發電機振動大原因分析

發電機振動大原因分析

發電機振動特征主要有以下幾點：

1)機組定速或空載時，軸承的軸振最大值約為70 um;

2)機組帶負荷後，軸承的軸振在負荷500 MW以上時隨著負荷升高而快速提升，最大軸振值分別達到220 um和130 um，在負荷降至500 MW以下時，軸振開始快速回落;

3)當負荷升至某一工況穩定運行時(轉子電流一定)，軸承的軸振仍呈上升趨勢，近3 h後，振動才能完全穩定;

4)發電機各軸承的瓦振較小，且隨負荷變化量較小;

5)發電機各軸承的軸振以工頻成分為主;

6)在振動幅值波動過程中，其相位變化不大，且各工況下的振動具有較好的重複性。

故障原因分析

根據振動特征可以看出， 發電機轉子存在較大的基頻熱變量。因勵磁小軸在事故前平衡狀況良好，所以猜測7，8號軸振熱變量大的主要原因可能為發電機轉子的熱彎曲。但因該發電機曾發生過內部短路事故，經曆過大量的修複工作，所以對造成轉子熱不平衡振動的原因存在爭議。因此，對可能導致發電機轉子熱不平衡振動的幾種常見原因進行了分析。

1、冷卻係統故障

對於氫內冷發電機，通風孔是轉子熱交換的主要風路通道，通風孔變形、雜物堵塞等會引起通風孔通流麵積減小，這將破壞冷卻的對稱性，使轉子橫截麵的溫度不對稱，進而引起熱彎曲。該故障的特點是：隨著氫溫的升高，發電機轉子的冷卻效果會變差，但轉子不對稱冷卻程度就相對減小，最終導致熱不平衡振動減小。為此，進行了變氫溫試驗，試驗中發現7，軸承振動與氫溫變化的相關性不大。另外，在機組大修時，再次將發電機轉子返廠進行檢修，也沒有發現通風孔有變形、堵塞現象，因此可以判斷該轉子熱不平衡振動並不是由冷卻係統故障誘發的。

2、轉子線圈膨脹受阻

發電機的磁場由轉子繞組的勵磁電流建立，勵磁電流通過繞組並加熱線圈，線圈受熱後向兩端膨脹。如果這種膨脹不受約束，並不會在轉子上產生內應力，而在旋轉過程中線槽中的銅線承受巨大離心力，使線圈緊貼在槽楔和護環的內壁，導致結合麵存在很大的摩擦力，阻礙線圈膨脹;如果有些線槽中的線圈完全膨脹出來，膨脹受阻的線圈將產生一個反作用力，通過槽楔和護環作用在轉子上，使轉子彎曲。

該故障的特點是：線圈膨脹量隨著轉子電流增大而加大，這類振動總體上與電流大小有關。但由於存在一定的摩擦力，線圈受熱膨脹及冷卻收縮均會受阻，2者都可以引起轉子的彎曲。所以當轉子電流增加後振動上升，但電流恢複到初始狀態時，振動不會完全恢複，往往更高。另外，經過一段時間的運行後，這類故障隨著線圈多次膨脹、收縮後，會慢慢消失。而本案例中的轉子振動對轉子電流跟隨性很好，且在運行近1年後仍具有較好的重複性，因此可以判斷線圈膨脹受阻不是引發該轉子熱不平衡振動的主要原因。

3、轉子繞組匝間短路

因發電機短路，定子膛內被汙染，未被徹底清理的汙染物可能會進入轉子通風槽或其他部位，引起匝問短路。通過以下試驗，並與轉子修後返回的交接試驗進行比對驗證，結果如下：

1)空載特性曲線與交接試驗曲線符合陛好;

2)轉子直阻與出廠值比較在合格範圍內，且較出廠值略大;

3)轉子繞組靜態交流阻抗試驗數據正常;

4)轉子動態交流阻抗試驗數據;

5)動態轉子繞組RSO脈衝試驗顯示，正、負2條相應曲線出現了不吻合部分，不吻合部分的電壓最大偏差接近250 mV;

6)用探測線圈波形法診斷出電極B第4號線圈存在疑似匝問短路故障;

7)靜態RSO脈衝試驗合格(膛內靜態);

8)極平衡試驗合格(膛外靜態);

9)匝間電壓分布試驗合格(膛外靜態)。