水轮发电机组控制系统设计

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇水轮发电机组控制系统设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主保护配置方案设计论文

1引出两个中性点情况下的主保护方案

1.1分支组合方式的选择

根据柘溪发电站的4个并联分支的基本情况，本文主要考虑的是12-34、13-24以及14-23这三种分支的组合形式。

1.2横差保护分析

在仿真实验的过程中，我们对各种分支情况下的零序横差、裂相横差以及这两种横差保护相互联合作用时候的保护效果进行了统计整理，在实验的过程中，将零序横差的保护选择为0.04IN，并将其作为动作门槛，裂相横差的保护采用比率的制动特性，，差动的门槛选择为0.2IN，斜率为0.3。根据我们对零序横差以及裂相横差的保护可动作的故障数统计结果分析，我们可以看出柘溪的横差保护具有如下特点：

a.两种横差保护对同相异分支的故障动作的反映灵敏度均不高，个别的分支的动作数目可以达到18种，这主要是由于同相异分支短路的匝差太小，大部分不超过1匝所造成的。

b.同相异分支的短路故障的保护效果显示相隔的分支组合要强于其他的组合情况，而这主要是因为同相异分支的短路现象只能够发生在相邻的分支之间，比如第二分支只能够与第一或者是第三分支发生同相异分支形式的短路故障，所以采用分支相隔的组合方式具有比相邻分支组合更强的保护效果。

c.无论是零序的横差还是裂相的横差对于异相的短路故障均具有较高的反映灵敏度，这也是因为同相同分支之间的短路匝差比较小的缘故。所以柘溪水力发电站在今后的发展过程中需要不断的加强对同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护力度。

d.同时，仿真的结果表明，零序横差以及裂相横差保护的故障动作效果之间具有较强的互补性，所以为了提高保护的效果，可以考虑将二者同时装设在同一个系统中。

1.3纵差保护分析

我们对发电机组中的各种不同分支的组合方式条件下的纵差保护的动作效果进行了效果的统计与分析，差动的门槛以及斜率的数值均与以上仿真工作中的条件相同。仿真的结果表明，纵差保护具有如下特点：a.完全的纵差保护不能够实现对于同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护作用，但是可以实现对于2832中异相短路故障的完全保护动作；b.不完全的纵差保护对于各种的短路故障形式均具有较高的反映灵敏度，但是对同相同分支或者是同相异分支的故障的动作不够灵敏；c.对相间故障具有较高的灵敏度的保护是单套的不完全的纵差保护，但是能够实现对于异相短路故障100%动作率的只有双不完全纵差保护。

1.4联合保护方案分析

上述的各种保护方案在单独作用的情况下均有着一定的局限性，不能够收到令人满意的效果，所以需要研究横差保护与纵差保护协同作用的保护方案。通过对组合方案条件下可动作故障数的统计分析，我们得出了结论包括：

a.如果选用的是3种中性点侧的分支组合方式，那么最好选择12-34式的分支组合，以便达到最高的故障动作效率；

b.如果裂相横差与零序横差均不对这种匝间的短路进行反映，则不完全的纵差保护方案也不能够起到很好的保护作用或者是具有较高的动作率；

c.这种联合保护的方案对于异相的短路故障具有较高的动作率，几乎可以实现全部类型故障的动作，但是提高零序横差或者是裂相横差的保护门槛的时候，组合的保护方案并不能够显著的提高动作的效率，所以在现场值不确定的条件下为了提高保护的动作率，可以增加一套纵差保护，进而为异相故障提供双重化的保护效果。

2结束语

在各种规模的水力发电站中，发电机都是关键的设施。但是因为发电机分支结构以及定子绕组结构的方式各不相同，所以实际的主保护方案的设计需要根据实际情况进行选择。本文仅仅例举了柘溪水电站的引出两个中性点情况下的保护方案的设计思路，希望能够对相关的工程设计以及学术研究有所帮助。

