水电站机电设备的安装及调试工作

水电站机电设备的安装及调试工作

摘要：在水电站工程中，其机电设备安装质量及机电设备调试工作，直接影响着水电站运行状态，影响着水电站机电设备运行的综合效益。水电站机电设备主要包括水轮机及发电机，保证机电设备安装质量是实现水电站综合效益的必然前提。本文结合某水力发电工程，对水电站机电设备安装及调试工作进行分析与研究。实践证明，保证水电站机电设备安装及调试质量，在保障水电站安全平稳运行，实现水电站综合效益等方面发挥着重要的现实意义。

关键字：水电站机电设备安装调试

一、工程概况

某水力发电工程，位于长江某支流上，枢纽工程包括双曲拱坝及地下水力发电厂房，其中发电厂房主要包括主厂房、尾水隧洞、尾水调压室、变压器室等。主厂房配置六台550MW水轮发电机组及其配套设备。该工程水库库容为58亿立方米，总装机容量为3300MW。为满足设计要求，其主要机电设备均由国外引进，并对其机电设备安装及调试工作提出了更高要求。

二、水电站机电设备安装工作

（一）水电站水轮机安装

1.座环及蜗壳水压试验

在水电站机组中，其座环及蜗壳混凝土埋设主要采取弹性垫层、非压力及静水压力浇筑三种形式。在本工程中，其座环蜗壳混凝土埋设施工，采取的是水压试验及静水压力混凝土埋设工艺。通过水压试验，可以减低甚至是消除焊接残余应力，进一步提高焊缝接头整体性能，对座环蜗壳设计合理性进行检验，保证其设计与施工满足整体结构对强度、刚度及稳定性等方面的要求。进行压力埋设浇筑混凝土试验，在蜗壳受力超过冲水压力值的状况下，可以由蜗壳及混凝土进行超载部分承担，从而降低了蜗壳最大设计压力值，节约施工材料及成本。在该水

力发电工程中，通过检验后发现其座环蜗壳整体结构性能符合设计要求。

2.转轮静平衡

在进行该水电站轮机安装作业时，采取的是工地组焊加工方式，为保证轮转安装质量，进行轮转静平衡试验，在完成平衡后方可进行转轮安装工作。在该工程中，采取测杆应变法，利用应变仪，测量观察并计算出转轮不平衡力方向及大小值。通过这种方式，保证转轮可以平稳与应力杆接触，这种方式较之转轮静平衡法具备精度高，误差小等优势。

3.水轮机导水结构安装

一般来说，水电站其水轮机导水结构并不能在制造厂直接预装定位，为此，在进行水电站机电设备水轮机导水结构安装之前，应首先安装底环、然后安装导叶及顶盖，在完成轮转吊入之后，方可进行水轮机导水机构的安装作业。在该工程中，其水轮机导水机构安装与国内传统安装工艺有所区别，其安装特点主要表现在以下几个方面：第一，将基础环作为整台机的安装基准。基础环水平要求为0.20mm，然而座环法兰面其水平要求则设计为 1.00mm；第二，通过垫层将顶盖及座环法兰面连接，且座环法兰面并不属于密封面；第三，基础环及底环之间并没有设置调节余量，其顶盖安装中心及方位，均是以底环为标准进行施工。由此，在水轮机导水结构安装过程中，增加了一些新的施工内容：第一，底环带密封条与基础环连接，测量强基础环抗磨面，保证其在0.2mm以内，保证螺栓安装稳固；第二，进行八个活动导叶吊装作业，将0.5mm铜片垫入导叶及底环之间；第三，按照设计方位，进行顶盖吊装，保证顶盖与导叶上端部接触良好，在活动导叶及顶盖之间应垫入厚度为1.00mm铜片；第四，以导叶轴套孔、底环止漏环为标准，进行顶盖安装方位调整；第五，进行顶盖水平测量，保证其能够满足水平度在0.20mm以内；第六，进行螺孔顶盖法兰与座环距离测量，保证垫圈加工量符合要求；第七，进行顶盖临时加固，设置定位销孔。以上步骤主要为导水机构预装程序，在进行导水结构正式安装时，需要首先将导叶上下端部铜皮取下，安装垫圈，并安装导叶，将带有密封条顶盖穿过水机主轴，最终安装于座环法兰上，进行销钉定位工作，保证螺栓安装牢固，保障导水结构安装质量。

