启动试运行简介李林友,王跃红(中国水利水电第一工程局有限公司机电安装分局,大连旅顺 116041)关键词:启动试运行;机组机械试验;机组电气试验;十三陵抽水蓄能电站中图分类号:T V734(21) 文献标识码:B 文章编号:100020860(2008)1220081202收稿日期22作者简介李林友(6—),男,高级工程师。
北京十三陵抽水蓄能电站首台机组于1995年投产运行,1997年4台机组全部投入运行,按照《发电企业设备检修导则》(D L /T 838—2003)和机组设计要求及供货方的说明,各台机组需要依次安排进行大修。
中国水电一局机电安装分局在2005年初承担了首台机组(3#机组)的检修工作,并优质、高效、按期完成了检修任务,现将3#机组启动试运行方案介绍如下。
1 机组主要技术参数111 水泵/水轮机额定出力:204MW 。
最大入力:20315MW 。
水泵工况最高水头:490m 。
转轮直径:<3719mm 。
额定转速:500r/m in 。
最大流量:5319m 3/s 。
旋转方向:发电工况俯视为顺时针,水泵工况俯视为逆时针。
安装高程:29m 。
尾水管型式:立式弯肘型。
蜗壳型式:金属包角345°。
水泵/水轮机总重:410t 。
112 发电/电动机型号:SS V482/12-300。
额定容量:发电工况222MV A 、cos φ为019,电动工况218MV A 、cos φ为110。
定子电压:1318kV 。
电压调节范围:-510%/51090%。
定子电流:9288A 。
额定转数:500r/m in 。
飞逸转数:725r /m in 。
相数:三相。
周波:50Hz 。
转动惯量:2420tm 2。
冷却方式:带空气冷却器的无风扇闭路循环通风。
灭火方式:水灭火。
定、转子绕组绝缘等级:F 级。
抽水蓄能电站机组水泵断电试验过程及分析
速器故障模拟试验 已完成 。 （ ５ 糜 水井处有人值班 ， 当发现集水井水位 异常时 ， 及时启动渗漏排水泵排水 。 （ ６ ） 球阀阀体 已完成充水 ， 且球 阀 的现地手动 ， 现地 自动 ， 远方 自动开启关闭试验 已完成 。 （ ７ ） 监控 系统 事故停机功能正常 ， 工况转换流程正常 。 （ ８ ） 充气压水时间间隔、 开启 球阀时间点 、 开启导 叶时间点均 已经过主机设备供货商 的确认 。 （ ９ ） 启 动前确保发变组保护和主变保护模式正确 ， 并正确投入 。
油 田、 矿山 、 电 力设 备 管 理 与 技 术
抽水蓄能电站机组水泵断 电试验过程及分析
荀 涛 刘 宏 宝 （ 哈尔滨电机厂有限责任公司产品设计部， 黑龙江哈尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
【 摘
要ｌ以响水涧抽水蓄能电站机组水泵断电试验为例， 对抽水蓄能机组水泵断电试验的注意事项， 试验步骤， 试验结果及分析进行 了介绍。
１注意 事 项
水泵 断电试验通常安排在首次抽水试验 即将结束时进行 ， 故试 验前应注意检查相关试验条件是否满足。 主要包括 ： （ １ 阚 速器静止转 抽水调相 ， 抽水调相转抽水， 抽水转停机 ， 抽水转抽水调相工 况模拟 试验 已经完成。 （ ２ 阙 速器抽水开启规律 ， 抽水正常关闭规律 ， 抽水故 障关闭规律满足调节保证计算要求。 （ ３ ） 抽水调相转抽水时调 速器机 械柜短接抽水方向令， 确保调速器水泵方 向关闭电磁阀长期励磁， 关 闭规律不会 由水泵方 向关闭规律切换至水轮机方向关闭规律 。 （ ４ ， 凋
■” ＊＾
４试 验 结果 及 分 析
