CCS水电站冲击式转子组装质量控制

张军国

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装分公司，云南昆明650032）

CCS水电站冲击式转子组装质量控制

张军国

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装分公司，云南昆明650032）

转子是发电机的重要组成部分，组装及安装质量的好坏直接影响到机组的长期性、稳定性和安全性。所以转子安装质量尤为重要。本文阐述了CCS水电站水轮发电机转子现场装配工艺过程和质量控制,以及施工装配中遇到的实际问题和采取的处理措施,确保了转子装配的质量和施工进度,可供大型发电机转子现场装配时参考。

CCS水电站；转子；装配；质量控制

1　概述

CCS水电站地下厂房安装了8台水轮发电机组，转子装配由转轴装配、磁轭装配、磁极装配、集电环装配、转子引线装配等组成，转轴装配为转子中心体及支臂整体到货，转子装配总重约344.6 t。

转子直径（磁极外圆直径）Φ5 883 mm、磁轭直径Φ5 253 mm、磁轭高度Φ5 253 mm。

磁极通过冲片上T尾槽挂装在磁轭相对应的键盘槽上。全圆共24个磁极，磁极装配重约101 t。

现对转子组装各工序质量控制做重点分析。

2　转子支架立轴垂直及水平调整

圆周均布转子支墩于转子安装间基础板上，起吊转轴（包括转子支架），转子支臂落放于支墩上，转轴法兰端落入安装间基础地坑后临时固定，用内镜千分尺测量上下导滑转子，调整转轴垂直0.02mm/m，即上下之差不大于0.08 mm。用水平仪检查转轴法兰水平误差不超过0.02 mm/m。调整合格后搭焊支臂支墩于基础板。在此调整过程中，注意检查要使支墩螺栓受力，避免以后磁轭叠装后下沉转子水平超差。

3　测圆架装配

安装转子测圆架，在上滑转子处轴向和径向架设百分表，调整检查测圆架中心、垂直度，使其测量误差≤0.02 mm。每次测量前应复测测圆架测量精度。

4　磁轭装配

4.1磁轭下压板安装

安装前检查立筋板的挂钩高程偏差不大于1.5mm，但相邻两挂钩高程差不大于1 mm，然后将6块下磁轭压板按装配标记吊放在支架立筋挂钩及钢支墩上并拼成整圆，利用楔块配合千斤顶以及拉紧器调整其水平和波浪度，波浪度≤1 mm，径向水平偏差≤0.5 mm。

调平第一块下压板后通过测圆架和水准仪，将所有其它下压板调平，控制下磁轭压板径向水平偏差≤0.5 mm，通过测圆架检查磁轭压板外圆半径差≤0.5 mm。检查压板与挂钩间隙应无间隙，局部位置不应大于0.5 mm，如间隙过大，则对其他立筋挂钩位置进行打磨处理或使用拉紧器消除压板与挂钩间隙，再次检查下压板各项尺寸是否符合设计要求。

4.2磁轭键安装

在转子磁轭叠片前先测量8根主立筋的键槽尺寸，并对应主立筋测量位置测量凸键的宽度，并根据测量数据确定磁轭副键的尺寸是否满足要求。如不满足要求，打磨凸键侧面反复测量直至满足要求为止。把凸键和副键安装就位，利用测圆架控制凸键的外径和垂直度，调整其尺寸满足设计要求后，把凸键两侧副键冷打紧，在打紧时要用测圆架控制凸键的垂直度、外侧半径、相邻凸键弦长值。

4.3磁轭片清洗

磁轭洗片及分类：将到货的磁轭冲片按级差重量为0.2 kg重量差进行分类并做好详细记录（张数），同时对每一张冲片进行清扫：去除毛刺、油污、锈斑等。

在每类冲片中抽出20片冲片，测量其实际厚度，取平均值作为该类冲片的计算厚度，根据各类磁轭冲片重量、厚度及转子装配图，计算列出磁轭堆积配重表（通风槽片亦参加配重）。配重原则：磁轭两端为轻片，中部为重片。

