水轮发电机在检修时盘车的目的（详细越好）

水轮发电机组盘车工艺

杨大贵

(葛洲坝水力发电厂，湖北 宜昌443002)

关键词：水轮发电机组；机械盘车；电动盘车；旋转力矩；空气间隙；葛洲坝水电厂

摘 要：大型水轮发电机组在检修时一般采用机械和电动两种盘车方式。机械盘车较简便，通常在定、转子回路断开后采用；电动盘车转速易控制，受力均匀，可控性高，一般在测量及调整机组轴线及研磨乌金轴瓦时采用。这两种盘车方式都应具备一定的条件，采取合适的工艺，并严格操作时的注意事项。

大型发电机组在检修中，经常需要缓慢转动整个机组转动部分即盘车。葛洲坝水电厂机组盘车一般采用机械和电动两种方法。其中机械盘车是用桥机做牵引，通过钢丝绳和滑轮来拖动机组。机械盘车比较简便，通常在定、转子回路断开后采用。电动盘车是使发电机定、转子分别通上直流电后，利用定、转子磁场的交叉作用力，使机组缓慢旋转。电动盘车时转速容易控制且受力比较均匀，对机组轴向影响也较小，机组转动位移的可控性远远高于机械盘车方式。因此，测量及调整机组的轴线以及研磨乌金轴瓦等，一般采用电动方式进行盘车。

1 盘车条件

盘车前需要根据不同的盘车目的，选择盘车方式，然后制定出方案供操作时执行。无论那种盘车，水轮发电机组应具备下列条件。

(1)尽量调整推力轴承瓦的受力，使全部瓦面受力基本均匀，并使镜板处于水平状态。上导和水导至少分别保证有4块瓦与滑动轴之间的间隙为0.05 mm，借以控制主轴径向位移，从而保证整个水轮机上下轴心一致，使盘车更轻松。

(2)认真检查各固定与转动部位的间隙，应该保证内部无杂物遗留。发电机定转子间隙用白布带拉一圈。水轮机叶轮四周用塞尺检查一遍。做到镜板和各瓦面洁净并已具备润滑条件。

(3)其他相关工作结束。风闸落下，机坑漏油泵投入。研磨钨金瓦时瓦面抹羊油或其他高抗磨润滑剂如“倍力”等；并在风闸落下后，在尽可能短的时间内开始盘车。具备高压油顶起装置的钨金瓦机组盘车前应投入高压油顶起。

(4)电动盘车时还需要转子滑环检修完毕并安装调整好刷架。机组励磁回路和备用励磁装置具备向转子送电能力。

2 机械盘车工艺

盘车前，对称揭开上机架面板和定子上盖板。在机架支臂和桥机挂钩上安装滑轮。钢丝绳通过滑轮两端分别固定在转子支臂的盘车柱上。缓慢提升桥机挂钩，钢丝绳的牵引尽量使两盘车柱受力均匀。

2.1 盘车原理?

桥机牵引钢丝绳通过滑轮作用于盘车柱，这样就给转子一个旋转力矩。当钢丝绳的牵引力大于静摩擦力时，转子就会慢慢旋转起来。?

2.2 牵引力计算?

由于转子其他部分的摩擦阻力与推力轴承的摩擦力相比很小，因此只需要考虑与推力轴承的摩擦阻力F′。

已知F′=G?f，式中，G为转子转动部分重量，kN；f为摩擦系数。摩擦力的力臂为转子轴心到摩擦力在转子镜板平均集中作用点的直径D，即推力轴承平均直径。因此摩擦转矩为M′=F′×D=G?f?D，则钢丝绳的拉力为

式中，P为钢丝绳拉力，kN；D1为盘车柱对称方向中心距，m；其余同上。

以大江电厂SF125-96／15600型东方机组为例，将D1=11.2 m，D=3.5 m，G=13 000 kN，f=0.05代入上式中计算得，钢丝绳拉力P=100 kN。

实际盘车中，由于静摩擦系数K值有很大的差异，钢丝绳拉力也就存在差别。一般K值在0.05～0.15范围之间。

2.3 注意事项

（1）转子支臂上的倒钢丝绳工作要采取防止人员和物品坠落的措施。?

（2）盘车中需进行长时间的检修工作时，应将风闸投入，顶起转子。?

3 电动盘车工艺

3.1 盘车原理

当发电机转子绕组通以恒定直流时，转子各磁极将产生恒定磁势Ifw，从而在气隙间及定子铁心上产生恒定磁通。此时若定子线圈单相也通入直流，则该相线棒就会受到顺时针（或反时针）的磁力，根据作用力与反作用力原理，转子就会受到反时针（或顺时针）的磁力。当磁力产生的转动力矩大于转子的静摩擦转矩M′时，转子便转动120°电气角。切换电流至定子的另一相，转子又旋转120°电气角。三相循环切换，转子便能连续转动。

3.2 盘车电流估算

当定、转子通入直流后，能够使转子启动并旋转的电流称为启动电流。启动电流的大小一般可按定、转子本身额定电流的30%～40%估算。为了更精确些可用下列经验公式计算，即

式中，ICST为计算启动电流，A；Ifo为空载的励磁电流，A；G为转动部分重量，kN；nN为机组额定转速，r／min；D为推力轴承平均直径，m；UN为定子额定电压，kV；f为轴承的摩擦系数；αe为定子线棒磁轴与转子线圈磁轴的夹角。

得到的启动电流并非直接通入定、转子的电流。由于转子、定子的额定电流不同，定子电流可以通大些，转子电流应通小些，但要符合I转子×I定子=I2CST的关系。?

东方机组转子的额定电流为1 552.6 A，定子的额定电流为5 980A,则转子通入电流1 000A时，定子应通入电流1 327 A。

以上得到的定子电流数值均是以K=0.05的摩擦系数计算的，实际上在盘车过程中K是一个变数，其中以起动时的静摩擦系数为最大，K在0.05～0.15之间变动。根据现场实际情况调节整流变压器输出电压从而达到调节整流器输出电流以满足盘车转矩的要求。

3.3 电气盘车接线

我厂使用的盘车装置接线如图1所示。转子绕组电流一般调整好并提前投入，定子电流通常由400 V厂用电盘柜中取出，再经整流获得。

3.4 注意事项

(1)盘车前转子应尽可能调至中心位置，使空气间隙均匀。

(2)转子电流一定时，投入一相定子电流后转子不能转动应切换电流至其他相，仍不能转动则增大定子电流至最大，转子若还不能转动，则应该断开电源，查找原因。

(3)转子所处位置不适合于启动时，机组允许作少量的反转，然后正转借助惯性通过不合适位置。

(4)盘车过程中应经常检查接线电缆、滑环、定转子绕组的温度。派专人监护定子和转子电流，遇有异常情况应首先切断定、转子电流。由于定转子内散热不好，还需每盘车2 h切断定、转子电流1 h，以保证线圈有充裕的散热时间。?

(5)盘车结束后，由于定转子剩磁较强，磁性物质很容易被铁心吸引，故需要彻底检查定转子间隙。