清遠(yuǎn)蓄能機(jī)組安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及設(shè)計(jì)優(yōu)化

陳泓宇，何少潤(rùn)，施玉澤，楊慶文，程振宇，劉 旸

?

清遠(yuǎn)蓄能機(jī)組安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及設(shè)計(jì)優(yōu)化

陳泓宇1，何少潤(rùn)2，施玉澤3，楊慶文3，程振宇1，劉 旸4

（1. 清遠(yuǎn)蓄能發(fā)電有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511853；2. 中國(guó)南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司，廣州 510630；3. 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，昆明 650000；4. 東芝水電設(shè)備(杭州)有限公司，杭州 310020）

本文結(jié)合其他電站的情況，在整個(gè)安裝調(diào)試階段會(huì)同設(shè)計(jì)制造、安裝及監(jiān)理單位對(duì)機(jī)組相關(guān)項(xiàng)目（含部件）進(jìn)行了優(yōu)化，取得了較好的運(yùn)行效果。本文對(duì)清遠(yuǎn)抽水蓄能機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了細(xì)致地分析研究，并且提出了合理的處理方案，對(duì)于確保清蓄機(jī)組安全可靠運(yùn)行發(fā)揮了重要作用，為在建和擬建蓄能電站國(guó)產(chǎn)化后續(xù)項(xiàng)目借鑒和參考。

抽水蓄能；安裝調(diào)試；水泵水輪機(jī)組

0 前言

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站（以下簡(jiǎn)稱“清蓄”）裝機(jī)容量4×320MW，主機(jī)設(shè)備由東芝水電（杭州）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“東芝水電”）承制。機(jī)組自2012年3月30日起正式開(kāi)始安裝，2016年8月20日4臺(tái)機(jī)組全部完成調(diào)試投入商業(yè)運(yùn)行。在整個(gè)安裝調(diào)試階段電站會(huì)同設(shè)計(jì)制造、安裝及監(jiān)理單位對(duì)機(jī)組相關(guān)項(xiàng)目（含部件）進(jìn)行了優(yōu)化，取得了較好的運(yùn)行效果。本文略事歸納作一簡(jiǎn)扼介紹。

1 水泵水輪機(jī)部分

1.1 尾水管

東芝水電原“尾水管里襯現(xiàn)場(chǎng)安裝要領(lǐng)書(shū)”僅要求現(xiàn)場(chǎng)尾水管各環(huán)節(jié)焊縫進(jìn)行100%PT或MT檢查，設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)階段增加“現(xiàn)場(chǎng)焊縫全長(zhǎng)10%以及環(huán)形焊縫與縱向焊縫交叉的T形焊縫300mm范圍內(nèi)進(jìn)行UT復(fù)檢”。清蓄電站考慮到抽水蓄能電站尾水管壓力較高、運(yùn)行工況復(fù)雜、壓力變動(dòng)范圍大等特殊情況以及推行樣板工程的要求，參考《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50766-2012、DLT5017-2007）的相關(guān)規(guī)定，在實(shí)際操作中均對(duì)尾水管所有的現(xiàn)場(chǎng)焊縫提高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了100%的UT檢測(cè)[1-3]。

東芝水電“水泵水輪機(jī)安裝質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定尾水管上管口中心與機(jī)組設(shè)計(jì)中心允許偏差為5mm合格/4mm優(yōu)良（優(yōu)于GB/T 8564-2003規(guī)定的要求6mm）。清蓄電站考慮到清蓄尾水錐管與底環(huán)為法蘭連接，不具備調(diào)整性，為確保尾水錐管的順利安裝，決定將尾水管的上管口中心偏差提高到≤3mm。

清蓄4臺(tái)機(jī)尾水管現(xiàn)場(chǎng)焊縫100%的UT、100%PT檢測(cè)一次合格率均達(dá)到100%，4臺(tái)機(jī)尾水管在二期混凝土澆筑后上管口中心及方位全部在3mm以內(nèi)（其中，1號(hào)機(jī)X：0mm，Y：+1.5mm；2號(hào)機(jī)X：3mm，Y：3mm；3號(hào)機(jī)X：2mm，Y：1mm；4號(hào)機(jī)X：2mm，Y：1mm；均高于相應(yīng)規(guī)范的要求。

1.2 座環(huán)蝸殼

東芝水電“水泵水輪機(jī)本體埋設(shè)部件安裝要領(lǐng)書(shū)”要求：座環(huán)水平度（頂蓋安裝面）水平要求0.05m/m，測(cè)量4個(gè)垂直相交的8個(gè)點(diǎn)。由于清蓄座環(huán)不進(jìn)行工地二次機(jī)加工，我們?yōu)榇_保工程質(zhì)量，確定提高相關(guān)驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)為：座環(huán)法蘭面水平在座環(huán)蝸殼混凝土澆筑前徑向測(cè)量0.03mm/m（要求測(cè)點(diǎn)均布16點(diǎn)），周向測(cè)量不超過(guò)0.20mm；混凝土澆筑后周向水平不超過(guò)0.25mm。清蓄電站同時(shí)加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程監(jiān)控及管理，安裝完成的4臺(tái)機(jī)座環(huán)法蘭面水平最終為：

1號(hào)機(jī)：上法蘭面均布分測(cè)16點(diǎn)，徑向水平為0.18mm，周向水平為0.18mm；

2號(hào)機(jī)：上法蘭面分測(cè)16點(diǎn)，徑向水平為0.17mm，周向水平為0.19mm；

3號(hào)機(jī)：上法蘭面分測(cè)16點(diǎn)，徑向水平為0.19mm，周向水平為0.24mm；

4號(hào)機(jī)：上法蘭面分測(cè)16點(diǎn)，徑向水平為0.12mm，周向水平為0.15mm。

均遠(yuǎn)優(yōu)于GB/ T-8564關(guān)于“現(xiàn)場(chǎng)不進(jìn)行二次機(jī)加工的座環(huán)上法蘭的水平徑向測(cè)量0.05mm/m，最大不超過(guò)0.6mm，周向測(cè)量不超過(guò)0.40mm”的規(guī)定。

1.3 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)

東芝水電“水泵水輪機(jī)本體安裝要領(lǐng)書(shū)”要求：在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝過(guò)程中，安裝所有的導(dǎo)葉，主要調(diào)整導(dǎo)葉端面間隙使之大小頭間隙一致[4]。而我們認(rèn)為，由于現(xiàn)場(chǎng)工地的預(yù)組裝校驗(yàn)是一項(xiàng)至關(guān)重要的施工環(huán)節(jié)，根據(jù)清蓄電站全部導(dǎo)葉上、中、下軸套均已在工廠車間安裝完畢的實(shí)際工作條件，經(jīng)與東芝水電磋商，采取以下檢查導(dǎo)葉軸套孔同軸度的方法：