4.4磁轭叠片

磁轭共12段，总高度2 860 mm（含上、下端压板厚度，压板厚度各20 mm），首尾两段每段高度290 mm，中部每段高180 mm，通风沟高40 mm。在下压板上安装叠片销，按磁轭装配图及磁轭堆积配重表进行冲片叠装。叠片时利用磁轭键和长短定位销定位，每张片安装两长两短定位销，随着叠片高度增加，长定位销不动，短定位销向上串动，边叠片边用T尾工具整形，叠片时冲片剪口方向应一致，注意冲片与立筋间隙均匀。

每叠完一段，铺放一层通风槽片，利用测圆架测量、调整磁轭的半径及垂直度，严格控制磁轭的同心度，并通过磁轭外尺寸检测磁轭与转子支架、轴线的同心度；测量并调整磁轭下压板水平。如图1所示。

图1　磁轭圆度和垂直度测量示意图

每段磁轭叠装时应检查转子中心体水平≤0.02mm/m，测圆架中心偏差≤0.03 mm，用水准仪和带百分表的测圆架检查下环板水平度，用千分尺检查磁轭半径偏差≤±0.5 mm，用测圆架检查磁轭的同心度，磁轭所有测点百分表读数与平均读数差值≤0.2 mm。

4.5磁轭压紧

叠片至预压紧高度600mm、1200mm、1800mm、2 400 mm及2 860 mm时各预压一次，共预压5次。

叠片前根据抽测的磁轭冲片、通风槽片的平均厚度和压紧系数计算出叠片堆放表，在叠片过程中适时测量叠片高度并与计算的理论高度进行比较，同时在第一次压紧完成后，测量压紧前后叠片高度的变化和压紧后的高度与理论高度的差值，根据上述数据确定下一段补偿片叠片方案。

首次预压均采用4个MI-5500GS风扳机按对称方向同时进行，拉紧螺栓拧紧顺序为中圈→内圈→外圈，同时测量磁轭冲片内、中、外高度，根据测量数据在后面4次调整压紧顺序。

压紧后用测圆架和内径千分尺测量磁轭外径（设计半径2 626.5 mm）、波浪度，中、内、外圈高度尺寸和立筋槽底与磁轭凸键间隙值、磁轭凸键与磁轭铁芯键槽槽底间隙值，并做好详细记录。

磁轭冲片全部叠完后，装上上磁轭压板，做最后压紧。测量磁轭圆度、垂直度、半径、高度，各部均达到设计要求后进行更换螺杆工作。螺杆的更换为逐步更换，更换中，每拆一个磁轭预压螺杆即穿入螺杆，把紧螺母，必要时用磁轭圆拉刀铣磁轭拉紧螺杆孔，直到最后铣完全部磁轭拉紧螺杆孔。注意更换时应该由内向外对称进行。待全部穿入螺杆后，用液压拉伸器逐步对称加压拧紧螺杆，由中、内、外圆依次把紧磁轭，使其螺杆的伸长量（3.84～4.08 mm）符合图纸要求，记录此时液压拉伸器的压力。抽查10%螺杆的伸长量，如果没达到要求则加大压力再次拧紧所有的螺杆。检查磁轭外径、磁轭铁心长度、磁轭铁心波浪度、磁轭叠压系数、磁轭把紧力、磁轭T尾槽形状，磁轭下压板与立筋挂钩之间的间隙等应符合图纸要求。