作者：冯业海 单位：南宁广发重工集团发电设备公司设计部

水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主接线创新设计研究

摘要:在简要介绍传统水轮发电机定子主接线的基础上，结合实例介绍“首—尾”，“首—首”及“尾—尾”交替接线方法在水轮发电机定子圈式线圈主接线中的应用及其优点。

关键词:水轮发电机;圈式线圈;定子主接线;设计

1概述

一般水轮发电机都采用三相双层绕组，三相双层绕组又可绕成叠绕组和波绕组两种。在整数槽绕组中，每一对极下每相所占相应槽号在磁场下所处的位置完全相同，每一对极就是一个循环，所以无论叠绕或波绕，其接线均较简单。在分数槽绕组中，每一个极下每相所占的槽数实际上是互不相同的，部分极下多一个或少一个槽，但每一相在不同极下所占总槽数是相同的。由于水轮发电机槽数较多，有些低速大容量水轮发电机的槽数竟多达700槽以上，因此分数槽波绕组的接线是比较复杂的，而分数槽叠绕组的接线方式则和整数槽时基本一样，只是前者是以单元电机的极对数进行循环的。本文主要讨论分数槽叠绕组的接线方式。

2实例分析

柬埔寨马德望多功能大坝项目是笔者公司设计的中容量立轴、轴流转桨式水轮发电机组，于2016年10月正式发电，发电机型号为SF6300—24/4250，额定功率6300kW，额定转速250r/min，飞逸转速601r/min，额定点效率96.5%。定子装配外径5000mm，定子机座高1600mm，定子铁芯整圆由18拼片组成，每片11槽，全圆共198槽，即定子共有198个线圈。每极每相槽数为23/4，为分数槽，采用3支路并联，循环序数为3233。

2.1传统发电机圈式线圈主接线“首—尾”连接方法的原理及其缺点

传统发电机定子圈式线圈主接线“首—尾”连接方法对于定子并联支路数为2及以上的绕组接线一般采用顺时针或逆时针方式按“首—尾”交替的方式连接。柬埔寨马德望多功能大坝项目发电机定子的槽数为198槽，每极每相槽数为23/4，为分数槽，采用3支路并联，循环序数为3233。

2.2“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替主接线方法的原理及优点

“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替主接线方法主要针对传统发电机圈式线圈主接线“首—尾”连接方法中的缺点，在传统接线方法上作了较大更改，使其圆周方向上的铜环(导电环)长度最短，高度方向上铜环层数最少。与传统的接线方法相比，新的接线方法主要在原来的基础上作了以下调整:将每相引出线的主引出线和中性点引出线的其中一个支路的电流进、出方向对调。以图中的U1相为例，传统的接线方法中+Y方向左侧的U相引出线为第三个支路电流流出方向，应接至U相主引出线所在导电环，对应编号为3U1，而－X下方的U相引出线为第三个支路电流流入方向，应接至中性点引线所在导电环，对应编号为3U2。新的接线方法将上述两个接头对调(对调后该支路内部接线顺序需要作相应调整)，改进后的接线中U相所在的两个导电环圆周方向上的跨度均缩小了近一个支路(约120°)。同理，将V相和W相也作相应更改。三相全部更改后，1U1与3U1，1V1与3V1，1W1与3W1三处相邻两引出线变成了“首—首”交替;而3U2与2U2，3V2与2V2，3W2与2W2三处相邻两引出线则变成了“尾—尾”交替;加上没调整的两个支路的“首—尾”交替方式，组成了新的“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替的主接线方式。新的接线方式大大减少了铜材(导电环)用量和固定导电环线夹的数量，同时可降低定子机座高度，节省材料成本，经济效果显著。

2.3方案比选

柬埔寨马德望多功能大坝项目在做方案时笔者将两种接线方式的图都画好了，但是怎么选择，笔者跟同事及领导讨论了较长的时间。根据业主要求，该项目的交货期只有8个月，交货期很紧，如果沿用传统的接线方式，车间操作工在制作过程中没任何难题，可以确保在交货期内顺利完成。但如果采用新的接线方式，万一车间操作工在制作过程中接错了一个支路，则返工会额外增加许多工作量，不但造成人工成本增加，关键是工期可能会被廷误，从而给公司带来损失。经过一番思想斗争，包括笔者在内的几个年轻人并没有采用照搬传统的接线方式，而是决定尝试着用新的接线方式来替代。经过多方面比较和反复考虑，最终选择采用“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替的主接线方法。改进后的接线方法在实际操作中也不复杂，只需要提醒车间操作人员每相有一个支路需要将接至主引出线和接入中性点引出线的引线按图纸对调下即可。至于每相对调那个支路要根据该项目主引出线及中性点引出线的方位来定，调整的最终目的是为了使高度方向上导电环的层数最少，圆周方向上导电环的周向跨度最小。

