某大型電站1250KW立式高壓電機(jī)因工藝升級(jí)需要，需從單速運(yùn)行改造為雙速運(yùn)行。這一改造項(xiàng)目不僅涉及電氣系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)，還需要對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。環(huán)宇通機(jī)電憑借20年高壓電機(jī)維修經(jīng)驗(yàn)，成功完成了此次技術(shù)改造。

技術(shù)改造難點(diǎn)分析

此次雙速改造面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。首先，立式電機(jī)結(jié)構(gòu)特殊，其軸向受力與徑向受力分析與臥式電機(jī)存在顯著差異，在轉(zhuǎn)速變化時(shí)需重新校核軸承的選型與潤(rùn)滑系統(tǒng)。其次，高壓電機(jī)絕緣等級(jí)要求高，繞組設(shè)計(jì)需要滿足兩種轉(zhuǎn)速下的電磁負(fù)荷要求。此外，電機(jī)散熱系統(tǒng)需要重新計(jì)算，確保在兩種轉(zhuǎn)速下都能有效控制溫升。最后，電機(jī)基礎(chǔ)與聯(lián)接部分需要適應(yīng)轉(zhuǎn)速變化帶來(lái)的振動(dòng)特性改變。

核心技術(shù)解決方案

在繞組設(shè)計(jì)方面，采用了新型的變極繞組方案。通過(guò)精確計(jì)算電磁參數(shù)，確保在兩種轉(zhuǎn)速下都能實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行效率。繞組采用H級(jí)絕緣材料，真空壓力浸漆工藝處理，確保絕緣強(qiáng)度達(dá)到10kV等級(jí)要求。繞組端部采用特殊綁扎工藝，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度，以承受轉(zhuǎn)速切換時(shí)的沖擊。

軸承系統(tǒng)的改造是本次項(xiàng)目的關(guān)鍵。針對(duì)立式電機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)，選用了重型角接觸軸承組合方案。軸承游隙經(jīng)過(guò)精密計(jì)算，采用C4組游隙以適應(yīng)溫度變化。潤(rùn)滑系統(tǒng)升級(jí)為強(qiáng)制潤(rùn)滑，配備油液監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承運(yùn)行狀態(tài)。軸承座進(jìn)行了加強(qiáng)設(shè)計(jì)，確保在轉(zhuǎn)速突變時(shí)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

冷卻系統(tǒng)的改造同樣重要。保留了原空-空冷卻系統(tǒng)，增加了獨(dú)立控制的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。在低速運(yùn)行時(shí)采用自然冷卻為主，高速運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)輔助風(fēng)機(jī)。冷卻風(fēng)路經(jīng)過(guò)CFD流體仿真優(yōu)化，確保在不同轉(zhuǎn)速下都能實(shí)現(xiàn)有效散熱。溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)從原來(lái)的6個(gè)增加到12個(gè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)溫度的全面監(jiān)控。     

改造實(shí)施過(guò)程

改造過(guò)程嚴(yán)格按照預(yù)定方案執(zhí)行。首先對(duì)電機(jī)進(jìn)行解體檢測(cè)，記錄原始數(shù)據(jù)。然后進(jìn)行繞組拆除，使用熱拆法保護(hù)鐵芯完整性。新繞組采用云母帶絕緣，真空壓力浸漆處理，確保絕緣性能。軸承室進(jìn)行精密加工，保證尺寸精度。組裝過(guò)程中使用激光對(duì)中儀，確保電機(jī)軸線對(duì)中精度達(dá)到0.02mm以內(nèi)。

在電氣控制部分，增加了智能切換系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以平滑實(shí)現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)速間的轉(zhuǎn)換，避免電流沖擊。配備完善的保護(hù)裝置，包括差動(dòng)保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、溫度保護(hù)等?？刂葡到y(tǒng)還具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)。

調(diào)試與測(cè)試結(jié)果

改造完成后進(jìn)行了全面測(cè)試?？蛰d試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，兩種轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)值均低于2.0mm/s，優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。溫升試驗(yàn)表明，在額定負(fù)載下，繞組溫升控制在65K以內(nèi)。效率測(cè)試結(jié)果顯示，兩種轉(zhuǎn)速下的效率均達(dá)到96%以上，節(jié)能效果顯著。經(jīng)過(guò)72小時(shí)連續(xù)試運(yùn)行，電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

預(yù)防性維護(hù)建議

為確保電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，建議建立專門的維護(hù)制度。每月檢查振動(dòng)數(shù)據(jù)和軸承溫度，每季度檢測(cè)絕緣電阻，每年進(jìn)行全面的預(yù)防性試驗(yàn)。特別注意潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)，定期更換潤(rùn)滑油并清洗油路。建立運(yùn)行檔案，記錄每次檢修數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)，為預(yù)測(cè)性維護(hù)提供依據(jù)。

改造效益分析

此次改造帶來(lái)的效益十分顯著。首先，設(shè)備適應(yīng)了新的工藝要求，提高了生產(chǎn)效率。其次，雙速運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了顯著的節(jié)能效果，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約電費(fèi)約30萬(wàn)元。此外，設(shè)備可靠性得到提升，預(yù)計(jì)使用壽命延長(zhǎng)8-10年。改造費(fèi)用僅為新購(gòu)設(shè)備成本的40%，投資回收期不到兩年。

環(huán)宇通機(jī)電在此次改造中展現(xiàn)了強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。從方案設(shè)計(jì)到實(shí)施完成，僅用時(shí)25天，比預(yù)定工期提前5天。項(xiàng)目完成后，還提供了為期兩年的技術(shù)支持服務(wù)，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。這一成功案例為類似的大功率電機(jī)改造提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。