①吊裝12個(gè)（總數(shù)16個(gè)）導(dǎo)水葉；②對(duì)稱4個(gè)方向不安裝導(dǎo)葉的導(dǎo)葉軸套同軸度按照?qǐng)D1所示，從上軸套孔處安裝求心器掛鋼琴線，鋼琴線懸掛小重錘垂放于儲(chǔ)油的下軸套孔槽內(nèi)的；③以下軸套孔為基準(zhǔn)中心，使用內(nèi)徑千分尺通過(guò)電測(cè)法對(duì)稱四個(gè)方向測(cè)量導(dǎo)葉下軸套與中、上軸套孔的同軸度（中心偏差≤0.10mm）；④在無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，應(yīng)使同軸度的中心偏差盡可能地分配均勻；⑤使用塞尺檢查導(dǎo)葉大小頭兩側(cè)端面間隙（如圖2之H值）進(jìn)行驗(yàn)證；⑥使用專用工具進(jìn)一步確認(rèn)活動(dòng)導(dǎo)葉可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)、無(wú)明顯卡阻；⑦采用千斤頂、楔子板根據(jù)導(dǎo)葉軸套孔測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整同軸度（在頂蓋調(diào)整過(guò)程中，使用若干個(gè)百分表進(jìn)行監(jiān)控，以方便調(diào)整）；⑧重復(fù)以上調(diào)整工作，直到下止漏環(huán)與頂蓋同心度、導(dǎo)葉軸套孔同軸度滿足設(shè)計(jì)要求。

目前，投入運(yùn)行的4臺(tái)機(jī)所有活動(dòng)導(dǎo)葉操作靈活、沒(méi)有發(fā)生卡阻及刮傷抗磨板現(xiàn)象；導(dǎo)葉端面間隙均勻、立面間隙優(yōu)良，導(dǎo)葉封水性良好；且上、下迷宮環(huán)同心度良好，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)整體運(yùn)行平穩(wěn)、可靠。

圖1 導(dǎo)葉軸套對(duì)中專用工具

圖2 端部間隙

1.4 壓水供氣液壓閥及球閥下游密封鎖定

進(jìn)水閥壓水供氣液壓閥、下游側(cè)密封及其鎖錠、進(jìn)水閥主配壓閥開(kāi)啟腔由調(diào)速器液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)組由停機(jī)狀態(tài)進(jìn)入調(diào)相運(yùn)行時(shí)，下游側(cè)密封鎖錠首先完全退出，繼而下游側(cè)密封退出，20DA1及20DA2壓水供氣液壓閥配合開(kāi)啟。在機(jī)組壓水過(guò)程中，20DA2壓水供氣液壓閥首先關(guān)閉；當(dāng)機(jī)組壓水到位時(shí)，20DA1壓水供氣液壓閥最后關(guān)閉。在調(diào)試過(guò)程中，20DA1及20DA2壓水供氣液壓閥通過(guò)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)啟時(shí)間，綜合考慮壓水氣罐下降壓力，使得機(jī)組在30s內(nèi)快速完成壓水動(dòng)作，進(jìn)入下一步流程，滿足快速調(diào)峰調(diào)頻要求，如圖3所示。但1號(hào)機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)壓水供氣液壓閥20DA2在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下自行開(kāi)啟，造成壓水氣罐非工作狀態(tài)向尾水管供氣的異?，F(xiàn)象；同時(shí)，進(jìn)水閥下游密封鎖錠也自動(dòng)退出。經(jīng)分析和測(cè)試，確定系在調(diào)速器液壓系統(tǒng)停機(jī)狀態(tài)下，在油泵停止運(yùn)行、隔離閥關(guān)閉，由于主配壓閥滲漏、泄壓而使調(diào)速器液壓系統(tǒng)管路失壓所致。因此，在消缺期間對(duì)其進(jìn)行了改造，除主配壓閥供給油路外，將經(jīng)主要電磁閥的壓力油主管路直接與壓力油罐連接，并在連接處設(shè)置一個(gè)常開(kāi)的截止閥，確保大部分電磁閥在機(jī)組停機(jī)時(shí)也能一直保持油壓狀態(tài)，如圖4、圖5所示。

圖3 20DA1和20DA2壓水供氣液壓閥系統(tǒng)圖

圖4 增加壓力油主管路直接與壓力油罐連接示意圖

圖5 改造前后液壓系統(tǒng)圖對(duì)比

上述技術(shù)改造不但解決了機(jī)組停止時(shí)壓水供氣液壓閥20DA2自行開(kāi)啟和進(jìn)水閥密封鎖錠自動(dòng)退出的故障，還能根據(jù)需要進(jìn)行水泵水輪機(jī)液壓排氣閥20EA1、20EA2的開(kāi)閉操作，如圖6所示。同時(shí)也確認(rèn)，在24h內(nèi)壓力油罐的油壓僅降低了0.05MPa，油面降低值沒(méi)有超過(guò)2mm，全方位達(dá)到了改造的預(yù)期效果。

圖6 20EA1和20EA2壓水供氣液壓閥系統(tǒng)圖

1.5 控制環(huán)導(dǎo)向塊銅沉頭螺栓

在1號(hào)機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)控制環(huán)+Y/-X方位有2塊立面限位導(dǎo)向滑塊滑出，其固定螺栓均被剪斷，如圖7所示。

圖7 控制環(huán)支撐結(jié)構(gòu)及立面滑塊側(cè)向滑出狀況

經(jīng)檢查分析，控制環(huán)與底座徑向間隙為0.35～0.45mm，還是比較理想的。側(cè)滑塊滑出的可能因素有：（1）接力器動(dòng)作同步性略有差異，致使控制環(huán)向-Y方向產(chǎn)生位移，擠壓支撐環(huán)上側(cè)滑塊進(jìn)而剪斷其固定螺釘；（2）工況轉(zhuǎn)換時(shí)（如G轉(zhuǎn)GC）瞬間劇振增大了控制環(huán)擠壓的力度和速度；（3）固定螺釘設(shè)計(jì)強(qiáng)度及固定方式略嫌不足。

我們根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，決定采取以下措施：（1）在滑塊間增加臨時(shí)固定板、滑塊兩端采用擋塊與頂蓋焊接止動(dòng)（如圖8所示）；（2）全部拆卸原M16×38mm HPb59-1（鉛黃銅）立面導(dǎo)向滑塊固定螺釘，更換為M16×40mm QAl9-2（鍛鋁青銅）固定螺釘；（3）固定用的一字槽深度由2.5±0.3mm改為5±0.3mm（如圖9所示）。

機(jī)組投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行情況均良好。

圖8 止動(dòng)塊焊接示意圖

圖9 導(dǎo)向滑塊固定螺栓；（左）新、（右）舊

1.6 1號(hào)機(jī)組PC轉(zhuǎn)P調(diào)試過(guò)程中水輪機(jī)尖銳噪音的消除

1號(hào)機(jī)組PC轉(zhuǎn)P調(diào)試過(guò)程中水車室會(huì)發(fā)出汽笛般尖銳噪音，監(jiān)控SOE和現(xiàn)場(chǎng)水車室實(shí)測(cè)表明：建壓壓力達(dá)到63WP設(shè)定值（原設(shè)定值4.7MP）壓力左右噪音開(kāi)始突然增大，持續(xù)時(shí)間達(dá)到7~12s，待導(dǎo)葉打開(kāi)一定開(kāi)度后噪音才瞬間消失。