3结语

柬埔寨马德望多功能大坝项目发电机做好已经好几年了，发电也已经半年多了，经过一段时间的运行考验，从电站的反馈信息来看，机组的各项性能均达到设计要求;说明“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替的主接线方法对机组运行没任何不良影响。此外，据车间操作人员反馈也没有出现接线过程出错，或不好接的情况;相反由于改后导电环层数少了，圆周跨度短了，每个环之间基本都错开了，反而对接线有利。我们之前担心会因为车间操作人员不小心接错线进而影响工期的问题几乎没有。由于过去传统的圈式叠绕组定子主接线大都采用“首—尾”交替的接法，而“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替的主接线方法在笔者公司还是首次使用，还在尝试阶段，在定子出厂之前及电站成功运行之前，笔者的很多同事包括笔者在内都对此存在一定程度的担忧。通过此次顺利生产过程及电站的实际运行效果，使笔者单位的同事及笔者本人对“首—尾”，“首—首”，“尾—尾”交替的主接线方法有了比较深的了解，为以后设计制造同类机组提供了成功的经验。

作者：刘吕芳；陆松 单位：浙江金轮机电实业有限公司

水轮发电机组控制系统设计:水轮发电机主绝缘损坏原因探究论文

1、设计、制造不良造成水轮发电机绝缘损坏

1.1为降低成本和缩小体积，设计时主绝球裕全偏低，同时某些部位主绝缘包扎层数不够有脱节现象。

例如，某小型水电站机组于1988年底投产发电到2000年运行共12年，实际运行时间不到5万小时，1996年就出现1号机差动保护在发电机升压过程中动作。经检查是A,B相相间主绝缘击穿。2号机在1998年大修过程中进行预防性直流耐压试验时突然击穿主绝缘。经查找为槽底线圈主绝缘对地击穿。经检查发现电机定子线圈绝缘偏薄，某些部位包扎不严，有多处绝缘开裂，不得不进行贴补处理。

1.2生产工艺直接影响着发电机的质量。

水轮发电机组铁芯振动现象时有发生，而且在运行中往往较难正确判断。如某电站1990年投产的水轮发电机组，在投产后不久，运行人员发现机组升压并网后，当负荷带到一定程度时产生异常尖叫响声。经技术人员分析判断为铁芯振动。其主要原因是制造时芯片叠压得不够紧，引起硅钢片在运行中振动。如不及时处理可能会引起硅钢片因长期振动疲劳而折断，最后割破线圈绝缘造成接地短路或相间短路故障，严重时往往无法在现场修复，需要运回制造厂进行铁芯压紧和重新嵌线处理。经采用新工艺在现场压紧后，通过2倍于额定电压的直流泄漏试验和直流耐压试验，然后又进行1.5倍额定电压的交流耐压试验。目前运行还较正常。

2运行环境对发电机主绝缘损坏的影响

2.1运行环境温度直接影响电机的寺命。

已投入运行的小型水轮发电机组大多数采用沥青云母绝缘，这种绝缘采用云母带在

整个线棒直线和端部连续包扎后，经真空浸漆处理，以消除端部搭接的缺点。但沥青软

化点低，主绝缘耐热等级极限较低，一般为105K。真空浸漆工艺复杂，掌握不严就不易

浸透，内部有可能存在气泡，造成线圈质量很不稳定。又由于某些电站为了提高运行水头

厂房建设得很低，为了防止台汛季节尾水通过窗户淹没设备，多数主机层墙上没有设置通风透光窗户，运行环境温度很高，机组散热不良，加速绝缘老化。特别是有的线圈制造不良，绝缘材料含有气隙，使绝缘温差增大，最热点的温度直接缩短定子绝缘的使用寿命。