磁轭叠压系数≥99%，根据叠压情况调整下段的堆叠高度及层数，保证磁轭总高度与设计高度的偏差在0～+4 mm范围内。

磁轭最终压紧应达到如下要求：

1）螺栓伸长值满足3.84～4.08 mm；

2）转子中心体上法兰水平度≤0.02 mm/m；3）测圆架中心偏差≤0.05 mm；

4）磁轭半径R2626.5±1.16mm（空气间隙的3.5%）5）磁轭内外圈高度2860（0～+4）mm；

6）下压板径向水平≤0.5 mm，整圆水平≤1 mm；7）磁轭叠压系数≥0.99。

4.6磁轭热打键

在磁轭固定的设计制造上，设置了磁轭键、切向键。为了满足转子即使在过速时也不产生有害变形的要求，在磁轭固定的工艺上采用了使磁轭和转子支架间给单边1.4 mm的紧量来满足机组安全运行要求。为达此目的，在技术上采用热打键来达到。

测量键槽上下间隙，并记录。用外径千分尺测量凸键厚度尺寸并记录，根据设计要求凸键加垫单边紧量1.4 mm，结合磁轭最终压紧后同心度及半径增加补偿量，计算需加垫最终厚度。加垫完成后测量凸键总厚度，检查是否满足打键要求。

移走转子磁轭的支墩，在磁轭下方布置履带式加热器，接好电源线，用苫布罩好，将磁轭加热到规定温度保温，加热温度要均匀，每30 min记录一次温度。随磁轭温度的上升，磁轭不断膨胀，当键槽间隙大于加垫后的凸键尺寸0.5～1 mm左右，断开电源，保持温度，确保工作人员的安全，将凸键对称、快速打入键槽内。热打键完成后应有保温措施，使磁轭缓慢冷却至室温。配磨副键使之接触面均匀，其紧量以18磅大锤打紧。

测量并记录磁轭的圆度、垂直度、半径尺寸和高度尺寸，用精密水准仪和带百分表的测圆架检测并记录下压板的水平度。

5　制动环装配

制动环安装完成后检查各项尺寸应达到如下要求：

（1）按转子旋转方向，制动环下平面后一块不得高出前一块；

（2）接缝处间隙符合图要求6 mm；

（3）制动环表面波浪度＜2 mm；

（4）装配完毕后，将螺母用锁定块锁定并点焊，螺栓头不得露出制动环表面。

6　磁极挂装

以转轴下法兰面为基准（下法兰面到磁极中心线设计距离4 000 mm），推算出磁极铁芯中心尺寸，并参照定子铁芯实际高程及上机架挠度，使转子磁极中心比定子铁芯平均中心线低1～2 mm为宜，将高程点标记在磁轭外圆上。

按制造厂编号对称挂装磁极，特别注意转子引线位置，在磁极上画出中心线高程并打上洋冲，各磁极挂装高程与平均高程之差±1 mm。

用测圆架测量磁极上、中、下三个圆弧面半径以此检查磁极挂装后的圆度，各半径与平均半径之差应符合规范要求；实际半径与设计半径之差不应大于设计空气间隙值的±4%（33×4%=1.32 mm）。同时根据测量的半径数值计算装配后的整体转子偏心值不大于0.15 mm。

在磁极全部连接完成及引出线安装完成后：

（1）测量单个磁极的直流电阻，差别不超过2%；

（2）逐个进行交流阻抗测量，相互间应无显著区别；

（3）测量转子绝缘电阻，绝缘电阻≥0.5 MΩ；

（4）进行转子耐压试验，线圈额定励磁电压为10倍Un=204.3 V（GB-8564厂家使用标准）。

挂装完成后检查尺寸应达到如下要求：

（1）转子半径：R2941.5±1.32 mm（空气间隙的4%）；

（2）转子整体偏心值：0.15 mm；

（3）磁极挂装中心偏差：±1 mm。

CCS水电站转子的安装，使我们认识到良好的工艺、合格的测量工具对于装好机组的重要性，而对于工作中出现的问题，更应有精益求精、实事求是的科学态度，只有这样，才能保证机组装配质量达到优良性能。希望通过对CCS水电站技术分析、情况介绍、安装技术及质量控制的论述，对其他同类型电站安装有所借鉴。

TK730.6

B

1672-5387（2016）09-0040-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.014

2016-04-15

张军国（1986-），男，助理工程师，从事水利水电设备安装及技术管理工作。