分析認(rèn)為，在水泵啟動(dòng)時(shí)回水建壓完成的狀態(tài)下，由于轉(zhuǎn)輪側(cè)的壓力高于蝸殼側(cè)，具有開(kāi)方向力矩的活動(dòng)導(dǎo)葉在轉(zhuǎn)輪側(cè)和蝸殼側(cè)壓力的相互作用下產(chǎn)生尖銳噪音。因此，采取縮短轉(zhuǎn)P工況運(yùn)行持續(xù)時(shí)間并迅速打開(kāi)活動(dòng)導(dǎo)葉的方法應(yīng)是有效的[5-6]。

在導(dǎo)葉全關(guān)、機(jī)組零流量的過(guò)程中進(jìn)行多次回水建壓試驗(yàn)，確定降低回水壓力63WP的設(shè)定值為4.2MPa，噪音持續(xù)時(shí)間只有0.5s以下的最優(yōu)狀態(tài)，而且機(jī)組在運(yùn)行期間各種水頭下均基本消除了這種噪音。當(dāng)然，各臺(tái)機(jī)組的63WP的設(shè)定值略有不同，詳見(jiàn)表1。

表1 各機(jī)組63WP的設(shè)定值 單位：MPa

1.7 水位傳感器安裝位置優(yōu)化

回水排氣管上的水位傳感器原豎直安裝，為防止空氣進(jìn)入探針位置，排不空會(huì)完成傳感器檢測(cè)不到信號(hào)誤報(bào)發(fā)生跳機(jī)，現(xiàn)安裝位置優(yōu)化為水平位置。

尾水水位傳感器原設(shè)計(jì)水平位置，為防止水珠掛在傳感器上，造成傳感器誤報(bào)，現(xiàn)優(yōu)化成傾斜一定斜度。

1.8 水導(dǎo)軸瓦間隙增大問(wèn)題

1號(hào)機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，水導(dǎo)軸承振擺增大趨勢(shì)明顯，經(jīng)機(jī)組消缺時(shí)檢測(cè)，軸瓦間隙已由原調(diào)整值0.29±0.02mm增大至0.38±0.06mm，具體軸瓦間隙詳見(jiàn)表2。

水導(dǎo)軸承設(shè)置12塊軸瓦，軸承結(jié)構(gòu)如圖10所示。

表2 1號(hào)機(jī)消缺時(shí)各軸瓦間隙實(shí)測(cè)值 單位：1/100mm

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)墊塊的C5倒角（如圖10~12所示）有與調(diào)整螺桿螺牙擠壓的痕跡，說(shuō)明由于C5倒角偏小限制了調(diào)整螺栓的行程，使得M72縮緊螺母未能起到鎖緊調(diào)整螺栓的作用。遂將4臺(tái)機(jī)的墊塊全部重新加工成圖12所示那樣，才基本解決了水導(dǎo)軸承間隙增大的問(wèn)題。

圖10 清蓄水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)

圖11 水導(dǎo)墊塊原加工圖

圖12 水導(dǎo)墊塊新加工圖

2 發(fā)電電動(dòng)機(jī)部分

2.1 定子組裝環(huán)境改善

由于廣東地區(qū)地下廠房溫度高、濕度大、粉塵污染嚴(yán)重，更兼其他施工環(huán)境影響，特設(shè)計(jì)、制作了定子防塵、防潮、防火組裝工棚（如圖13所示），并在組裝工棚內(nèi)設(shè)置除濕機(jī)及空調(diào)，確保了定子整個(gè)組裝過(guò)程濕度控制在75%（相關(guān)規(guī)范及設(shè)備廠家要求濕度控制在80%），為定子組裝質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖13 定子組裝工棚

2.2 定子機(jī)座及定位筋安裝

東芝水電設(shè)計(jì)制造的清蓄定子機(jī)座為正十六邊形（對(duì)邊8300mm，高4515mm）的焊接結(jié)構(gòu)，鴿尾筋座在廠內(nèi)焊接，與定子機(jī)架一體加工。機(jī)座分兩瓣運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，分瓣面用3顆M48×3鉸制螺栓定位、17顆M48×3雙頭螺栓把合成一體后焊接成整體（如圖14所示）。在工廠采用激光跟蹤儀對(duì)分瓣定子機(jī)座預(yù)組裝進(jìn)行了抽檢，檢測(cè)記錄顯示圓柱度實(shí)測(cè)值0.124＜設(shè)計(jì)值0.25。

1號(hào)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了組合及合縫面外壁封焊，由于焊接的收縮效應(yīng)（當(dāng)然也可能有合縫面間隙不均的影響），機(jī)座4和5環(huán)面圓周內(nèi)徑出現(xiàn)較大變形，偏差值最大達(dá)到+0.59/-0.53mm，軸心也發(fā)生偏移。同時(shí)，鴿尾座的垂直度惡化，偏差最大達(dá)到0.65mm。在現(xiàn)場(chǎng)采取機(jī)械及反變形焊接調(diào)整后，鴿尾筋內(nèi)徑仍有最大值為0.47mm的偏差，均較多地超出了東芝水電“發(fā)電電動(dòng)機(jī)安裝質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”的相關(guān)規(guī)定[7]。

經(jīng)工地多次調(diào)整和業(yè)主、監(jiān)理、施工單位會(huì)同東芝水電協(xié)商，形成以下共識(shí)：

（1）根據(jù)分瓣定子機(jī)座組合的實(shí)測(cè)圓度尺寸由設(shè)計(jì)部門計(jì)算組合縫加墊厚度，并在整個(gè)焊接期間，定子內(nèi)徑采取上下層加固支撐管件的防變形措施。

（2）根據(jù)多個(gè)同類型電站的安裝經(jīng)驗(yàn)，酌情取消2～4號(hào)機(jī)定子機(jī)座組合縫封焊工序。

（3）定位筋基準(zhǔn)筋周向垂直度、平面扭曲度允許偏差同樣按不大于0.1mm控制，其它鴿尾筋的徑向垂直度、周向垂直度、平面扭曲度允許偏差按0.05mm/m，最大不超過(guò)0.2mm控制。并允許采用局部適度、精細(xì)打磨鴿尾筋座的方法來(lái)保證鴿尾筋圓度和垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。

最終4臺(tái)機(jī)定子定位筋全部達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，如圖15所示。

圖14 定子機(jī)座結(jié)構(gòu)圖

圖15 定子定位筋安裝完成

2.3 定子疊片

清蓄定子鐵心采用無(wú)穿心螺桿設(shè)計(jì)，由于疊片錯(cuò)牙和裝壓時(shí)沖片產(chǎn)生波狀翹曲等原因，段疊后鐵心的槽寬與槽深小于單張沖片的相應(yīng)尺寸是不可避免的[8-11]。而廠家提供的定位棒長(zhǎng)度只有300mm，要保證有效高度達(dá)3320mm的鐵心在疊裝過(guò)程中的圓度、垂直度并保證鐵心內(nèi)半徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求是有一定難度的。