2.2小水电站地处边远山区，在电气接线上往往处在线路的末端，电压偏移很大。

特别是丰水季节，400V机组的母线电压有时升高到470V,6kV母线有时竟达到7kV。小型电站的并网变压器只有三档分接开关.远远不能满足实际运行的需要而不得不抬高发电机出口电压。

某电站低压机组1978年投产发电，由于长期的高温和电压偏高影响，在夏季发电时电机主绝缘对地击穿，弧光放电将电机的定子铁芯及机壳烧成一个大窟隆，致使

事故后修复工作十分困难。

3、不良检修对发电机主绝缘的破坏

立式水轮发电机进行扩大性检修时，多数需要吊出转子，并且水轮机的转轮也需要通过定子膛中吊出进行补焊。在起吊中如果稍有不小心或吊车技术不熟练就会撞击定子线圈。

某电站水轮发电机组在第一次大修过程中，由于水机底环锈蚀严重，使用顶起螺丝无

法将底环吊出，改用15吨吊车硬性起吊，致使吊环脱落，而15吨吊钩猛烈撞击定子线圈端

部，造成电机端部绝缘多处受伤。

4、机组线圈主绝缘损坏的措施

（1)防止铁芯松动。在大修清扫定子铁芯时应注意观察，如发现铁芯出现红粉，表明该

处有松动.可用电工刀及其他薄型片状工具进行试插松动程度，正常时铁芯齿部插入深度一般不超过3mm。运行中还要注意线圈的紧固情况，在上下层线圈同相且电流方向相同时，作用力最大都压向楷底。如果线圈在槽内固定不牢，就会发生振动导致线圈表面防晕层磨损破坏，同层异相线圈电流方向相反时产生切向交变弯曲力矩最大，也会破坏绝缘。对有松动的线圈应及时将槽楔打紧，必要时可用斜键槽楔。端部松动可用无纬玻璃丝带加强绑扎，绑扎后喷以环氧树脂漆固化。

（2)防止电腐蚀。使用环氧粉云母作主绝缘的水轮发电机组在运行中暴露出的问题主要是电腐蚀。电腐蚀分为内腐蚀和外腐蚀，内腐蚀是因为主绝缘和防晕半导体支间有气隙，对地电压分配在主绝缘和气隙两种不同的介质上.使气隙游离放电;外腐蚀是因为防晕层与铁芯间气隙游离放电。内腐蚀首先破坏主绝缘和导线之问的粘结胶，使绝缘脱壳、胶线松散。产生电磁振动、胶线磨细折断，损坏主绝缘;外腐蚀首先是磨破防晕层，加剧电晕放电，造成线圈表面绝缘损伤。

为了防止电腐蚀，可采用下列措施:

(1)电腐蚀的轻重程度与线圈所处电压有关，腐蚀大部发生在发电机电压大于4kV以上线圈中，可在电机运行一段时间后，采取线圈中心点与出线端倒位措施缓解。

(2)运行电机若发现有臭氧味，往往是电腐蚀的前兆，可用局部放电仪进行检查。小水电系统一般都不具备这个条件，可以在环境较暗的情况下用肉眼进行初步观察。若在线圈槽口与线圈端箍连接处等部位出现兰色辉光，则有电晕现象。需要进行检修处理。

水轮发电机组控制系统设计:混流式水轮发电机组主轴系统振动特性分析

摘 要：针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题，应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型，分析主轴系统固有频率及振型变化的特点，研究主轴系统的振动特性，并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型. 研究结果表明,主轴系统在多种外激励作用下，除了产生强迫振动外，还可产生主共振、分数共振等复杂的振动现象. 研究结果对进一步研究主轴系统动态特性有一定的参考价值.