试验期 间上库水位 １ ９ ６ ． ９ 米， 下库水位４ ． ６ 米， 水泵 断电试验 机 组吸入功率－ ２ ７ ７ ． ２ ＭＷ。 水泵 断电过程 中， 机组无反转 。 图１ 为水泵 断 电期间尾水管压力变化 曲线 ， 图２ 为水泵断 电期 间蜗壳压力变化 曲线。 由图１ ， 图２ 可知， 水泵断 电时导叶关闭规律为： 第一段导叶关闭 速度５ ． ９ ９ ％／ ｓ ， 第二 段导 叶关闭速度 １ ． ６ ３ ％／ ｓ ， 导 叶关 闭拐点为 ９ ． ４ ％。 尾水管 出 口压力最高值 ８ ． ０ ０ ８ ｂ ａ ｒ ， 尾水管 出 口压 力最低值 ３ ． ３ ４ ７ ｂ ａ ｒ 。 尾水 管进 口压力最高值 ８ ． ５ ｂ ａ ｒ ｝ 尾水管进 口压力 最低值
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图 １ 发电电动机转子配重部位立 面示意图
（） ３机组动平衡试验的具体步骤
ａ 转子 配 重 前 ， Ｓ Ｃ启 动 机组 ， ） 用 Ｆ 升速 并 稳定 瓦单边 间隙 ： 上导 ０３ ｍ， ． ｍ 下导 ０ ２ ｎ 水导 ０ 在试 验转速 上测 出其振动 、 ． ｍ， ４ｒ ． ２ 轴摆度 及相位值 。 ｍ 后 已调整为 ０３ ｍ ， ｍ（ －ｍ ）符合设备 厂商 的技术规 ｂ 然 后用 一 试 重块 临时 紧 固在转 子 下 方 的联 ） 范和 Ｇ ／ ６— ０３国家标准的要求。 ＢＴ８ ４ ２０ ５ 轴螺杆上 ， 再次启动机组稳定转速 ， 测出新 的振动、 宝泉电站 ｌ 号机组整组启动试验过程中先后作 轴摆度及相位值。 过两 回动平衡 试验 ，第一 回是在 水泵压水 工况下 用 Ｏ 将试 重 块取 掉换 装另 一位 置 ， 三 次启 动机 ） 第 ＳＣ Ｆ 启动机组进行 的。第二回是在发 电电动机全部 组， 测量和记录新的振动、 轴摆度及相位值。 更换 １ ２个新 磁极 后也 在水 泵 压水工 况下 用 Ｓ Ｃ启 Ｆ
收稿 日期 ：０ ９ ２ １ ２０ —１— ５
作者简介 ： 罗胤（ ９ ６ ）男 ， １８ 一 ， 助理工程 ， 从事抽 水蓄能电站设备检修
维护工作。 水源自电 站 机电 技 术
第 ３ 卷 ３
大及其 中心体结构紧凑等特点，需要作双面动平衡 试验。因此 ， 对于较高转速抽水蓄能机组 ， 通常采取 适当降低试验转速 （ 即试验基准转速采用 ８ ％的额 ０ 定转速 ） 的方法进行机组动平衡试验 ， 以便用较短时 间完成试验工作。
和轴摆度的主要原因。 由于发 电机转子体积大、 质量
重， 由多个部件组成 ， 其结构设计 、 加工制造及组装
工艺很难保证机械平衡 ， 也难以进行静平衡试验 ， 通
常多在电站现场作动平衡试验。 机组动平衡试验的 目的就是 ：①通过在发电机
是一座 ５０ｎ ０ 水头段 、ｔ Ｉ Ｅ 调节纯抽水蓄能电站 。 电站 转子上配重的方法来减小其转动部件质量动 、静不 安装 ４台单机容量 ３０ Ｗ、额定转速 ５０／ ｉ立 平衡引起的机械振动和轴摆度达到允许值 ；②对于 ０ Ｍ ０ｒ ｎ ｍ 轴、 单级、 可逆混流式抽水蓄能机组。发电电动机为空
２ 水泵工况 下机组动平衡试验 的特点
机组在水泵压水工况下作动平衡试验有两个明
１机组动平衡试验的原 因及 目的
实际机组的转动部件不可能完全平衡 ，它既有
静不 平衡 ， 有 动不平衡 。机 组转 动部件 的动 、 也 静不
显的特点， 一是不消耗上库的蓄水量 ， 只需投入 Ｓ Ｃ Ｆ