為此，在施工過(guò)程中，我們與東芝水電督導(dǎo)通力合作，遵循槽樣棒用于定位、整形棒用于整形、通槽棒用于最終檢查以及按0.10～0.15mm的級(jí)差遞減的施工經(jīng)驗(yàn)，并確定其加工精度應(yīng)為±0.02mm（原東芝水電確定±0.05mm偏低的制造公差），重新設(shè)計(jì)、加工大厚度槽樣棒和整形工具，增加整形頻次、修改定位槽棒位置，并采取了每箱片進(jìn)行分片疊裝，在疊裝完一箱后，再疊裝第二箱（常規(guī)施工方法4箱片同時(shí)疊裝）的積極措施，有效控制了疊片的波浪度、減少了補(bǔ)償片的使用比例，使得疊片質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期水平。

2.4 定子下線

在2號(hào)機(jī)定子下層線棒安裝過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)下層線棒外形尺寸差異大且在單根線棒抽檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)個(gè)別線棒有電暈現(xiàn)象。為確保工程質(zhì)量，經(jīng)充分協(xié)商，決定對(duì)已安裝的下層線棒全部拆除，更換新線棒。且在后續(xù)的線棒安裝中，為避免再次發(fā)生2號(hào)機(jī)下層線棒類似的問(wèn)題，安裝前全部線棒均進(jìn)行100%耐壓試驗(yàn)（規(guī)范5%抽檢）[12]。

對(duì)4臺(tái)機(jī)都發(fā)生匯流環(huán)引線位置偏差超標(biāo)、運(yùn)行中可能存在應(yīng)力釋放引發(fā)故障的問(wèn)題，最終確定將廠家焊接好的分支熔開(kāi)后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況重新進(jìn)行焊接，確保線棒的焊接質(zhì)量。

2.5 轉(zhuǎn)子厚環(huán)板磁軛疊裝

清蓄轉(zhuǎn)子磁軛采用厚環(huán)板、分9段在廠家制作加工后發(fā)運(yùn)至工地進(jìn)行疊裝，這種分段磁軛之間沒(méi)有螺栓連接的結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)也是首次使用。

東芝傳統(tǒng)工藝是以通過(guò)塞尺直接測(cè)量磁軛與轉(zhuǎn)子支架立筋之間的間隙相對(duì)差并以≤0.04mm作為判定兩者同心的基準(zhǔn)的，按照東芝水電設(shè)計(jì)，磁軛第一段最下部的內(nèi)徑為Φ2599mm（如圖16所示），轉(zhuǎn)子支架“T”部設(shè)計(jì)直徑間隙為0.05～0.15mm，是能夠在使用塞尺測(cè)量的情況下進(jìn)行間隙調(diào)整的。而實(shí)際上現(xiàn)場(chǎng)1號(hào)機(jī)安裝時(shí)卻由于加工誤差出現(xiàn)間隙幾為零無(wú)法調(diào)整的情況，外加測(cè)量手段等因素導(dǎo)致在1號(hào)機(jī)調(diào)整過(guò)程中多段磁軛與轉(zhuǎn)子支架立筋之間的間隙相對(duì)差＞＞0.04mm，達(dá)不到東芝水電“發(fā)電電動(dòng)機(jī)安裝質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”要求。

圖16 磁軛與轉(zhuǎn)子中心體的間隙配合

鑒于國(guó)家、行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)具體地要求測(cè)量磁軛外圓半徑并通過(guò)最小二乘法計(jì)算其偏心值，而轉(zhuǎn)子支架外徑偏差、磁軛內(nèi)外徑偏差是實(shí)際存在、不可避免的，轉(zhuǎn)子偏心值正是涵蓋了“磁軛外徑與內(nèi)徑偏差”、“轉(zhuǎn)子支架外徑偏差”、“磁軛與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸間隙偏差”等諸多相關(guān)因素的綜合指標(biāo)[13-15]。因此，我們認(rèn)為在用測(cè)量轉(zhuǎn)子支架立筋與磁軛內(nèi)圓間隙的方法的同時(shí)更側(cè)重于運(yùn)用“測(cè)量磁軛外圓計(jì)算整體偏心值”的規(guī)范標(biāo)定轉(zhuǎn)子的裝配質(zhì)量。我們還提議評(píng)判高轉(zhuǎn)速抽水蓄能機(jī)組轉(zhuǎn)子偏心值的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在GB/T8564-2003《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》所提出0.15mm的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)率再提高一個(gè)檔次，建議采用《水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子偏心值的控制（張蔚）》提出的0.08～0.10mm[16-17]。東芝水電根據(jù)清蓄1號(hào)、2號(hào)機(jī)的裝配調(diào)整實(shí)際情況，也認(rèn)同了最終磁軛整體偏心量≤0.15mm，目標(biāo)值≤0.10mm的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

在施工過(guò)程中每安裝一段磁軛環(huán)，在磁軛內(nèi)圓與中心體間隙、磁極鍵槽錯(cuò)牙滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下，測(cè)量磁軛外圓與中心體的同心度，并通過(guò)不斷調(diào)整間隙與錯(cuò)牙從而使得各段磁軛環(huán)同心度趨于一致。最終4臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛疊裝工作按新標(biāo)準(zhǔn)圓滿完成，各主控項(xiàng)目全部滿足要求，轉(zhuǎn)子圓度及磁軛同心度數(shù)據(jù)優(yōu)良。

同時(shí)，鑒于1號(hào)機(jī)在車間轉(zhuǎn)子中心體未參與磁軛整體預(yù)裝而未能提前發(fā)現(xiàn)制造偏差，從而給現(xiàn)場(chǎng)安裝帶來(lái)難度。2～4號(hào)機(jī)均在車間實(shí)施磁軛與轉(zhuǎn)子中心體整體預(yù)裝這一不容忽視的重要環(huán)節(jié)。

2.6 轉(zhuǎn)子磁極掛裝

1號(hào)機(jī)磁極掛裝完成測(cè)量磁極高程及中心時(shí)，發(fā)現(xiàn)各磁極安裝后實(shí)際中心高程的偏差值為-7～5mm，大于設(shè)計(jì)要求（小于±2mm），經(jīng)吊出磁極檢查發(fā)現(xiàn)：

（1）關(guān)鍵部位“T尾打鍵面”平直度多處超出1.5mm允許值。

（2）多處不滿足設(shè)計(jì)圖紙所標(biāo)示“磁極端板端面（含3個(gè)T尾）不允許突出沖片，偏差范圍不得超過(guò)0.1mm；磁極端板兩側(cè)端面也不允許突出沖片且與沖片偏差范圍不得超過(guò)0.5mm” 的設(shè)計(jì)要求。

（3）水輪機(jī)側(cè)端板200mm范圍內(nèi)傾斜1mm（相當(dāng)于靴部往集電環(huán)側(cè)傾斜5mm/mm）、集電環(huán)側(cè)端板200mm范圍內(nèi)，端板傾斜0.5mm（相當(dāng)于靴部往集電環(huán)側(cè)傾斜2.5mm/mm）。

