黄花寨水电站1#机组机组稳定性试验

黄花寨水电站1#机组机组稳定性试验

聂冠群

中国水利水电第九工程局，贵州  贵阳  550081

0 概述

黄花寨水电站位于贵州省长顺县敦操乡境内。电站装机容量2×30MW。1#机组于2010年12月投运，由于机组运行时摆度超标，故对1#机组进行动平衡配重试验。

1 试验目的及依据

1.1试验目的

稳定性试验及动平衡试验是为了检测机组检修后的稳定性能，掌握机组在各工况下的振动、摆度和水压的变化情况，分析影响机组稳定运行的原因，消除机组转动产生的动不平衡力，保证机组并网发电的安全。

1.2 试验依据：

GB/T 8564-2003 《水轮发电机组安装技术规范》

DL/T 507-2014  《水轮发电机组启动试验规程》

GB/T 15468-2006《水轮机基本技术条件》

GB/T 17189-2007 《水力机械(水轮机、蓄能泵和水泵水轮机) 振动和脉动现场测试规程》

GB/T 9239.1-2006 《机械振动 恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验》

2 试验机组参数

2.1 水轮机参数                              2.2 发电机参数

水轮机 型号：HLD257-LJ-225            额 定 容 量：30 MVA

额 定 功 率：30MW                    额 定 电 压：10.5kV

额 定 水 头：77.5m                     额 定 电 流：1941A

额 定 流 量：87.9 m3/s                  功 率 因 数：0.85

额 定 转 速：300 r/min                  励 磁 电 压：159V

飞 逸 转 速：600r/min                  励 磁 电 流：710A

发电机 型号：SF-J30-20/4800             

2.3 导轴瓦间隙

上导瓦间隙：0.26mm (双边) ；下导瓦间隙：0.28mm (双边)；

水导瓦间隙：0.20mm (双边)。

3 试验设备及环境描述

3.1 试验设备

本次稳定性、动平衡试验及甩负荷试验所使用的试验设备有：SK9172型水轮机振动分析仪（厂家：上海数可测控仪器有限公司）、CWY型电涡流位移传感器、DP型低频振动传感器。所有试验设备和试验元件都经校验合格，测试精度满足要求。

3.2 测点布置

（1）上导轴承水平+X、+Y摆度。

（2）下导轴承水平+X、+Y摆度。

（3）水导轴承水平+X、+Y摆度。

（4）上机架水平+X、+Y振动，上机架垂直Z振动。

（5）下机架水平+X、+Y振动，下机架垂直Z振动。

（6）顶盖水平+X、+Y振动，顶盖垂直Z振动。

（7）机组转速键相信号。

图1  机组各部位测点布置图

3.3 环境描述

试验主设备工作环境允许的温度范围为-10～50℃，湿度范围为0～80%。本次试验主设备工作环境实测温度为18～23℃，实测湿度为58～67%，满足主设备要求。试验传感器工作环境允许温度范围为-10～60℃，湿度范围为0～80%。本次试验传感器工作环境实测温度为16～28℃，实测湿度为61～69%，满足传感器要求。

4 试验方法及步骤

4.1 试验方法

测试主机为SK9172型水轮机振动分析仪。通过电涡流位移传感器，测试机组的上导、下导及水导轴承的水平摆度；通过低频振动传感器，测试机组上机架、下机架、顶盖的水平及垂直振动。然后将所有的数据汇总到SK9172型水轮机振动分析仪，进行计算和处理，并显示测试参数的变化波形。由试验人员对测试数据进行提炼和分析，对出现的摆度振动超标位置提出处理意见并进行实施配重，处理后重新开机进行机组振动摆度测试和分析，直到机组的各项指标都达到规程及设计的要求为止。

4.2 试验步骤

在机组启动试验时的实际水头下，分别进行以下工况的试验：

（1）首次启动试验：手动缓缓开启导叶，让机组慢速转动一圈，检查机组的转动部分与固定部分有无碰撞或不正常的摩擦。

（2）空转试验：100%ne工况下，测定机组各部位的振动值、摆度值以及受力的大小和方位。

（3）励磁试验：100%Ue工况下，测定机组各部位的振动值、摆度值以及受力的大小和方位。

（4）带负荷试验：测定25%、50%、75%及100%负荷工况下机组各部位的振动值、摆度值、以及受力的大小和方位（如下）。

① 25%负荷振动摆度

② 50%负荷振动摆度

③ 75%负荷振动摆度

④ 100%负荷振动摆度

（5）从上图数据分析，机组在空载及带25%负荷工况较差，机组摆度严重超标。考虑多方面的因素，在空载及带满负荷工况下，根据机组各部位的振动和摆度情况、以及受力的大小和方位，对机组进行配重处理，直到各项指标都达到规程及设计的要求。

5 试验情况分析及处理

经过三次动平衡配重试验，在失重方位处加18.25kg配重块，机组振动及摆度明显下降，配重效果较为显著，满足机组运行条件。

（1）机组空转状态

（2）机组空载状态

（3）带25%负荷

（4）带50%负荷

（5）带75%负荷

（6）带100%负荷

结论：经过动平衡配重机组振动摆度达到运行规范要求，试验合格。

6 试验结论及建议

（1）黄花寨水电站1号机组的稳定性动平衡试验试验，是严格按照国家技术规程的要求进行的，试验为1号机组的安全稳定运行提供了科学依据。

（2）1号机组在空转时运行工况较好，在递升加励磁电压及带负荷过程中，振动及摆度变大，工况较差，从数据来分析，是由于电磁力不平衡引因素造成。

（3）1号机组经过三次动平衡处理后，机组的转动不平衡力大幅减小，机组各部位的振动值、摆度值大幅减小，达到机组运行规范要求，机组动平衡试验的效果明显，满足机组平稳运行。

                                                    2022年5月6日

作者简介:

聂冠群（1970-），男，湖南省隆回县人，高级工程师，长期从事水利水电工程建筑施工技术与管理工作。

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