发电机定子绕组端部缺陷模态特性及处理.pdf

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第27卷/2007年第3期
南电力
研究与试验
发电机定子绕组端部缺陷模态恃性及处理
刘长明',吴远东
大唐石门发电有限责任公司,湖南石门415300;2.湖南省攸县水利局,湖南攸县412300)
摘要:近年来,300MW发电机组多次发生定子绕组粥部振动引起的事故,给发电企业
的安全生产带来了很大的影响。针对某电厂2号发电机定子绕组端部所存在的缺陷,为了
防止进一步恶化,对其进行端部整体模态特性分析,验证缺陷产生的根源,并进行了缺
陷处理
关键词:发电机;定子绕组;端部;模态;缺陷
中图分类号:TM311M63文献标识码:A文章编号:10030198(2007)03-0015-03
modal characteristic of generator stator winding en
department defect and on-the-site treatment
, IU Chang-ming, WU Yr
(1. Datang Shimen Power Generation Co, Ltd, Shimen 415300, China 2. Hunan Youxian Water
Youxian 412300, China)
Abstract: In recent years, the vibration of stator winding end department of 300MW generation units caused many
faults, threatening to the safety operation of power generation company. Aiming at the defect of stator winding end
departments in one unit, the whole modal characteristic of the end department was analyzed to prevent further
deterioration. The cause of defect was verified and the on-the spot treatment was presentee
Key words: generator; stator winding; end department; modal; defect
QFSN-300-2型同步发电机,1996年5月投产。期
间每年1次的大小修均对定子端部绕组进行了仔细
大型汽轮发电机运行时,定子绕组承受着2倍检査,并于2004年10月机组小修检査过程中在部分
系统频率的交变电磁力作用。远离铁芯的定子端部位置发现黄泥、垫块松动等缺陷。根据DL/T735
绕组渐开线部分的不规则形状决定了它不可能像槽2000《大型汽轮发电机定子绕组端部动态特性的测
中线棒一样固定牢固,虽然设备生产厂家采用了各量及评定》的规定,进行了定子绕组端部模态测试
种不同的固定结构来尽量增强定子绕组的整体性,分析,验证了该发电机确实存在94~115Hz范围内
但受到制造工艺等问题的限制,许多垫块与线棒间的椭圆振型,根据现场实际情况对发现的缺陷进行
只是点接触而非面接触,因此也就不可能形成刚体了处理,对目前暂未暴露的部位采取了预防性措施。
结构。实践表明,近年来国内多次发生端部绕组由在2005~2006年2次机组小修中,对2004年已采取
于固定件松脱、绝缘磨损等引起的绝缘击穿恶性事处理及预防措施的部位进行了重点复查,没有发现
故。国内外许多研究成果表明,该类事故产生的根缺陷的进一步恶化现象。
本原因是定子绕组端部存在2倍系统频率附近的椭
圆振动模态。因此,应利用机组检修的机会对发电
2缺陷情况
机端部绕组进行重点检査,一旦发现缺陷,对其模
2004年10月小修期间,在对定子绕组端部可见
态特性进行准确测量后,及早采取相应的处理措施。部分的检査中,发现以下缺陷
某电厂300MW发电机系哈尔滨电机厂生产的
a,励端端部环形引线线棒根部较多部位有黄色
收稿日期:2006-11-16
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油泥。
表1发电机端部线圈模态参数
b.励端位于环形线棒与隔板中间的部分适型
阶次
频率/Hz
阻尼/%
型
材料部位出现磨损,16块环形引线压板中共有12块
42.8
晃动
松动,其中较严重的10块,尤其在8点钟方向的1块
71.83
椭圆
夹板与6点钟方向的2块夹板与环形引线间约2
97.12
椭圆
3mm厚填充涤纶毡已全部磨损,具体位置如图1。
126.45
三角
170.41
晃动
定子引线
188.13
2.08
晃动
2
压板
6
深色为松动较大,已处理
浅色为轻微松动
白色为未松动
图1端部压板松动位置图
图2发电机端部97.12Hz振动模态
c,汽端水电接头盒27与28,励端水电接头盒19
与20,49与50,7与8,26与27之间的垫块出现松
动;励端端部少量紧固螺帽松动。
缺陷的现场处理及预控措施
缺陷现象分析及经验均表明,这是由于在运行
DL/T735-2000《大型汽轮发电机定子绕组端
过程中端部的振动长期积累引起。但发电机端部模部动态特性的测量及评定》第7.1.2条规定:已运行
态是否落人94~115Hz范围内的椭圆振型、是否存的发电机,绕组端部整体模态频率在94~115Hz范
在共振都需要验证,这决定了下一步的缺陷处理工围内,且振型为椭圆,应采取措施对绕组端部进行
作应如何进行。
处理。国家电力公司《防止电力生产重大事故的二
3模态试验分析
十五项重点要求》中规定:对模态试验不合格(振
型为椭圆,固有频率在94~115Hz范围以内)的发
模态分析是机械结构振动特性分析的有效手电机,有条件的应进行端部结构改造,并加装在线
段。采用目前技术上十分成熟的专用发电机绕组振振动监测系统进行跟踪监督。
动测试系统,在发电机端部线圈圆周对每个线棒进4.1处理方式的确定
行锤击激振,采样后进行模态拟合分析,确定各阶
是对缺陷进行补救处理和采取预防性措施,还
振型及其频率。
是必须对端部结构进行改造来躲开该危险频率,国
在需要分析的频率范围40~200Hz内,该发电内一直无硬性定论。主要是由于发电机在出厂定型
机端部线棒有6阶固有频率,具体模态参数如表1。后,其端部结构已经完全固定,现场无法轻易改变,
从试验数据可以看出,发电机端部确实存在94并且端部本身机械特性比较复杂,所以不可能短时
115Hz范围内的椭圆振型,其频率为97.12Hz,间内在现场通过对其结构改造来改变端部模态。
具体振型图见图2
4.1.1由于该发电机出现端部缺陷是机组运行9
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