東芝水電也意識(shí)到，磁極鐵心在廠家疊裝時(shí)未能注意到鐵心疊壓后形成的平行四邊形狀態(tài)，裝配線圈時(shí)也就沒(méi)有辨識(shí)方向，造成磁極自身傾斜、內(nèi)外徑最大高差6.06mm。

為了確保了轉(zhuǎn)子組裝質(zhì)量，不給機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行留下隱患，最終決定拆除已掛裝的磁極返廠處理，挪用合乎質(zhì)量要求的3號(hào)機(jī)磁極安裝于1號(hào)機(jī)。

2.7 高壓油頂起裝置壓力下降

1號(hào)機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)試啟動(dòng)初始打開(kāi)導(dǎo)葉過(guò)程中，機(jī)組QSD動(dòng)作啟動(dòng)失敗。經(jīng)分析排查，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行中推力瓦溫穩(wěn)定均衡、軸瓦負(fù)載大致均衡的推斷，確認(rèn)系機(jī)組開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)前注油泵出口壓力12.8～13.2MPa偏低，造成機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后注油壓力穩(wěn)定值低下至10.5MPa＜整定值10.8MPa（下限），導(dǎo)致QSD跳機(jī)、啟動(dòng)失敗。

根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，可以采取適當(dāng)關(guān)閉溢油量偏大推力瓦的節(jié)流閥，均衡調(diào)整各軸瓦的溢油量，并通過(guò)進(jìn)一步精調(diào)整，使軸瓦油膜厚度調(diào)整到相互差值為0.01～0.02mm，再鎖定節(jié)流閥。最終按溢流閥溢流壓力13.7MPa、高壓注油泵出口壓力下限10.8MPa的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了調(diào)整、復(fù)測(cè)試驗(yàn)及機(jī)組投入運(yùn)行實(shí)測(cè)：

（1）機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行后高壓主油泵壓力一直波動(dòng)在12.97～13.56MPa，平均穩(wěn)定值為13.3MPa＞跳機(jī)整定值10.8MPa，符合設(shè)計(jì)要求。

（2）溢流閥溢流壓力整定為13.7MPa，測(cè)得溢流量為10.7L/min，滿足＞5L/min的設(shè)計(jì)計(jì)算值。

（3）經(jīng)測(cè)算，推力軸承分塊瓦流量為3.923L/min，符合3.6～4.0L/min的設(shè)計(jì)計(jì)算值要求。

（4）推力瓦頂起高度（相當(dāng)于油膜厚度）為0.09mm，符合設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)正確有序的調(diào)整，推力軸承高壓注油系統(tǒng)進(jìn)入安全高效狀態(tài)，能夠保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2.8 定子上端部絕緣盒環(huán)氧滲出的現(xiàn)象

在1號(hào)機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)共計(jì)49個(gè)定子線棒上端部絕緣盒有少量環(huán)氧滲出，其中3個(gè)滲出較多，如圖17所示。

圖17 絕緣盒環(huán)氧滲出情況

東芝水電分析認(rèn)為，由于環(huán)氧完全固化后融化溫度＞200℃，而采取貼測(cè)溫紙法監(jiān)測(cè)線棒溫度約100℃上下，均低于120℃的設(shè)計(jì)值。因此，至多可能是部分絕緣盒灌注時(shí)未攪拌充分、未完全凝固就灌注下一層，致使未完全凝固部分受熱膨脹后滲出。遂建議：滲樹(shù)脂輕微的用硅膠封，滲樹(shù)脂較嚴(yán)重的剖開(kāi)一至兩個(gè)絕緣盒進(jìn)行檢查。經(jīng)解剖21號(hào)絕緣盒觀察到，盒內(nèi)作為主體絕緣的灌注環(huán)氧樹(shù)脂的固化狀態(tài)良好，只是絕緣盒底部作為防止主體環(huán)氧樹(shù)脂灌注時(shí)漏出的環(huán)氧膩?zhàn)影l(fā)生受熱流膠，如圖18所示。最終只將21號(hào)絕緣盒重新澆注、涂漆，經(jīng)測(cè)試1號(hào)機(jī)組定子絕緣合格。其余絕緣盒清掃流膠可以不做處理，能滿足長(zhǎng)期運(yùn)行需求。

圖18 拆卸的絕緣盒

2.9 1號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)子接地

1號(hào)機(jī)進(jìn)行水泵工況額定功率運(yùn)行時(shí)發(fā)生一點(diǎn)接地故障，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。經(jīng)抽絲剝繭式查找，系固定5號(hào)磁極和6號(hào)磁極連接銅排的連接件（包括支撐螺桿上的外側(cè)螺母、絕緣墊圈等）處積存了安裝過(guò)程未能清掃干凈的銅排鉆孔所產(chǎn)生銅屑、銅粉，導(dǎo)致銅排與固定螺桿接觸，形成了短接接地（如圖19所示）。

圖19 磁極連接

經(jīng)協(xié)商，決定采取如下措施：（1）安裝過(guò)程嚴(yán)格要求清掃潔凈，不得殘留銅屑雜物。（2）用硅膠填充如圖所示的間隙進(jìn)行進(jìn)一步防護(hù)，以求萬(wàn)全。如對(duì)已安裝機(jī)組，要求對(duì)上部M24連接螺栓外側(cè)進(jìn)行清掃，平墊圈下面的部分填入硅膠再進(jìn)行組裝（如圖20所示）。

圖20 M24連接螺栓

2.10 3號(hào)機(jī)阻尼環(huán)脫出

3號(hào)機(jī)組在進(jìn)行過(guò)速試驗(yàn)后進(jìn)行的例行檢查中發(fā)現(xiàn)1號(hào)磁極下端部的阻尼環(huán)單側(cè)脫槽下墜、連接片變形，如圖21所示。

圖21 脫槽下墜、連接片變形

盡管清蓄阻尼環(huán)脫槽、連接片變形因及時(shí)發(fā)現(xiàn)未釀成事故，但諸多電站類似情況所造成的嚴(yán)重惡果引起我們高度重視并進(jìn)行深層次剖析、探究：

（1）車間裝配、驗(yàn)收有所疏漏

①由于未將磁極壓板凸臺(tái)入槽深度（即“C”、“D”間隙值，如圖22所示）的設(shè)計(jì)值及其公差范圍明確作為車間驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從連接板還沒(méi)有安裝的4號(hào)機(jī)阻尼環(huán)檢查情況來(lái)看，所測(cè)量的間隙大多超過(guò)東芝提出的標(biāo)準(zhǔn)值致使凸臺(tái)入槽量偏小，有的甚至已經(jīng)處于脫槽狀態(tài)，足以證明是工廠制造時(shí)未予足夠重視所造成的后果。

圖22 磁極壓板與阻尼環(huán)的裝配

②經(jīng)檢測(cè)，3號(hào)機(jī)磁極阻尼條部位阻尼環(huán)與極靴間隙其上部約有20%、下部約有36%的間隙值超過(guò)了東芝水電6.0～7.5mm的設(shè)定值，應(yīng)屬于車間裝配不善或阻尼條焊接過(guò)程控制不力所致（測(cè)值＜6.0mm的說(shuō)明凸臺(tái)或凹槽存在較大的加工誤差）。