电源和转轮室充气压水系统 ， Ｓ Ｃ 用 Ｆ 启动机组平稳 旋转 、 ， 升速 可稳定在任何转速下对机组各部位的振 平衡是由于存在机械不平衡、电磁不平衡和水力不 动值 和轴摆度进行测量 、 计算和配重 ， 方法简便 ， 省 平衡等因素所致 ， 并造成机组的振动和轴摆度 。 中 其 时省水 。 二是所检测到的机组振动值和轴摆度 ， 只由 机械不平衡主要包括水轮机转轮质量不平衡 、发电 机组转动部件本身的机械不平衡所产生 ， 不包含水力 机转子质量不平衡、 机组轴线曲折、 导轴承轴瓦间隙 不平衡的作用和水头变化的影响， 可以做到比较精确 调整不当、推力轴承水平调整不合适或推力头卡环 的测试和配重 ， 试验结果可达到较高的精确度。 这是水 配合松动等；电磁不平衡主要包括转子圆度偏差较 泵压水工况下作机组动平衡试验的有利条件。 大、 电机气隙不均匀 、 发 匝间短路或三相不平衡等 ； 注意到抽水蓄能机组转速较高、转子长径比较 水力不平衡主要包括水轮机止漏环间隙不均匀 、 导 叶开度不均匀以及水轮机空载工况不稳定等。工程 实践表明：发电机转子质量不平衡是造成机组振动
中图分 类号 ：Ｖ ３ 文献标识码 ： Ｔ ７４ Ｂ 文章编号 ：６ ２ ５ ８ （ ００ ０ — ０ ５ ０ １７ — ３７ ２ １ ） １０ ３ — ６
０ 概 述
宝泉电站位于河南省辉县市境内，电站枢纽主 要 由上水库、下水库、输水系统 、地下厂房和地面 ５０ｋ Ｉ 开关站、 ０ Ｇ Ｓ Ｖ 继保楼及中控楼等建筑物组成 ，
第３卷 第 １ ３ 期
２１ ０ ０年 ２ 月
水
电 站 机 电 技 术
Ｖ １ ３Ｎ ． ｏ． ｏ１ ３
Ｆ ｂ２ １ ｅ． ０ ０ ３ ５
Ｍ ｃ ａｉ ｌ Ｅｅｔｃｌ ｅｈｉｕ ｙ ｒ ｏ ｅ ａ ｏ ｅｈｎｃ ＆ ｌ ｒ ａＴ ｃｎｑｅ ｆ ｄｏ ｗ ｒ ｔｔｎ ａ ｃｉ ｏＨ ｐ Ｓｉ
冷、 、 三相 交流 、 可逆式 同步 电机 ， 电压 １ ｖ， 额定 ８ 额定 ｋ
部分由于电磁不平衡或水力不平衡引起的振动 ， 也 可通过在发电机转子上配重来降低振动值。机组动 平衡试验合格， 可保证机组的运行质量和使用寿命 。 这是机组整组启动试验一项十分重要的调试工作。
频率 ５ ｚ ０ ， Ｈ 发电机工况额定容量 ３４ Ｖ ， ３ Ａ 电动机工 Ｍ 况最大输入功率 ３ Ｗ。静止变频启动系统设备 ： ．Ｍ １４ ５ 输出功率 １ Ｍ 整流输出直流电流 ３ ０ Ａ 整流触 ９ Ｗ／ ４０ ； 发角 ８ 逆变触发角 ２￣／ 。／ ０ 低频限制 ４ ｚ Ｈ。
抽水蓄能机组水泵 工况动平衡试 验
罗 胤， 张玉 良， 李坤鹏 ， 小军 王
（ 河南 国网宝泉抽水蓄能有限公 司， 河南 新乡 ４ ３ ３ ） ５ ６ ６
摘
要： 抽水蓄能 电站首机首次大 多采用水轮机工况启 动方式， 宝泉抽水蓄 能电站首机首 次采用水 泵工 况启 动试
验成功在国 内尚属首次。以宝泉 电站 ｌ号机组为例 ， 介绍用 ＳＣ 静止变频启动器 ） Ｆ（ 启动机组作水泵压水工况下机组 动平衡试验 的方法及对转子动平衡 品质的评价方法 ， 可供参考。 关键词 ｉ 抽水蓄能机组 ；水泵工况 ；动平衡试验；评价 方法
３ 宝泉 电站水泵工况下机组动平衡试验简要
说 明
宝泉机组额定转速 ５０ｒ ｍｎ瞬态飞逸转速 ７５ ０ ／ ｉ ， ２ ｒ ｍｎ转子总重量 ３ ０ 转子直径 ４ ８＿ｎ ｌ ／ ｉ， ．ｔ １０ ， ５３ ｑ ， ５ ｌ 高 Ｔ （ 度 ３ ３ ｍ 长径比０ ８ ＞１ ， 长） ６ ｍ， １ ． ４ ／ 作机组动平衡试 ６ ３ 验有一定难度。 因此 ， 对于较高转速的抽水蓄能机组 动平衡试 验务必 慎重测试 ， 心配重 ， 要测试 配重 精 需 多次 ， 机组的振动和轴摆度才能达到允许值。 首台机组总装时机组轴线和导轴瓦间隙均已调 整合格 。机组轴线盘车单侧摆度上导轴颈 ：． ７ ０ ０ ０ ５ ｍ 下导轴颈 ：． ５ ｍ 水导轴颈 ：． ５ ｍ； ｍ， ０ ４ ， ０ ｍ ０ ３ 导轴 ０ ｍ