关键词：混流式水轮发电机组；主轴系统；振动特性；ANSYS

0 引 言

混流式水轮发电机组在强大的电场、磁场和水动力的共同作用下，其运行常伴有激烈的振动，这就造成某些部件会受到一定程度的破坏，严重影响水轮发电机组的安全稳定运行，给水电站造成重大经济损失.大多数学者［1-4］通常以转轮为研究对象，应用有限元分析软件对其进行分析，以确保水轮机组的安全稳定运行.在实际的水轮发电机组系统中，机组主轴是系统的转动部件，也是能量转换的关键部件，工程上机组出现的强烈振动现象以及发生破坏的部件大多与机组主轴系统相关，目前对于发电机主轴系统的研究还不够深入，因而深入研究机组主轴系统的振动特性就显得极为重要.虽然试验研究能够较好地研究水轮发电机组主轴的振动特性［5］，但存在成本高、周期长的缺点，有时还难以达到预期效果.随着计算机技术的发展，人们越来越多地应用计算机技术分析系统的振动特性，并取得很好的应用效果.［6-10］本文以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象，应用大型有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型，通过该模型对系统的固有频率及相应振型进行仿真，对系统所受的主要外激励频率进行分析计算，并在此基础上对主轴系统的振动特性进行分析和研究.

1 有限元模型

以某水电站的主轴系统为研究对象，该系统主要由发电机转子、主轴、水轮机转轮、推力轴承和导轴承组成，见图1.

主轴系统各部件材料及其物理力学参数见表1.

简便而不失一般性，建模过程中对主轴系统模型作如下简化：(1)主轴系统为一定常系统，并且为线弹性体；(2)主轴系统各部件之间作联结处理，将联结后的主轴系统看作1个整体，3个导轴承和1个推力轴承均被假设为刚性支承；(3)主轴系统结构上的圆角和倒角、转轮上冠法兰上的螺栓孔、主轴法兰上的螺栓孔、上冠上的减压孔等，在模型中均不加以考虑.

用ANSYS建立主轴系统的有限元模型，具体步骤如下：(1)基于特征的参数化造型，建立主轴系统的三维几何模型；(2)对主轴上的3个导轴承处沿图 2 主轴系统的有限元模型x和y方向的径向位移及推力轴承处沿z方向的轴向位移进行约束；(3)采用SOLID92单元对模型进行网格划分，这里划分为222 657个单元和74 192个节点.通过以上步骤即可得到主轴系统的有限元模型，见图2.

2 外激励频率

2.1 转频激扰力

当发电机定子内腔和转子外圆之间气隙不均匀时，定子和转子间就会产生不均衡磁拉力，即转频激扰力，称该力的频率为转频.其计算公式［11］为

式中：n为转轮额定转速.

2.2 尾水涡带激励大量的运行实践和模型试验表明，当混流式水轮机在部分负荷工作时，尾水管内产生不稳定流动，即出现尾水涡带现象，尾水涡带一般呈螺旋状摆动，从而造成低频压力脉动，出现功率摆动、噪音、空蚀和机组与厂房振动现象，给水电站运行带来极大危害.尾水涡带的频率［11］一般可表示为

式中：H为设计水头.

2.3 弓状回旋激励当机组转动部件与固定部件不同心、局部有缺陷或转轮上水流不对称时，将在运行中引起摩擦，从而使转轮周期地推向1侧，引起弓状回旋振动.混流式水轮机的出力超过某一定值时，有可能出现弓状回旋振动.此时水轮机转轮在外水封内沿转动方向作椭圆轨迹的弓状回旋.其振动频率f3约为转频的2～3倍，近似于弓状回旋的自振频率.

2.4 涡壳中的不均匀流场激励涡壳中的水流并不像理论假说的那么均匀，因此在涡壳齿部易产生撞击进口水流，从而对转轮引起振动.其振动频率的计算公式［11］如下

式中：n为转轮转速；Z为转轮叶片数.

2.5 推力轴瓦激励因推力轴瓦不平造成机组在运行中出现较大振动，经原型振动测试分析得出其振动频率［11］

式中：n为转轮转速；p为轴瓦数.

3 振动特性分析

应用ANSYS分析机组主轴系统可得到系统在自由振动状态下的前9阶固有频率值及其相对应的振型.固有频率值见表2，相对应的振型见图3.

