发电机振动大原因分析

发电机振动大原因分析

发电机振动特征主要有以下几点：

1)机组定速或空载时，轴承的轴振最大值约为70 um;

2)机组带负荷后，轴承的轴振在负荷500 MW以上时随着负荷升高而快速提升，最大轴振值分别达到220 um和130 um，在负荷降至500 MW以下时，轴振开始快速回落;

3)当负荷升至某一工况稳定运行时(转子电流一定)，轴承的轴振仍呈上升趋势，近3 h后，振动才能完全稳定;

4)发电机各轴承的瓦振较小，且随负荷变化量较小;

5)发电机各轴承的轴振以工频成分为主;

6)在振动幅值波动过程中，其相位变化不大，且各工况下的振动具有较好的重复性。

故障原因分析

根据振动特征可以看出， 发电机转子存在较大的基频热变量。因励磁小轴在事故前平衡状况良好，所以猜测7，8号轴振热变量大的主要原因可能为发电机转子的热弯曲。但因该发电机曾发生过内部短路事故，经历过大量的修复工作，所以对造成转子热不平衡振动的原因存在争议。因此，对可能导致发电机转子热不平衡振动的几种常见原因进行了分析。

1、冷却系统故障

对于氢内冷发电机，通风孔是转子热交换的主要风路通道，通风孔变形、杂物堵塞等会引起通风孔通流面积减小，这将破坏冷却的对称性，使转子横截面的温度不对称，进而引起热弯曲。该故障的特点是：随着氢温的升高，发电机转子的冷却效果会变差，但转子不对称冷却程度就相对减小，最终导致热不平衡振动减小。为此，进行了变氢温试验，试验中发现7，轴承振动与氢温变化的相关性不大。另外，在机组大修时，再次将发电机转子返厂进行检修，也没有发现通风孔有变形、堵塞现象，因此可以判断该转子热不平衡振动并不是由冷却系统故障诱发的。

2、转子线圈膨胀受阻

发电机的磁场由转子绕组的励磁电流建立，励磁电流通过绕组并加热线圈，线圈受热后向两端膨胀。如果这种膨胀不受约束，并不会在转子上产生内应力，而在旋转过程中线槽中的铜线承受巨大离心力，使线圈紧贴在槽楔和护环的内壁，导致结合面存在很大的摩擦力，阻碍线圈膨胀;如果有些线槽中的线圈完全膨胀出来，膨胀受阻的线圈将产生一个反作用力，通过槽楔和护环作用在转子上，使转子弯曲。

该故障的特点是：线圈膨胀量随着转子电流增大而加大，这类振动总体上与电流大小有关。但由于存在一定的摩擦力，线圈受热膨胀及冷却收缩均会受阻，2者都可以引起转子的弯曲。所以当转子电流增加后振动上升，但电流恢复到初始状态时，振动不会完全恢复，往往更高。另外，经过一段时间的运行后，这类故障随着线圈多次膨胀、收缩后，会慢慢消失。而本案例中的转子振动对转子电流跟随性很好，且在运行近1年后仍具有较好的重复性，因此可以判断线圈膨胀受阻不是引发该转子热不平衡振动的主要原因。

3、转子绕组匝间短路

因发电机短路，定子膛内被污染，未被彻底清理的污染物可能会进入转子通风槽或其他部位，引起匝问短路。通过以下试验，并与转子修后返回的交接试验进行比对验证，结果如下：

1)空载特性曲线与交接试验曲线符合陛好;

2)转子直阻与出厂值比较在合格范围内，且较出厂值略大;

3)转子绕组静态交流阻抗试验数据正常;

4)转子动态交流阻抗试验数据;

5)动态转子绕组RSO脉冲试验显示，正、负2条相应曲线出现了不吻合部分，不吻合部分的电压最大偏差接近250 mV;

6)用探测线圈波形法诊断出电极B第4号线圈存在疑似匝问短路故障;

7)静态RSO脉冲试验合格(膛内静态);

8)极平衡试验合格(膛外静态);

9)匝间电压分布试验合格(膛外静态)。