龍灘巨型水輪發(fā)電機轉子鏈條鍵散開問題分析

劉 宇，王書楓

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

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龍灘巨型水輪發(fā)電機轉子鏈條鍵散開問題分析

劉 宇，王書楓

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

以龍灘巨型水輪發(fā)電機轉子鏈條鍵的事故為依托，對轉子鏈條鍵的結構及存在的問題進行了詳細的分析，并提出了鏈條鍵散開的處理辦法，為今后巨型水輪發(fā)電機轉子鏈條鍵的安裝、運行和維護提供有益借鑒和建議。

水輪發(fā)電機；轉子；鏈條鍵

0 引言

龍灘巨型水輪發(fā)電機組為單機容量700 MW，經過多年的安全穩(wěn)定運行，也暴露出來一些問題。

2015年11月30日至12月24日，龍灘電站按照計劃對7號機進行C級檢修，同時進行了機組調速器改造。12月21日，按照規(guī)定進行了25%、50%、75%、100%額定負荷下的甩負荷試驗。100%甩負荷時，機組有功功率為700 MW，無功功率為34 Mvar，監(jiān)控記錄最高轉速146.23 r/min。該試驗結束后進行發(fā)電機全面檢查時，發(fā)現(xiàn)機組磁極都有不同程度離心位移的情況，其中幾個磁極位移嚴重，磁極鍵已經損壞，并卡在磁極與磁軛之間。

龍灘機組發(fā)電機轉子磁極和磁軛之間采用鏈條鍵和調整墊片打緊，如圖1所示。鏈條鍵由多片鏈條單片交錯疊在一起，用螺栓和螺母把緊成為一體，如圖2所示。從事故照片看，把緊螺栓已經斷裂，端部鏈條鍵已經完全散開，如圖3、圖4所示。

圖1 鏈條鍵打緊結構圖

圖2 鏈條鍵結構圖

圖3 鏈條鍵散開照片圖

圖4 鏈條鍵散開照片圖

1 鏈條鍵散開問題分析

1.1 鏈條鍵結構特點

在巨型機組設計中，磁極與磁軛連接采用鴿尾連接結構時，磁極鍵一般采用成對的鋸齒形結構，我們稱之為鏈條鍵結構。這種磁極鍵斜率大，采用鋸齒形結構，有效保證長鐵心磁極充分打緊，打鍵容易。此連接結構缺點磁極鍵采用斜向打緊固定，如果磁極及磁軛疊片產生直線度偏差或局部凸起，易造成磁極鍵虛打緊，磁極鍵產生松動的可能性大。機組過速后，由于磁軛存在殘余變形，磁軛沖片切向產生錯牙，也容易造成磁極鍵松動。正常安裝的鏈條鍵端部如圖5所示。

圖5 正常安裝的鏈條鍵端部圖

1.2 問題分析

從鏈條鍵散開的情況看，鏈條鍵端部把合螺栓已經斷裂。將出現(xiàn)問題的鏈條鍵拔出后，靠上部的螺栓有多個斷裂。 從受力的角度分析，鏈條鍵由于處在磁極和磁軛之間的鴿尾槽內，承受本身的離心力和打鍵緊量，但這些力不足以導致螺栓斷裂。不能忽視的一點是打鍵本身。我們知道，鏈條鍵本身是由薄鋼板疊成，由螺栓把緊，當打鍵時，不正確的打鍵方式會給鍵的端部一個偏心力，這個偏心力會給端部把緊螺栓一個軸向力。這個偏心力是一個沖擊載荷，使得鏈條鍵端部螺栓產生嚴重缺陷甚至已經斷裂。把緊螺栓斷裂本身并不會導致鏈條鍵散開，說明還有外在的力存在。通過分析，磁極上承受的電磁力由于氣隙的不均勻為交變力，再由于磁極和磁軛本身直線度不好，導致在鍵的位置局部虛空。鏈條鍵上有缺陷的把緊螺栓在交變力的作用下逐漸斷裂并脫離鍵，最終導致鏈條鍵散開。

2 鏈條鍵散開問題處理

如果鏈條鍵的把緊螺栓不斷裂，鏈條鍵就不會散開，所以，主要是防止鏈條鍵把緊螺栓斷裂。那么在打鍵的時候，不能直接打在鍵的端部，防止打偏。打鍵前，在鍵的端部墊一塊厚銅板，減弱打鍵沖擊力。打完鍵后，在鍵的端部鋪焊一層，保證其整體性。

3 結語

鏈條鍵可以節(jié)省磁軛徑向空間，并且鍵的斜率可以很好的保證，但是對磁極和磁軛的直線度要求較高。為防止該類問題的產生，鏈條鍵結構的轉子一定要保證磁極和磁軛的直線度，以及打鍵時要注意不要打偏，為巨型機組的安全穩(wěn)定運行提供可靠保證。

劉宇，1982年生，男，工程師，長期從事水輪發(fā)電機的設計工作。

王書楓，1982年生，女，工程師，長期從事水輪發(fā)電機組調速器設計工作。

征稿啟事

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《上海大中型電機》反映國內同行業(yè)間在科研和生產上取得的進展和成果， 設有“設計與研究”、“工藝與裝備”、“絕緣技術”、“試驗與檢測”、“運行與維修”等欄目，以報導國內大中型電機及相關領域的技術成果、技術發(fā)展為主，也介紹相關產品制造運行、維護經驗，以及有關的學術論文、技術綜述及技術動態(tài)報導。歡迎各界踴躍投稿。

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