水力发电机组运行稳定性监测及故障分析

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1、云南水力发电第23卷86YUNNANWATERPOWER第5期X水力发电机组运行稳定性监测及故障分析董鸿魁,丁永胜(云南电力研究院,云南昆明650051)摘要:近几年以来我省中小水力发电厂建设发展十分迅速,某些机组投入运行后机组运行稳定性问题突出,文章针对水力发电机组的运行稳定性监测及某些振动处理案例进行了分析探讨。关键词:稳定性;振动;摆度;水压脉动;动平衡;监测中图分类号:TV737;TK73017文献标识码:B文章编号:1006-3951(2007)05-0086-05近几年以来我省中小水力发电厂建设发展十分等位置,以达到对机组在不同运行工况下受机械、水迅速,新建中小水力发电机组大量投入

2、运行。但电力、电磁等不同因数所导致的振动进行分析的目的。厂机电设备的制造、安装、调试及竣工验收等各方面一般在各导轴承座或支架的互成90°的两个方存在很多问题,使某些机组投入运行后机组运行稳向上布置水平振动测点,在推力轴承机架上的振动定性差,振动摆度超标,导致机组架机、轴系、主轴等测点,尽可能靠近旋转中心的一个或两个轴向方向方面机械损伤,影响机组的安全运行。而云南省水上布置垂直振动测点,同时在径向布置水平振动测力发电机组又多属高水头、高转速机组,因此问题更点。为突出。本文针对水力发电机组的运行稳定性监测在水轮机顶盖上靠近旋转中心的轴向和径向两及某些振动处理案例进行了分析探讨。个互成90°的方向上

3、分别布置垂直及水平振动测点。为分析机组运行过程中主轴的运行轨迹及动态1水力发电机组运行稳定性监测空间轴线,分析主轴的对中及各导轴承的同心度、导水力发电机组运行监测测量参数及测点的布置轴承各方向的预载荷情况,需要在主轴径向靠近导需要根据试验目的和机组的结构具体确定。下面从轴承处两个互成90°的方向上测量主轴摆度,一般采水力发电机组运行稳定性试验(分析)角度出发,以用电涡流传感器测量。如果需要测量绝对轴振(主常见的悬式及伞式混流式机组为例,对测点布置、试轴摆度)时,传感器应安放在固定于基础的支架上。验工况、运行稳定性分析等方面进行探讨。为分析机组运行过程导致机架振动的主导因1.1试验测点布置素、测

4、试机组在暂态过程工况或某些运行工况下出测点布置是试验的关键。合理的测点布置,会现抬机或轴向串动现象还应在适当位置(如:推力头使试验结果全面正确的反映出机组的真实运行情镜板、连结法兰、刹车盘)安装测量主轴轴向位移的况,否则会导致试验结果失真,数据有效性差,难以电蜗流传感器。作出全面的分析及判断。对于相位测量,可采用光电或电蜗流传感器检1.1.1水力机械振动、(主轴)摆度测点布置及测量测主轴脉冲信号。仪器1.1.2水压脉动测量部位为评价机组的振动水平一般测量振动位移值,水压脉动一般在下述部位测量:①钢管末端蜗考虑到传感器的低频特性,一般采用速度型振动传壳进口断面处;②水轮机转轮与活动导叶之间,转轮

5、感器,对于以暂态过程的振动测量分析为重点时,还进口处;③上迷宫;④尾水锥管段;⑤如有条件,尾水必须考虑传感器的暂态响应特性是否能满足测量要管肘管进口处、中部及出口断面处。求,考虑使用加速度传感器。对于混流式水轮机而言,以上测点布置可以满振动应在机组的关键部件和部位上测量,如:各足大部分情况下的常规运行稳定性分析的要求。对导轴承和推力轴承的轴承座、支架及水力机械顶盖某些特殊情况可能还需要监测,如:功率、导叶扭矩、X收稿日期:2007-06-29作者简介:董鸿魁(1963-),男,浙江新昌人,高级工程师,主要从事水轮发电机组运行稳定性及调速系统调节性能优化研究。董鸿魁,丁永胜水力发电机组运行稳定性

6、监测及故障分析87轴承支架应力变化等。水导摆度和顶盖振动上,在不同的负荷区间,水力激1.2试验工况振的频率特征是不相同的,主要有以下4个成分:试验工况取决于机组情况及试验目的,主要有(1)转频脉动在0～5MW和20～25MW负荷区以下几种:间内较为明显。(1)变转速试验。机组转速逐级升高到额定转(2)50～70Hz脉动,在0～16MW负荷区间都速或以上;会出现。(2)暂态过程试验。包括开停机及机组甩负荷过程;(3)1.4Hz左右的低频涡带,主要出现在10～15(3)变负荷试验。包括变励磁、空载(并网前)、MW负荷区间内,且对机组稳定性影响最大。变负荷等不同试验工况;(4)叶片频率脉动,在所有负

7、荷区都存在,但数(4)调相试验。一般情况不进行,如果机组有调值较小。相任务或为判断机组故障现象时进行。2水力发电机组运行稳定性评价及分析2.1振动、摆度、水压脉动评价标准对于水力发电机组的振动、摆度可依据《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》GBPT6075-2002和《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》GBPT11348-1999等标准结合各电厂设备情况制定评价标准及在线监测系统的报警定值。