通过分析可知，主轴系统的振型主要表现在转子与转轮的振动形式上：第1阶振型为转子绕轴线的扭转振动；第2，3阶振型为转子的摇摆振动；第4，5阶振型为转轮的摇摆振动；第6阶振型为转子的轴向拉伸变形；第7阶振型为转轮绕轴线的扭转振动；第8，9阶振型为转子的弯曲.研究对象中n=75 r/min，H=59.8 m，Z=13，p=16.代入式(1)～(4)，可分别得到各外激振频率，见表3.

由于尾水螺旋涡带频率很低，为0.38 Hz，在额定工况下对机组主轴系统产生强迫振动；由于转频激扰力的2倍转频和3倍转频的数值与主轴系统的1阶固有频率十分接近，则在转频激扰力的作用下可引起主轴系统产生1阶模态的分数共振；由于弓状回旋激励频率与主轴系统1阶固有频率比较接近，则在弓状回旋激励的作用下可引起主轴系统产生1阶模态的主共振，其表现形式为转子绕轴线的扭转振动，见图3(a)；由于涡壳中的不均匀流场激励频率与主轴系统的第7阶固有频率较接近，则在涡壳中的不均匀流场激励作用下可引起主轴系统产生7阶模态的主共振，其表现为转轮绕轴线的扭转振动，见图3(e)；推力轴瓦激励对发电机转子影响较大，由于其频率与主轴系统的第8，9阶固有频率接近，则在推力轴瓦激励的作用下该激励容易诱发机组产生第8，9阶模态的主共振，其表现为转子的弯曲，见图3(f).

可见，主轴系统在各种激励下会出现比较复杂的振动现象.

4 结 论

应用ANSYS对某水电厂的混流式水轮发电机组主轴系统进行振动特性的有限元分析.对主轴系统的前9阶固有振动频率及相应振型进行仿真，对机组在额定工况下受到的主要激励频率进行计算，并对主轴系统在这些激励影响下发生共振的可能性及共振表现形式进行分析.结果表明：研究工作对进一步研究主轴系统动态特性具有一定的参考价值.

水轮发电机组控制系统设计:灯泡贯流式水轮发电机组的安装与检修

摘要：随着我国经济社会的不断发展，对电力的需求越来越大，水轮发电机组也越来越受到关注。文章介绍了灯泡贯流式水轮发电机组的安装与检修流程，及压注意的相关事项，以保证发电机正常运行，水电站顺利发电。

关键字：灯泡贯流式；水轮发电机组；安装检修

水力发电的实现离不开一种重要装备――水轮发电机组，因此，安装水轮发电机组在水力发电工程中具有非常重要的作用。在水轮发电机组的安装过程中，要根据相关的安装实例、经验和设备安装使用说明书，主要进行动态控制，还要跟踪关键部位、重要工序的安装。安装完成后要进行必要的检修，以确保机组的正常运行。

1　安装前的准备工作

1.1　开箱验收设备

按照水轮机组的安装进程，组织供货商、使用单位和安装单位的代表开箱验收要安装的设备，如果设备与合同所列设备相同方可交予安装设备进行安装。要提前半个多月开始开箱验收安装设备，一旦发现设备存在问题，如设备数量不足、存在质量问题、与合同设备型号不符等，要及时告知供货商，然后由供货商对设备进行更换或补齐不足，这样就不会对机组安装的进度产生影响。

1.2　安装人员的水平

安装水轮机组要有合格的、技术过硬的安装队伍。因为不同的安装队伍，其人员组成、人员水平是不同的，所以，要对安装人员的技术水平、自身素质进行考核，这是十分必要的。

1.3　材料等物资的检查

施工单位自行购买的焊条、材料等，都要有相应的出厂监测资料或合格证件，在经过严格的审查后才能使用，避免产品以次充好、以劣充好的情况发生，确保原材料的质量符合标准和要求，对使用的各种量具、计量表等的准确性和有效性，对现场人员进行查验或审查，保证其具有岗位操作资质。

1.4　设备的存放

要按照相关的规范、规定和厂家对指定产品的技术要求存放设备，如一定要对放在露天场所的设备做好防晒、防雨措施，而且要用物品将其垫高，堆放设备的场所要做好排水准备，如修建排水沟，周围要堆砌临时围墙。对一些特殊设备一定要做好防潮措施。

