混流式水轮发电机组上机架-定子机座结构系统动力特性分析 study on dynamic coefficients for load bracket and stator of francis turbine-generator unit.pdfVIP

1006-0170 第28卷第2期 j蕃怠电：彦与电工 ISSN 2008年6月 DIANLIYUDIANGONG CN35—1174／TM FUJIAN 混流式水轮发电机组上机架一定子机座结构 系统动力特性分析 陈国栋 (福建省电力试验研究院，福建福州350007) 摘要：针对水电机组过速过程中出现剧烈振动的问题，进行现场试验和数值分析。用结构有限元计算分析软 件ANSYS进行水电机组上机架和定子机座构架系统的动力特性分析，找出构架的固有频率和振型。通过进 行过速试验和有限元计算。确定了上机架振动过大的原因是激励引起的定子机座和上机架整体的一阶模态 共振．为治理方案的确定奠定了基础。 关键词：水电机组；有限元分析；动力特性；固有频率 中图分类号：TM312 文献标识码：A 水轮发电机组很少出现结构共振问题。本文介 1 引言 绍混流式水轮发电机组在机组过速过程中，发生结 在研究1个自由度振动系统时。要注意两个特 构共振。通过现场测试、现象分析、结构计算、结构优 点：①在不考虑阻力的情况下，作用在系统上的力是 化、现场改造。采用改变结构系统的刚度亦即改变系 有势力；②系统振动的规律都是正弦型的。这种系统 统固有频率的方法，有效改善了机组的稳定性。笔者 的振动可以用谐振动方程描述。其固有频率取决于 准备用几篇文章完整介绍全部工作过程，本文仅对 系统的质量和刚度。并且在大多数情况下阻力对其 过程中的现场测试、现象分析、结构计算3个阶段工 固有频率的影响很小。在研究2个及更多自由度振 作的主要内容进行简要介绍。 动系统时，系统有2个及更多阶的固有频率，系统的 2机组简介 固有频率同样取决于系统的质量和刚度。并且在大 多数情况下阻力对于系统的固有频率特别是低阶固 周宁水电站装有2台混流式水轮发电机组，最 有频率影响很小。当系统发生共振时。可以通过改变 大水头437．2in，是目前国内利用水头最高的大型混 987 系统的固有频率或改变激振频率予以避免。改变系 流式水轮发电机组。引水系统全长12 m，设置有 统的刚度是改变系统固有频率的有效途径。 ．上、下游调压室。 水轮发电机组振动是常见的设备故障。其中，机 技术参数如附表。 械原因引起的机组振动时有发生，其原因不尽相同， 机组结构型式为悬式。设有上导轴承、下导轴承 振动现象各异。鲜见机组结构发生共振的现象，一旦 和水导轴承，推力轴承位于上导轴承上部。布置推力 机组结构系统的固有频率与激振频率接近，就会产 轴承和上导轴承的上机架落在定子机座上部。6个 生严重的系统共振。 上机架支臂通过碟形弹簧支撑于混凝土机坑壁上。 附表周宁水电站混流式水轮发电机技术参数 一16一 万方数据 结构在初步设计阶段进行了振动计算。分析回龙抽 3问题概述 水蓄能发电一电动机负重机架与定子联合振动问