龙太聪1 王雪辉2 梁柱2 隆元林2
1.宝珠寺水力发电厂，四川 广元628003；2.四川电力试验研究院，四川 成都610071
1 概述
宝珠寺水电站位于四川省广元市三堆镇境内，是白龙江干流梯级开发的第二座水电站，地处白龙江下游，为坝后式厂房，装有4台单机容量为175 MW的半伞式水轮发电机组 ，型号为HLD89-LJ-500，发电机型号为SF175-44/10350。该电站3号机组于1997年12月投运 。2000年9月12日凌晨，机组在带160 MW负荷运行时，运行人员发现机组振动较大，声音异常，发电机大轴与发导油槽密封盖板有间断性摩擦，随即停机。电厂技术人员对机组导轴承支架及发电机机架各处连接部位全面进行检查，未发现松动等异常现象。重新开机进行空载状态的检查和测量，发现发导处摆度明显增大，发导+X、+Y方向摆度均为1.5 mm以上（发导测摆度处为非精加工面，带175 MW运行时+X、+Y方向摆度应为0.40～0.50 mm）。水导摆度基本正常。
问题发生以后，电厂技术人员对机组进行了全面的检查处理，对机组外观、电气部分、水导及过流部件和推力瓦的受力检查均未发现异常情况。只是对发导轴承进行检查时发现，由于发电机大轴与发导油槽密封盖摩擦，发导油槽密封盖毛粘已部分烧焦，盖板上的部分油漆已烧焦，发导油槽盖板未变形。对发导瓦间隙进行测量，发现发导瓦的双侧间隙明显增大。发导瓦最小双侧间隙为1.00 mm，最大双侧间隙为1.50 mm，而安装规范要求发导瓦双侧间隙应为0.60～0.64 mm，发导瓦间隙异常增大。进一步对发导瓦分解检查，发导瓦正常，部分楔子板的表面有损伤，1.00 mm高的球头已基本磨平，12块支持座中的3块已严重损坏，12块绝缘垫永久性变形并有部分撕裂。
为了不影响电厂的正常生产，使机组尽快投入运行，电厂技术人员对机组进行了调整机组中心、修刮发导瓦面、重新调整导轴瓦间隙等工作，最后将机组恢复到监视备用状态。
2 稳定性试验
为尽快查出机组振摆加大的原因，省电力试验研究院的技术人员于2001年1月对机组进行了稳定性试验。试验采用非接触式电测法，测点布置为上导摆度2点（X、Y）、推力头摆度2点（X、Y）、水导摆度2点（Y）、上机架水平振动2点（X、Y）、发电机静子外壳上端部水平振动各1点（Y）、发电机静子外壳中部水平振动1点（Y）、轴相位信号测点1点，共计10个电测点。
根据规范要求，进行了变转速试验、变励磁试验及变负荷试验。从试验结果看，机组振动、摆度值与机组转速的平方存在一定的线性关系，说明机组存在质量失衡，同时 ，机组的振动、摆度随励磁电流的变化略有变化，说明机组存在电磁不平衡，但不是很严重，另外，机组的振动、摆度随负荷的变化而变化但不大，表明机组不存在明显的水力不平衡现象。
3 振动、摆度处理振源分析
2001年4月，试研院的技术人员对机组的振动、摆度进行了处理。在处理过程中，某些工况曾采用光线示波器与微机系统并行同步测试，结果完全一致。处理机组振动前、后的试验结果见表1。在进行各项试验过程中，目测各导轴承和推力轴承瓦温指示无异常情况出现。
本次试验前，电厂检修人员对机组中心、各导瓦间隙及推力瓦受力进行了重新调整 。从起动过程到空载有励工况来看，机组的振动、摆度幅值较1月份所进行的稳定性试验在相同工况下所测得的值有所增加，上导、推力摆度增加值约（0.07～0.23）mm。同时,从示波图分析，机组转轴相位5每转到+X、+Y方向时存在轻微的拒摆现象，经分析认为，机组转轴存在弓状回旋。由于机组调中心是在静止状态下进行的，当机组运行时，由于转轴弓状回旋，就使转轴偏离原有中心，从而造成偏心运转，所以当转轴5号相位转到+X，+Y方向时就会出现拒摆现象。
与1月份进行的稳定性试验相比，机组振摆最大幅值相位基本一致，都在转轴相位4～5之间，说明机组转子在此方向偏重。因此，在发电机转子的对应方向即8～1之间进行配重处理。本次处理总共在发电机转子此方位的上下端面共加配重约188 kg（其中下端面加配重约40 kg），从而使机组的振摆幅值达到GB8564-88规范的要求。
从空载无励到空载有励工况时，机组振动、摆度幅值有一定增加(相位基本一致),说明机组存在有电磁不平衡现象。因此，在动平衡处理之后，对机组也进行了综合平衡处理。
从处理前后空载有励工况各测量点的振摆幅值变化看，机组运行状况得到明显改善 ，尤其是带负荷后，机组振动、摆度幅值随负荷的增加而逐渐减小，满负荷时振动、摆度达到国标“优”的水平。
4 结论
(1)经此次配重处理后机组的振动、摆度得到明显改善，使机组的稳定性得到显著提高；
(2)3号机存在的由径向磁力不平衡引起的振动，虽然不是特别严重，但也使机组在给励后无法稳定运行，而此问题对正在投运的机组而言很难处理，故只能采用综合平衡减小径向不平衡磁力的激振作用后，该机组才能正常稳定的投运。，建议在机组大修时对发电机转子圆度和空气间隙做进一步检查，以查明引起磁拉力不平衡的原因；
(3)由于国内制造厂家都没有对水轮发电机转子进行动平衡试验的能力，再者，对于大型机组，因交通运输条件的限制，不可能将发电机整体运至现场，采用的都是现场挂磁极，对转子的质量及电磁平衡难以准确控制。因此，建议对新投产的电站机组都应该进行稳定性试验
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