1.5　工程的移交

土建移交机电安装工作面时，一定要认真检查施工场地，到满足工作面移交条件后，由土建单位代表、监理工程师、安装单位一起办理工作面移交手续，如果在这个工作面上，土建单位还有没有做完的工作，或者土建单位有一些工作一定要在安装完机电设备后才能进行，在安装完成机电设备，并且监理工程师也验收合格的前提下，按照相同的方式将其移交给施工单位继续施工。

1.6　安装措施的落实

在安装水轮发电机组前，安装单位要提交水轮发电机组的安装组织措施，对转子、发电机定子等关键的机组部件，还要提交具体的施工组织措施。为了确保措施到位，要安排相关人员或单位审查施工组织措施，同时，供货商要根据不同安装阶段安排相应的技术人员到现场进行监督、指导，确保顺利安装。

1.7　认真检查设备

安装水轮发电机组前，要全面对各种部件进行清洗，并仔细进行检查，记录好关键部件的尺寸、椭圆度、公差。为了确保质量，要对有些部件拆开进行检查，或者通过一定的试验来检查，总之，在安装之前要保证设备符合要求。

2　水轮发电机组的安装流程

灯泡式电站机组没有曲线型流道如蜗壳、肘形尾水管等的施工，这与装设轴流式和混流式机组的常规电站不同，所以可以将土建施工速度加快。加之，灯泡式发电机组能够在轴承、主轴等安装完后，同时对发电机和水轮机行安装，因此能将建设电站的时间大大缩短。

3　关键部件安装与检修

3.1　安装管型座

作为灯泡贯流式机组最重要的基础部件，管型座是整个机组和流道的主要传递力和起支撑作用的部件，机组其它部件的质量直接受其安装质量影响，因此要对其中心、水平和标高等严格进行控制，尤其是两端面法兰的平面度和垂直度。按照通常水电站的施工特点，在具备安装管型座的条件且还没有形成桥机和厂房时，不能将组成后的管型座整体调八安装间机坑进行安装。为了将工期缩短，在工程土建施工过程中，布置混凝土大型垂直起吊运输机械时，可以考虑采用分瓣吊装管型座、组圆在机坑内垂直拼装的方法。

3.2　安装主轴及组合轴承

发电机和水轮机使用的是共同的主轴。水导轴承、组合推导轴承等装配在主轴上。轴承是属于启动为重载静压，运行为动态的类型，高压油顶起装置设置在水导和组合轴承下面。油泵不仅在机组运行时提供润滑油给各个轴承，轴承油箱和高位油箱之间还有一部分油在循环，在断电情况下，各轴承可以通过高位油箱来供油，这样就对停机过程起到了很好的润滑作用，保护了机器设备。安装间装配完主轴后，从管型座上游侧框架孔调入流道后水平转90度，然后缓缓向下游移动大轴，直到其达到安装位置。为了使主轴及轴承的各项参数都能达到设计标准，要使用生产厂家提供的专门调整工具进行调整。

3.3　安装转轮

在安装间完成转轮的解体、清扫、组装工作后，再测试转轮的动作和耐压程度，吊装要在测验满足要求后进行。吊装前，拆下一叶片，将吊具装好，通过桥机的主、副钩使转轮翻转180度，然后使用副钩从水轮机坑将转轮吊八和主轴把合，用电加热法将联轴螺栓打伸长，待紧固后再装上拆下的叶片。

3.4　安装转子和定子

磁极和转子支架构成了转子，转子支架整体到货，螺栓将磁极把合在支架上，很容易组装。挂装磁极前，要先测量绝缘电阻，然后根据重量和极性装配。挂装后，转子的直径和圆度要通过磁轨圈和磁极之间的调整垫片进行调整，各个半径和平均半径的差的绝对值要保持在一定范围内。全部组装完转子后，再测试交流耐压能力，然后喷漆，最后使用翻身工具和转子起吊从发电机坑将转子吊八，以联接主轴。