③同樣，檢測(cè)1號(hào)機(jī)阻尼環(huán)雖無(wú)脫槽現(xiàn)象，但“C”部位間隙測(cè)量數(shù)據(jù)表明，上部約有38%、下部約有67%的間隙值超過(guò)了東芝水電6.0～7.5mm的設(shè)定值。

④同樣，檢測(cè)2號(hào)機(jī)阻尼環(huán)雖無(wú)脫槽現(xiàn)象，但“C”部位間隙測(cè)量數(shù)據(jù)表明，上部約有31%、下部約有46%的間隙值超過(guò)了東芝水電6.0～7.5mm的設(shè)定值。

（2）現(xiàn)場(chǎng)裝配也有失檢點(diǎn)

①由于原驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有具體規(guī)定（上邊述及的“C”=6.0～7.5mm也是針對(duì)3號(hào)機(jī)阻尼環(huán)變形故障才提出的），對(duì)阻尼環(huán)凸臺(tái)入槽情況均未進(jìn)行認(rèn)真檢查，當(dāng)然對(duì)入槽偏少部位也都沒(méi)有采取任何補(bǔ)救措施。

②從正在現(xiàn)場(chǎng)裝配的4號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極可以看到，大部分中間連接片拉桿的高程都明顯低于阻尼環(huán)。因此，把合連接片固定螺栓后也就有往下拉動(dòng)阻尼環(huán)的應(yīng)力從而加大了脫槽的可能性。

（3）運(yùn)行中由于磁極溫度上升，銅質(zhì)阻尼條因其膨脹系數(shù)明顯高于鐵心部件，使得阻尼環(huán)向上下兩側(cè)伸長(zhǎng)（據(jù)東芝水電測(cè)算平均單側(cè)伸長(zhǎng)量為1.57mm左右）而減少入槽深度，這種情況尤以下部阻尼環(huán)更其突出。因此，原入槽深度不足部位就有可能在甩負(fù)荷、過(guò)速（甚至飛逸）工況下脫槽造成阻尼環(huán)變形。如若機(jī)組突發(fā)不對(duì)稱短路運(yùn)行時(shí)，則極靴以外的阻尼環(huán)端頭和連接片便有可能產(chǎn)生塑性變形甚至觸碰、刮壞定子線圈，這樣的事故就曾在一些電站發(fā)生過(guò)。

對(duì)此，東芝水電要求對(duì)間隙值不滿足要求的阻尼環(huán)全部進(jìn)行調(diào)整處理，經(jīng)過(guò)施工人員積極配合采取多種方式強(qiáng)制性使得凸臺(tái)入槽并盡可能消除了應(yīng)力，最終處理結(jié)果基本達(dá)到了“C”點(diǎn)間隙≤7.5mm，“D”點(diǎn)間隙≤3.5mm的設(shè)計(jì)要求。

我們則鑒于清蓄轉(zhuǎn)子阻尼條比較集中于磁極中部、阻尼環(huán)的懸臂長(zhǎng)度達(dá)到350mm（惠蓄的244.5mm）的特點(diǎn)，以及存在阻尼環(huán)凹槽深度有悖于凹槽深度一般為阻尼環(huán)厚度1/2常規(guī)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，明確把阻尼環(huán)列為機(jī)組運(yùn)行過(guò)程經(jīng)常性的重點(diǎn)檢查項(xiàng)目之一。

2.11 定子線圈溫度不穩(wěn)定

1號(hào)機(jī)組調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)定子電流升高后，發(fā)現(xiàn)定子RTD溫度特別是線棒中部溫度測(cè)值上下波動(dòng)達(dá)30℃以上，定子電流降低后，測(cè)值又恢復(fù)穩(wěn)定，判斷為干擾因素影響。檢查發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機(jī)機(jī)坑端子箱和機(jī)坑外控制柜的電纜屏蔽線均兩頭接地，定子RTD有兩個(gè)接地點(diǎn)形成了干擾信號(hào)，解除機(jī)坑端子箱電纜屏蔽線接地，防止溫度跳變的措施有兩個(gè)：（1）將發(fā)電機(jī)中間層風(fēng)洞里邊的電子線圈端子箱中的屏蔽層接地端不接地，CSCS的配電柜端的屏蔽層接地端接地。這樣保證PT100測(cè)量回路屏蔽層一端接地保證無(wú)共模電壓干擾。（2）由于會(huì)有一部分電磁干擾，因此在PLC測(cè)量模塊的軟件中設(shè)置channel hardware filter方式，信號(hào)強(qiáng)度選擇strong。并在軟件用梯度中位值平均濾波法處理，定子RTD溫度恢復(fù)正常。運(yùn)行以來(lái)一直穩(wěn)定。

3 進(jìn)水閥部分

3.1 進(jìn)水閥主配壓閥

1號(hào)機(jī)球閥在進(jìn)行靜水開(kāi)啟及關(guān)閉調(diào)試時(shí)，球閥能夠正常開(kāi)啟。但在關(guān)閉操作時(shí)，由于主配壓閥無(wú)法復(fù)位，球閥接力器開(kāi)、關(guān)操作水切換不成功，導(dǎo)致球閥無(wú)法正常關(guān)閉。經(jīng)檢查，確認(rèn)主配壓閥已泄壓（油回路壓力已為零），但閥芯沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求動(dòng)作,而只在操作水供水總閥關(guān)閉且接力器手動(dòng)閥472打開(kāi)的情況下，主配壓閥閥芯才能在彈簧作用下下落復(fù)位。

球閥原設(shè)計(jì)主配壓閥結(jié)構(gòu)如圖23所示。

圖23為閥芯處于下落位置，即球閥接力器處于關(guān)閉位置。其工作原理是：

（1）當(dāng)活塞下腔通以6.30MPa的壓力油，壓縮彈簧使閥芯上移（行程65mm），球閥接力器開(kāi)啟腔通過(guò)遮程36.75mm的主配壓閥接通5.64MPa操作水源，球閥開(kāi)啟。

（2）當(dāng)活塞下腔泄壓（0MPa），活塞在彈簧作用下克服操作水對(duì)閥芯的上抬力和閥芯部件所受到的摩擦力，使閥芯下移遮斷球閥接力器開(kāi)啟腔的壓力水源，而接通至接力器關(guān)閉腔，球閥關(guān)閉。

圖23 主配壓閥結(jié)構(gòu)

經(jīng)分析，由于原設(shè)計(jì)計(jì)算考慮不周，無(wú)論是球閥正常全開(kāi)啟、主配壓閥閥芯處于上部位置還是脫離開(kāi)初始位置，彈簧力都不足以克服操作水所形成作由于閥芯的上抬力以及相關(guān)的摩擦力，導(dǎo)致球閥無(wú)法正常關(guān)閉。

