安彬

（四川寶珠寺水力發(fā)電廠，四川 廣元 628003）

青居電站測圓架誤差分析

安彬

（四川寶珠寺水力發(fā)電廠，四川 廣元 628003）

根據(jù)青居電站定轉子測圓方法，逐步分析、計算測圓架安裝、調(diào)整、測量過程中的誤差。計算結果表明該測圓架滿足檢修期間對定轉子測圓精度要求。

測圓架；定轉子；誤差；青居電站

青居電站4×34 MW燈泡貫流式機組系富春江富士水電設備有限公司設計制造。發(fā)電機型號SFWG34-64/6700，轉子外徑φ6 169 mm，磁極鐵芯高度1 583 mm，轉子磁極64塊，定子外徑φ7 300，內(nèi)徑φ6 190 mm，定子鐵芯高度1 528 mm，設計空氣間隙10.5 mm。

檢修過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機定子在拆裝、起吊、翻身過程中存在變形現(xiàn)象，導致定轉子空氣間隙不均勻，產(chǎn)生不平衡的磁拉力。機組旋轉時氣隙大小及不平衡磁拉力隨機組旋轉周期性變化，造成機組振動、導軸承及受油器浮動瓦磨損加劇，影響機組安全穩(wěn)定運行。

1 定子變形分析

圖1為定子吊裝示意圖，從圖中可以得出定子在起吊過程中受到橫向的擠壓，翻身過程中承受彎曲應力。

圖1 定子吊裝示意圖

2 定轉子測圓架

測圓架內(nèi)安裝重塊，通過在測量桿反端加配重塊平衡重量，使測量桿繞軸旋轉時無沿軸向位移，保證定轉子測圓時測點保證在同一水平面內(nèi)（測圓架水平合格）。測圓架如圖2。

3 測量誤差分析（只考慮人為操作誤差）

3.1 定轉子水平誤差

用框式水平儀調(diào)整定轉子水平不大于0.02mm/m。

3.2 測圓架水平誤差

測圓架水平亦是中心柱垂直度，既可用框式水平儀旋轉測量法測量，也可在900方向掛二根鋼琴線找正，水平度及垂直度應不大于0.02 mm/m。中心架轉臂重復測量圓周上任意點的誤差不大于0.02mm，每旋轉一周測頭上下跳動不大于0.5 mm。

調(diào)整方法：

1）通過調(diào)整底座頂起螺桿分方位調(diào)整或可用千斤頂強迫機座受力變形或基礎板加墊。

2）調(diào)整的同時應在選定部位裝設互成90°的4塊百分表監(jiān)示底座的抬升量。

3）水平與垂直的調(diào)整根據(jù)測量結果，綜合分析，先主后次，相互兼顧，相互驗證。

3.3 測圓架中心誤差

通過千斤頂調(diào)整測圓架的中心，要求中心偏差在0.05 mm以內(nèi)。調(diào)整的同時應在選定部位裝設互成90°的4塊百分表監(jiān)示位移值，但最終以定子中心測定數(shù)據(jù)為準。

3.4 測圓架轉動角度誤差

定子圓度要求測量上、中、下3個斷面，每個斷面32個點，架設百分表直接讀數(shù)，故不考慮轉動角度誤差。

轉子圓度及垂直度測量要求每個磁極上、中、下端各設置一個測點，各測點位于同一水平斷面，測點面積為2×2 cm2。測圓架在360°范圍內(nèi)應均分64份。

4 定子測圓累積誤差

4.1 定子水平誤差計算

定子中心以下法蘭中心為準，設定子水平值a；定子半徑r，測點與定子下法蘭面距離為L，具體誤差如圖3所示：

圖3 定子水平誤差示意圖

由圖3可得：

誤差值I=r×a2誤差值II=sinα×l

誤差值=誤差值I+誤差值II=r×a2+l×sinα

+Y方向的誤差值=cosα×（r×a2+l×sinα）

N點位的誤差值=（r×a2+l×sinα）×cos［α+（n-1）×11.25°］

a≤0.02 mm/m，l≤3 000 mm，r=3 650 mm

N點位的誤差值MAX=0.0015 mm

4.2 測圓架水平誤差計算

設定測圓架水平值b，與+Y方向成δ角度（見圖4）；

利用相似三角形原理得出：

b×r/r=誤差值/b×r T誤差值=b2×r

+Y方向的誤差值=b2×r×cosδ

N點位的誤差值=b2×r×cos［δ+（n-1）×11.25°］

水平值b≤0.02 mm/m

N點位的誤差值MAX=0.0015 mm

圖4 測圓架水平誤差示意圖

4.3 測圓架與定子中心誤差

設定測圓架與定子中心誤差c，與+X方向成ε角度，則：

+Y方向的誤差值=c×cosε

N點位的誤差值=c×cos［ε+（n-1）×11.25°］

中心誤差≤0.05 mm

N點位的誤差值MAX=0.05 mm

4.4 定子測圓累積誤差

綜上所述誤差累積在任一點位的誤差最大值不超過0.053 mm，滿足定子測圓精度要求。

5 轉子測圓累積誤差

5.1 轉子水平誤差計算（同4.1，略）

5.2 測圓架水平誤差計算（同4.2，略）

5.3 測圓架與轉子中心誤差（同4.3，略）

5.4 測圓架轉動角度誤差計算

設定測圓架轉動角度偏差n，測圓架臂長m（見圖5）。

為了更直觀的表示誤差值，將角度誤差設定為測圓架轉動時測點在切線方向距離偏差l。

切線方向距離偏差l≤5 mm，測圓架臂長m-r設計在200～300 mm范圍內(nèi)。

N點位的誤差值MAX=0.0625 mm

圖5 測圓架轉動角度誤差示意圖

5.5 轉子測圓累積誤差

轉子測圓過程誤差前3項和定子測圓誤差計算方法一致，誤差最大值為0.053 mm。轉子測圓需架設鋼琴線用內(nèi)徑千分尺測量，故存在轉動角度定位誤差。通過上述計算得出轉動角度誤差最大值約為0.062 mm，轉子測圓總誤差為0.115 mm。機組設計要求：轉子磁極圓度要求各半徑與平均半徑之差不應大于設計空氣間隙的±3%，即±0.315 mm。故此測圓架測量誤差未超出轉子測圓要求。

6 結論

通過對定子、轉子測圓架累計誤差的分析、計算，結果表明測圓架測量誤差未超出測圓精度，滿足測圓要求。

［1］楊文武，彭 偉，楊小華.腳基坪水電站發(fā)電機轉子測圓架旋轉中心體的設計、安裝和調(diào)整［J］.水電與新能源，2012（06）.

［2］楊文武，黃立華，張 虎.改變測量條件對圓度誤差的影響［J］.新技術新工藝，2013（5）：98-99.

［3］于蘭階.水輪發(fā)電機組的安裝與檢修［M］.北京：中國水利水電出版社，1995.

［4］黃勁枝.機械設計基礎［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2001.

［5］GB/T 8564-2003水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范［S］.

TK730.6

B

1672-5387（2016）07-0057-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.018

2016-03-30

安 彬（1989-），男，助理工程師，從事水力發(fā)電機組機械設備檢修工作。