定子与转子支架一样，也是整体到货，在安装间要将制动器、挡风板和管路装设好，装设完后测试定子的交流耐压能力。为了避免定子在吊装过程中变形，要使用生产厂家提供的专用平衡梁吊装定子。

3.5　安装灯泡头

转子吊装前，要将灯泡头吊八流道，为了使灯泡头能临时落在支墩上游侧，用在中墩上固定的手拉葫芦在灯泡头接近发电机支墩时往上游方向拉，定子就位后，然后再吊起使之与定子组装，定子在桥机松钩时用千斤顶顶起来，让定子保持在没有连接灯泡头之前的状态。之后，发电机辅助横向支撑、垂直主支撑、机组导流板、发电机承压盖板等再依次安装上去。

4　水轮发电机组的检修

安装完灯泡贯流式水轮发电机组后，要对整个设备进行几次全面的检查，保证灯泡贯流式水轮发电机组能够顺利运行，否则将给将来的使用造成重大的隐患。下面介绍几种可能的隐患：

4.1　转子―点接地

在发电机组使用过程中，“转子一点接地”光子牌一直亮灯，而绝缘电阻绝缘情况良好，在对转子系统进行全面检查后，发现转子到集电环的引线中有一条电缆外皮被电缆夹夹损，导致电缆夹嵌入电缆皮内部，并且有明显的放电灼伤痕迹。这主要是安装时电缆接触面和电缆夹没有按照规定的要求进行有效的绝缘包扎，电缆夹收夹较紧所致。

4.2　主变低压侧真空断路器故障

在设备使用过程中，某一台发电机突然停机，经过检查发现，主变低压侧真空断路器跳闸引起了发电机甩负荷过速事故停机。而主变低压侧系统保持正常，而主变低压侧真空开关无法正常合闸，将其打开发现有大量尘污附在储能操作机构内。对其进行清污，并加入一定的润滑脂，操作机构恢复正常，合闸也能正常进行，发电机也能正常运行。这是由于安装过程中环境太差，而安装完毕后又没有进行检查所致。

5　安装过程中需要重点注意的问题

(1)　要对水轮机组过流部件中密封部位的有关尺寸进行仔细的检查，并根据有关标准进行渗漏试验，保证密封件的压缩量能够满足设计要求。

(2)　在进行主轴安装和调试时，应该对上游侧与管型座定子把合法兰的同心度进行检查，以确保对管型座把合螺栓和定转子空气间隙的安装和调整能够顺利进行。

(3)　从主轴吊人机坑的完成至机组正式发电大约需要1～2个月的时间，所以，要对镜板、发导轴颈和水导轴颈等部位进行如设置除湿机、涂抹凡士林等防锈处理，以确保镜板和轴颈部位不会发生锈蚀。

(4)　在进行受油器座的安装时，要充分考虑到机组运行时灯泡头上浮量的问题，对受油器体和浮动瓦的间隙进行合理控制，保证上部小于下部，使其两侧的间隙处于相等的水平。同时，受油器的支撑应该具有足够的强度和刚度，以免因受油器振动过大而造成浮动瓦及其它部件的损坏。

(5)　水轮机组各个部件的联结螺栓的预应力应该符合设计标准的要求，同时，还要确保转动部位螺栓锁定的可靠性。

[6)　施工人员在定转子内进行施工时，要注意采取相关措施避免各类工具和零件落入气隙或被遗忘在定转子内。

(7)　要对机组各个部位的高压顶起装置、轴承润滑油系统、轴瓦及其油孔进行彻底的清洗，在润滑油的管路安装结束后，还要注意采用循环滤油的方式对其进行冲洗，并保证各轴瓦的进油边尺寸符合设计及有关标准的要求。

(8)　水轮机组各部分的瓦轴间隙要满足设计图纸的要求，主轴和筒式瓦之间不能存在偏斜的问题，在机组安装全部结束后要重点对水导瓦间隙进行检查。

6　结语

水轮发电机组是水电站中最重要的设备，也是安装机电的关键，因此要保证发电机组按照要求进行安装，并且要对安装过程进行监督。安装完成后，要进行必要的检修，将各种隐患排除，保证发电机正常运行，确保水电站顺利发电。