因此對(duì)閥芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，閥桿各段外徑改變?nèi)鐖D24所示，同時(shí)上襯套也作了相應(yīng)改動(dòng)。并在現(xiàn)配壓閥本體能容納的范圍內(nèi)選配線徑Φ34mm（彈性系數(shù)：362N/mm）的彈簧取代Φ30mm（彈性系數(shù)：221N/mm）的原彈簧。

圖24 新閥芯加工

改裝后，無(wú)論在何種工作狀態(tài)下，彈簧恢復(fù)力遠(yuǎn)比反彈力（操作水上抬力和密封摩擦力）要大，使得主配壓閥具備平穩(wěn)、準(zhǔn)確的開(kāi)關(guān)操作能力。

（1）閥芯處于開(kāi)→關(guān)初始頂部位置時(shí)：

操作水上抬力+摩擦力（14982+16033=31015N）＜＜彈簧恢復(fù)力(57920N)；即使機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)7.69MPa的水錘壓力，操作水上抬力+摩擦力（20427+16033=36460N）＜＜彈簧恢復(fù)力(57920N)。

（2）閥芯處于32.5mm行程位置時(shí)：

操作水上抬力+摩擦力（6088+4933=11021N）＜＜彈簧恢復(fù)力(46155N)；即使機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)7.69MPa的水錘壓力，（8301+4933=13234N）＜＜彈簧恢復(fù)力(46155N)。

主配壓閥改造完成后在車間進(jìn)行了7.69MPa操作油壓全開(kāi)→全閉及全閉→全開(kāi)的動(dòng)作試驗(yàn)，工作正常：

（1）全開(kāi)至全關(guān)行程為64.9mm，符合設(shè)計(jì)值65±1.0mm的要求。

（2）閉→開(kāi)動(dòng)作時(shí)活塞最低動(dòng)作壓力僅為3.1MPa。

目前清蓄電站1～4號(hào)機(jī)組主配壓閥芯、襯套及復(fù)歸彈簧已全部更換完成，其在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中使用情況一切正常。

3.2 排除進(jìn)水閥操作過(guò)程配壓閥和管路振動(dòng)故障

調(diào)試初始，進(jìn)水閥操作過(guò)程中配壓閥及其操作水管路（也包括接力器）振動(dòng)較大，達(dá)到可以明顯目睹觀感的程度。根據(jù)我們的施工、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在配壓閥的出口增設(shè)節(jié)流孔板（如圖25所示），有效地減小了流體對(duì)管道的沖擊，使得配壓閥和管路振動(dòng)明顯減小，達(dá)到預(yù)期目的。

圖25 節(jié)流孔板

3.3 進(jìn)水閥緊停閥線圈改造

2號(hào)機(jī)在G工況運(yùn)行過(guò)程中由于進(jìn)水閥緊急停機(jī)電磁閥（21QS）線圈短路燒壞造成機(jī)組事故停機(jī)，隨后3號(hào)機(jī)P工況又發(fā)生21QS線圈故障造成機(jī)組事故停機(jī)。經(jīng)檢查，燒損電磁閥線圈阻值僅811Ω＜正常值1300Ω，更換新的21QS電磁閥線圈后，能恢復(fù)正常工作。但此故障仍多次發(fā)生，嚴(yán)重影響了機(jī)組安全運(yùn)行。

經(jīng)過(guò)故障分析，確認(rèn)由于電磁閥線圈長(zhǎng)期帶電運(yùn)行、運(yùn)行電流較大，導(dǎo)致溫度偏高容易燒毀電磁閥線圈。決定在電磁閥線圈前增加電磁閥專用線圈插頭，并進(jìn)行了試驗(yàn)校驗(yàn)。

試驗(yàn)分兩個(gè)部分：一是驗(yàn)證新型插頭能有效減小線圈電流，二是驗(yàn)證新型插頭能降低線圈溫度，見(jiàn)表3和4。

表3 測(cè)量電流值

表4 測(cè)量溫度

環(huán)境溫度：23.8℃（插頭適應(yīng)環(huán)境溫度－25℃~－60℃）4號(hào)機(jī)組進(jìn)水閥緊停閥安裝了該型號(hào)的電磁閥線圈專用插頭并經(jīng)帶電試運(yùn)行2個(gè)月后，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 安裝專用插頭后的測(cè)試結(jié)果

經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，沒(méi)有再次燒線圈情況發(fā)生，證明在進(jìn)水閥緊停閥線圈上安裝P03A-1B0專用插頭，能有效降低線圈的運(yùn)行電流，對(duì)于長(zhǎng)勵(lì)磁的線圈具備優(yōu)良的保護(hù)作用。

3.4 3號(hào)機(jī)進(jìn)水閥伸縮節(jié)活套法蘭整體間隙偏大問(wèn)題的處理

（1）清蓄電站3號(hào)機(jī)進(jìn)水閥伸縮節(jié)活套法蘭調(diào)整時(shí)，檢測(cè)活套法蘭2與伸縮節(jié)上游側(cè)配合整體間隙（G2,設(shè)計(jì)間隙1.0mm）偏大，局部最大間隙達(dá)到1.75mm（如圖26所示）。

圖26 伸縮節(jié)結(jié)構(gòu)及檢測(cè)部位

（2）東芝認(rèn)同我們提出的以中國(guó)國(guó)內(nèi)知名的鐵嶺橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院、西北橡膠工業(yè)制品研究所推薦軸向靜密封的13%～21%作為核算密封圈最小壓縮率的標(biāo)準(zhǔn)。以此，按常規(guī)計(jì)算法蘭內(nèi)壁與伸縮管外壁間隙達(dá)到1.75mm時(shí)O型密封圈的最小壓縮率僅8.0%～11.86%＜13%，該間隙配合是可能引起泄漏的。

（3）為此，東芝在廠內(nèi)分別對(duì)硬度Hs60～Hs90的Φ12密封圈進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試條件是：①裝配間隙在1.2mm～2.0mm之間變動(dòng)；②試驗(yàn)壓力水壓變動(dòng)范圍為0～13.5MPa；③變動(dòng)的往復(fù)次數(shù)為10000次。試驗(yàn)結(jié)果證明，硬度Hs60～Hs80的Φ12密封圈都有不同程度的損傷，有的甚至出現(xiàn)泄漏，但硬度Hs90的Φ12密封圈則沒(méi)有出現(xiàn)異常。

（4）東芝選用截面直徑公差為12.08～12.10mm、硬度Hs90的Φ12密封圈，測(cè)算在局部間隙達(dá)到1.80mm部位還是能夠滿足密封壓縮率要求的。

因此，我們同意東芝方面的使用建議，待后續(xù)合適時(shí)機(jī)機(jī)組停機(jī)進(jìn)行測(cè)量和處理。

4 調(diào)速器部分

由于調(diào)節(jié)保證計(jì)算要求，導(dǎo)葉快關(guān)段關(guān)閉時(shí)間8.4s，慢關(guān)時(shí)間91s，拐點(diǎn)76%，快關(guān)段和慢關(guān)段關(guān)閉速度差別約10.8倍，調(diào)節(jié)器計(jì)算的開(kāi)度受到慢關(guān)時(shí)間所決定的機(jī)械節(jié)流片的限制，當(dāng)機(jī)組在80MW下甩負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)葉開(kāi)度從36.41%降到0的波形中明顯觀察到有一段快關(guān)之后才進(jìn)入到慢關(guān)的異常狀態(tài)（如圖27所示）。