（二）水电站发电机安装

1.定子安装

在该工程中，应用的是现场组焊定子机座，应用现场嵌线圈及叠定子铁芯冲片方案。其方案设计，有助于提高定子整体性及铁芯刚度，降低铁芯振动幅值，减少噪音。在传统水电站机电设备安装中，其定子定位键设置为轴向，支持定位，且可以承受切向应力。在该工程发电机安装中，其定子基础定位键设计为径向形式，可以发挥定向、承受切向应力，且可以在承受铁芯径向力作用时进行径向浮动。定子安装定位筋应在制造厂完成装焊工作。在进行叠定子铁芯冲片之前，对定位筋规格进行检验，保证其定位筋应用符合设计要求。因该工程中定位筋在制造厂已经完成装焊工作，在进行定子叠片时，则就可以将测圆架取消，定子在安装叠片后进入机坑。定子进入机坑可以采取分片吊装形式，避免叠片后整体吊装过程中出现质量问题。在定子叠片之前，通过整体调整技术，以水轮机基础环为依据，对其水平、高程及中心等参数进行确定。

2.转子组装及安装

转子是由磁极、叠片式磁轭、转子中心体等构成。在进行转子安装之前，其重点在于转子中心体组装、磁轭叠片叠装及磁极挂装作业。转子安装采取吊装形式，需要转子吊进行试验检测，保证其性能优良。并对转子法兰面进行检验。在转子吊装接近定位销时，确定转子与主轴连轴孔位置，保证转子安装质量。

3.发电机总装

发电机总装工作是在定子、转子及机架组装或预装之后进行。发电机总装主要包括组合轴承安装、制动闸及管路安装等。在进行组合轴承安装时，首先需要进行推力轴承座安装工作，然后进行推力头吊装及发电机主轴吊装工作，此后，进行导瓦吊装作业；安装制动闸管路，对制动器进行试验，保证发电机制动器质量。

三、水电站机电设备安装调试工作

在进行水电站机电设备安装调试工作之前，应对水电站工程设备安装质量进行全面检查，保证施工环节不存在质量问题。为保证水电站机电设备安装质量，采取调试措施，进行机组相关试验，获得试验数据，分析水电站机电设备整体性能及运行质量。其主要调试措施包括以下几个方面：第一，进行机组充水实验。进行尾水管充水、蜗壳充水、供水系统有水调试、筒阀静水试验等，对尾水管、

蜗壳、供水系统等部位性能进行检验，在调试过程中应做好监控，及时发现设备运行中所存在的异常状况；第二，进行机组开停机试验。在开启机组之前，应充分检查水电站电气设备、辅助设备，保证其处于正常工作状态。采取手动启动机组形式，机组转动后，需关闭导叶，降低机组转速；机组运行时应将其转速缓慢提升到额定转速，并对其运行状况进行监控；第三，机组过速调试。在保证各系统正常工作的基础上，启动机组并进行150%转速试验，试验时间设计为15分钟，对其过程及试验后设备进行检验，及时发现存在问题；第四，机组升压调试。通过缓慢提升机组电压，获取其数据并分析其运行状况等。

四、结语

在水电站工程中，机电设备安装及调试工作属于十分关键的环节，直接影响着水电站运行的安全性及稳定性，影响着水电站机电设备运行的综合效益。在本文中，结合某水力发电工程，对水电站机电设备安装及调试工作进行了研究与分析，重点阐述了发电设备水轮机及发电机的安装及机电设备调试工作内容。实践证明，提高水电站机电设备安装及调试工作质量，在实现水电站运行的综合效益等方面发挥着十分重要的现实意义。

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