宝泉抽水蓄能电站1号机组转子热打键试验（张孟军 刘其园）

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1、宝泉抽水蓄能电站1号机组转子热打键试验（张孟军刘其园）　　摘要:宝泉电站装4台立轴单级混流可逆式机组，其转子由瓶状轴、磁轭和磁极等部件组成。转子磁轭在运行中由于受到强大的离心力作用，会导致磁轭径向变形，使磁轭与中心体发生径向分离，转速越高，分离现象越严重。为保证机组安全运行，在转子装配过程中应预先给转子磁轭与中心体一个预紧力，采用热打键的方法可满足预紧力的要求。磁轭热打键是发电机转子施工中一个重要环节，主要介绍了宝泉电站1号机组转子磁轭热打键方法，并力求从实用角度介绍了本次试验计算过程，可供从事本专业施工人员参考。关键词:磁

2、轭转子;装配技术;立轴单级混流可逆式机组;宝泉抽水蓄能电站 中图分类号:TK73文献标识码:A 1概述 　　宝泉电站装有4台立轴单级混流可逆式机组，总装机容量为120万kW，单机容量30万kW，生产厂家为法国ALSTOM公司。机组转子由瓶状轴、磁轭和磁极等部件组成，转子组装后总质量310t。转子磁轭由4.0mm厚的冲片叠成，单层全圆由4张冲片组成;磁轭总高为3136mm，由192根M39螺杆套合而成。磁轭与瓶状轴之间一圈均匀分布12根磁轭主键，上、下副键插入在主键与瓶状轴之间，共24根。 2热打键原理与试验接线 2.1热打键

3、原理 　　转子磁轭在运行中由于受到强大的离心力作用，将会导致磁轭径向变形，使磁轭与中心体发生径向分离，转速越高，这种分离现象越严重。为保证机组在这种情况下安全运行，必须要使磁轭与中心体之间有一定的机械紧量，因此在转子装配过程中应预先给转子磁轭与中心体一个预紧力。用冷打键方法无法满足这一预紧力的要求，因此必须采用热打键的方法。热打键的方法是在冷打键的基础上，将磁轭加热，使之膨胀，从而使磁轭与中心体之间存在一定的间隙，然后将副键打入规定的深度，这就是热打键。依靠这种预紧量，借以抵消磁轭径向变形的影响，确保机组长期安全运行。 2.

4、2加热原理与接线 　　绕在转子铁芯上的励磁线圈在铁芯上产生交变磁通，交变磁通使磁轭发热，从而达到对转子铁芯加热的目的，接线如图1所示。 3转子磁轭参数 转子磁轭主要参数如下: 磁轭外圆半径R1为1920.3mm; 磁轭内圆半径R2为1065mm; 磁轭总长L1为3136mm; 磁轭叠片系数K为0.90; 磁轭有效长度L为2822.4mm; 磁轭轭部高度Hc为855.3mm; 　　磁轭轭部截面积为2413998.72mm2; 磁轭轭部平均直径为2985.3mm。 4试验相关计算 4.1磁轭加热后的膨胀量与副键热打深度 　　根据

5、厂家要求，需要使磁轭与中心体之间产生60℃的温差，故可进行以下计算。 磁轭加热后的膨胀量。 　　Δδ=ΔTαD/2=60×12×10-6×2985.30/2=1.07mm; 　　式中ΔT为磁轭与中心体温差;D为磁轭平均直径;α磁轭钢膨胀系数。 热打键打入深度。 　　L=Δδ×β=1.07×200/1≈200mm 式中β为磁轭副键锥度，β=200/1。 4.2试验变压器容量的计算 　　根据公式，感应电动势U=4.44fsbW，式中U为励磁输出到励磁线圈的电压;f为试验电源频率;s为定子铁芯轭部截面;b为试验时铁芯轭部磁通密度;

6、W为绕线匝数。励磁总磁势####IW=πDavHo，式中Dav为磁轭部平均直径;Ho为单位长度安匝数。得出: P=UI=4.44πfsBDavHo 　　式中磁通B为0.1T，Ho为单位长度安匝数，Ho值为13.55×102安匝/m。 　　P=4.44×3.14×50×2413998.72×10-6×0.1×2985.3×10-3×13.55×102=680kVA 4.3现场试验变压器配置及绕线方法计算 　　根据现场实际情况，拟采用一台单相全绝缘变压器作为试验变压器使用，变压器高压侧接至施工用电10kV。 励磁变压器的主要参数

7、如下: 　　容量800kVA，全绝缘，变压比10kV/1500V。 　　4.4现场绕线匝数及励磁电流、测量电压计算 励磁绕组匝数。 U=4.44fsbW，b取0.1T。 　　W=1500/=27.98，取W=28匝。 励磁电流及电缆。 　　IW=πDavHo，其中Ho为单位长度安匝数，取13.55×102安匝/m。 I=/28=453A 　　励磁电缆的选择:所需励磁电缆可选用厂供120mm2的3kV铜芯软电缆双线并绕作为励磁电缆。 测量线圈的匝数和电压。 　　U2/U1=W2/W1，取W2=1，U2=1500V/28=53V

8、。 　　电流互感器变比选择。600/5A，测量电流为3.78A。 5现场试验过程 5.1加热前的准备 　　拆除测圆架。拆除磁轭支撑板和垫木，使磁轭全部重量落在立筋挂钩上，检查磁轭下沉量。 　　转子叠片最后一次压紧完成，原始数据测量完成。 所有电气接线按图完成。 　　转子磁轭内侧用石棉保护，