发电机定子绕组引出线振型试验结果分析

发电机定子绕组引出线振型试验结果分析

于鑫

（华电电力科学研究院西安分院西安710054）

摘要：文章利用发电厂运行的660MW汽轮发电机端部引出线振型试验数据，并结合有限元软件的数值计算，论述了此发电机定子绕组端部引出线椭圆形振动频率虽未落入100Hz附近，但是存在一定的危险，因此对引出线椭圆形振动频率进行分析，对电厂的安全运行维护具有重要的指导意义。

关键词：定子绕组；端部振型

1前言

随着发电机容量不断增大，定子端部所受的交变电动力也不断增大。交变电动力的径向分量是引起绕组端部结构振动的主要激励力，其振形类似于椭圆，频率为100Hz[1]。若定子绕组端部椭圆形振动频率落入100Hz附近，则可能造成端部与倍频电动力发生共振，严重情况下会导致定子绕组松动、绝缘磨损、引水管破裂、漏氢、漏水，甚至造成机组烧毁等事故[2]。因而开展发电机定子绕组端部动态特性的测量和评定工作十分必要。本文针对本次定子绕组试验过程中，发现端部引出线前三阶频率虽未处在在95-108Hz附近，但存在一定的危险，为了电厂发电机的安全运行，结合试验数据进行分析，并通过abaqus数值分析软件计算出此引出线的前三阶频率，作为试验的支撑。

2.引出线固有频率试验

引出线是事故频发部位，本次试验中引出线从时钟1点钟开始，顺时针方向编号，共测6点。用力锤分别敲击定子绕组端部引出线，测量相应测点的振动响应，经动态信号分析仪分析，得到相应的瞬态激励频率响应函数，在瞬态激励频率响应函数的幅频特性曲线上，按标准要求引出线固有频率应避开范围见表2.1。[3]

3.试验数据结果分析

如图3.1为定子绕组引出线试验自谱分析结果图，并将结果数据汇总到表3.1中：

通过定子绕组引出线试验自谱分析结果，说明定子绕组引出线固有频率虽然不处于了95-108Hz范围，但却比较接近。同时通过波形图可以验证实验过程中信号的衰减正常。说明试验的可靠性准确。

2数值计算结果及分析

由于实际的发电机内部结构复杂，且体积较大，现将引出线单独作为一部分进行数值计算，假设两端固定进行模态分析。通过abaqus数值计算软件来计算引出线的前几阶频率，将引出线部分进行数值计算，其网格情况如图：

通过数值计算结果分析，并结合试验数据，可以发现在端部振型的各阶频率不在95-108Hz范围内。并通过各阶阵型图可以更加清楚的了解在引出线的各频率下的振动情况。

4.结论

发电机在出厂前、新机交接、大修时需要进行该试验；运行中的发电机若经历了突发短路故障的冲击，引出线固有频率试验作为发电机定子端部模态试验中一部分，非常关键。通过分析试验结果的频谱图和波形图，同时结合数值计算的结果和阵型图更加直观的了解到引出线试验结果准确，且不处于95～108Hz的范围。电厂在检修后就可以正常运行。

参考文献：

[1]王玉田，袁晓红.大型汽轮发电机定子绕组端部固定方法[J].大电机技术，2011（2）：15-16.

[2]唐芳轩，张剑，陈景荣，等.大型汽轮发电机定子绕组端部模态试验与分析[J].中国核电，2015，8（1）：64-69.

[3]姚大坤，王海龙，孙树敏，等.透平发电机定子绕组端部动态特性和振动试验标准分析[J].大电机技术，2003（6）：17-19.