圖27 回油管未加單向閥前甩1/4負(fù)荷

經(jīng)分析，判斷是由于慢、快關(guān)的比例太大，在慢關(guān)過(guò)程中主配壓閥關(guān)閉腔出現(xiàn)排空瞬間導(dǎo)致慢關(guān)段出現(xiàn)快關(guān)現(xiàn)象。采取的措施是在回油管支路上加裝一個(gè)單向閥以遏止關(guān)閉腔排空，經(jīng)此改進(jìn)后關(guān)閉曲線中的快關(guān)突變段消失，達(dá)到了整體關(guān)閉規(guī)律符合調(diào)保計(jì)算要求的目的。如圖28所示，使得80MW甩負(fù)荷過(guò)程導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律符合預(yù)期。

同時(shí)，我們還注意到，機(jī)組在76%開(kāi)度以下調(diào)節(jié)負(fù)荷時(shí)，由于機(jī)組具有慣性，在升負(fù)荷過(guò)程中負(fù)荷容易超調(diào)。這可通過(guò)增加接力器的開(kāi)機(jī)時(shí)間,即是開(kāi)機(jī)時(shí)間和慢關(guān)段時(shí)間達(dá)到一個(gè)合適的比例予以解決。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于高水頭，多機(jī)一管的引水系統(tǒng)慢關(guān)相對(duì)較慢的機(jī)組的調(diào)速器設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的借鑒意義

圖28 回油管加單向閥后甩1/4負(fù)荷

5 其它輔助設(shè)備

5.1 SFC變壓器保護(hù)勵(lì)磁涌流誤動(dòng)

處理方法：投入交叉閉鎖功能，即在A、B、C任意一相監(jiān)測(cè)到二次或高次諧波，即閉鎖其他兩相，以防止誤動(dòng)。

5.2 SFC拖動(dòng)PC工況首轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)

2015年9月29日12時(shí)20分進(jìn)行SFC拖動(dòng)PC工況首轉(zhuǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，方向與發(fā)電工況一致；由于啟動(dòng)硬母線設(shè)計(jì)時(shí)未考慮換向，如重新?lián)Q向工程量大，且耽誤時(shí)間，故2015年10月3日通知ABB公司派專人修改了程序。修改程序后于10月3日11時(shí)0分PC啟動(dòng)、11時(shí)1分SFC啟動(dòng)完成，機(jī)組旋轉(zhuǎn)方向正確。

6 結(jié)束語(yǔ)

文中所述的20多項(xiàng)技術(shù)改造，有的已得到實(shí)際較長(zhǎng)期運(yùn)行的考驗(yàn)是成功的，有的還有待進(jìn)一步考核、驗(yàn)證；同時(shí)，也還有相當(dāng)一部分技改項(xiàng)目正在收集整理之中。

[1] 白延年. 水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)算[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1982.

[2] 何少潤(rùn), 陳泓宇. 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站主機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝修改意見(jiàn)綜述[J]. 水電與抽水蓄能, 2016, 2(5):7-21.

[3] 陳泓宇, 汪志強(qiáng), 李華,等. 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站三臺(tái)機(jī)組同時(shí)甩負(fù)荷試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 水電與抽水蓄能, 2016, 2(5):28-38.

[4] 杜榮幸, 王慶, 榎本保之,等. 長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪水泵水輪機(jī)在清遠(yuǎn)抽水蓄能電站中的應(yīng)用[J]. 水電與抽水蓄能, 2016, 2(5):39-44.

[5] 鮑海艷,等. 基于微分幾何的水電站過(guò)渡過(guò)程非線性控制[J]. 水利學(xué)報(bào), 2010, 39(11):1339-1345.

[6] 楊建東,等. 原型混流式水泵水輪機(jī)過(guò)渡過(guò)程中的壓力脈動(dòng)[J]. 水利學(xué)報(bào), 2016, 47(7):858-864.

[7] 于達(dá)仁, 王西田, 崔濤. 基于測(cè)功法甩負(fù)荷試驗(yàn)的汽輪發(fā)電機(jī)組主要?jiǎng)討B(tài)特性參數(shù)的辨識(shí)[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2002, 26(1):32-34.

[8] 許顏賀,等. 抽水蓄能機(jī)組空載工況分?jǐn)?shù)階 PID 調(diào)節(jié)控制[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2015(18):43-48.

[9] 王林鎖. 抽水蓄能電站水力過(guò)渡過(guò)程調(diào)節(jié)控制研 究[D]. 河海大學(xué), 2005.

[10] Avdyushenko A Y, et al. Numerical simulation of transient processes in hydroturbines[J]. Thermophysics & Aeromechanics, 2013, 20(5):577-593.

[11] Cherny S, Chirkov D, Bannikov D, et al. 3D numerical simulation of transient processes in hydraulic turbines[C]// 2010:012071.

[12] ZHANG Xiaoxi, CHENG Yongguang. Simulation of hydraulic transients in hydropower systems using the 1-D-3-D coupling approach[J]. Journal of Hydrodynamics, 2012, 24(4):595-604.

[13] 王慶, 陳維勤, 德宮健男. 功果橋機(jī)組調(diào)節(jié)保證計(jì)算及甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果分析[J]. 大電機(jī)技術(shù), 2014(5):39-44.

[14] 文秋香,等. 考慮環(huán)境效益的抽水蓄能電站日運(yùn)行方式優(yōu)化[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù), 2015, 9(5):71-75.

[15] 張滇生, 陳濤, 李永興. 日本抽水蓄能電站考察述評(píng)[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù), 2009, 3(5):1-5.

[16] GB/T8564-2003 水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[17] 張蔚. 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子偏心值的控制[J]. 水電站機(jī)電技術(shù), 2007, 30(3):32-34.

Qingyuan Pumped Storage Unit Installation Experience and Optimization of Design

CHEN Hongyu1, HE Shaorun2, SHI Yuze3, YANG Qingwen3, CHENG Zhenyu1, LIU Yang4

(1. CSG Power Generation Company Qingyuan Pumped Storage Co., Qingyuan 511853, China;2. China Southern Power Grid Peak Frequency FM Power Generation Company, Guangzhou 510630, China; 3. Sinohydro Bureau 14 Co., Ltd., Kunming 650000, China; 4. Toshiba Hydro Power (Hangzhou) Co., Ltd., Hangzhou 310020, China)

This paper introduces the installation and commissioning phase of each system of Qingyuan pumped storage power station. At the same time combining with other power stations of the installation and debugging of the unit is optimized to improve the efficiency of the unit installation and debugging and provide valuable experience for the construction of such plant.

pumped storage; installation and debugging; power plant construction

TM622

A

1000-3983(2018)02-0051-13

2017-07-15

陳泓宇（1975-），1999年7月畢業(yè)于福州大學(xué)電氣系電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事水電站機(jī)電設(shè)備管理及安裝調(diào)試工作，工程師。