发电机振动原因分析及检修探讨索朗扎西

发电机振动原因分析及检修探讨索朗扎西

索朗扎西

（国网西藏电力有限公司沃卡发电公司西藏山南856000）

摘要：发电场所中经常会遇到的故障就是汽轮发电设备的不正常出现的振动，其中最主要的原因就是汽轮发电设备中转自旋转不等同及热效果等因素，使汽轮发电设备出现异常振动。本文就针对汽轮发电机的异常振动原因进行分析，然后提出相应的解决措施，以提高企业的生产效率。

关键词：汽轮发电机；异常；振动；分析

汽轮发电机是电力系统的重要设备之一，其安全可靠运行对整个电力系统的稳定有着重要的意义。发电机振动状态是评价机组能否持续可靠运行的重要指标。发电机振动超过允许值会引起动、静部分摩擦，加速部件的磨损、产生偏磨、电刷冒火；使机组轴系不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统遭到破坏；定子铁心松弛片间绝缘损坏，导致短路故障等。随着机组容量的增加，机组的结构越来越复杂，部件之间的联系也越来越紧密，机组故障原因的多样性和耦合性增加，传统的、单一参数故障诊断方法已不能对发电机振动故障原因做出准确诊断。

1、汽轮发电机异常振动的原因分析

1.1发电机转子不对称导致振动原因分析

由于风道堵塞和匝间绝缘窜动会产生通风不畅,引起转子不对称冷却,加上径向温差的存在,从而产生热不平衡振动。振动频率为工频,且冷却介质温度越高,振动越小。因转子冷却风道局部堵塞将引起局部温度升高,当冷却氢气温度较低时,径向温差较大,随着冷却氢气温度的升高,转子径向温差减小,因此通过改变冷却氢气的入口温度可以判断有无不对称冷却故障。匝间短路和风道局部堵塞时,首先引起绕组温度的变化,通过绝缘层传给转子本体,而转子本体热容量大,比绕组温度变化慢,因此振动随励磁电流的增大而增大,但励磁电流会产生时滞现象。

1.2热效应导致振动的原因分析

1.2.1转子绕组出现的匝间短路

导致发电设备同一相的线圈组匝之间短路发生事故的缘由不少，大多是因为同一相的线圈组匝之间绝缘出现问题导致的，尤其是转子两端附近的同一相的线圈之间短路事故很容易就会改变转子震动的情况。同一相的线圈之间短路事故大多产生在工作时间比较长的设备中，由于绕组出现同一相的线圈之间短路事故是伴随着设备工作时间的边长而慢慢的变得更严重。在设备的工作中，因为工作中的线圈组在离心力的带动下会出现位移的情况。冷却起动设备时，转子电流飞速增长，因为铜铁之间存在温度差异这使铜线会受到日积月累的改变，致使同一相的线圈组匝绝缘部分形成损坏。在工作中内冷线圈组不畅通，内部部分线圈组绝缘部分损坏。转子绕组匝间短路将造成绕组间的阻抗降低，形成局部过热点转子绕组匝间短路引起的振动往往随转子电流增加而变化，属于重复性的一类，可以通过转子平衡将这种新增加的振动热矢量消除。但同时应注意匝间短路还可以引起磁通量的不对称，出现不对称的磁拉力，这种磁拉力可以激发1倍频、2倍频和4倍频振动，而且由电磁力引起的振动在断电后会立即消失，因此对匝间短路可以通过频谱和解列后振动有无突变做出分析。

1.2.2转子的冷却回路受阻或者出现不对称的冷却截面

转子冷却介质的闭合电路阻塞抑或发生不等同的冷却截面其附近的温度亦会不均衡，就像线圈组叠加在一起的线圈之间短路，致使转子形成热效应出现变形。出现这种事故大多是由于水内冷转子的发电设备，转子中其冷却介质是经过励磁设备边侧的核心部位流入这方向的水室，水室内经过分拨后流入绝缘管道内进入各个线圈组内，其流经线圈组之后从汽轮设备的外侧绝缘管道排出设备，经过冷却设备再加工冷却之后再进行运用。伴随着设备工作时间的变长，转子内部各个配件内具有的冷却介质具有不一样的障碍，造成水流不平衡，导致发电设备转子热效应变形，进而造成震动的不正常现象。除此之外，针对发电设备中氢气制冷也会造成风道杂质阻塞，线圈绕组匝之间绝缘密封垫片装置中有垫片偏离抑或没有装置的现象，在工作中因为垫片的不稳定导致线圈组通风处阻塞等现象，这种情况下转子内部会形成不等同的冷却截面。

1.2.3转子线圈和线槽之间的滑动

假如转子绕线组在槽内装置的不匀称，电线以及槽楔之间、边侧电线以及内壁之间都会形成不匀称的阻力。当转子电流增多时，绕线组电线不可以自由的匀称的伸展，遇阻力比较大的电线会在转子竖直方向产生作用力，进而只是转子在这个方向上发生变形。普遍来说，转子电流与其变形情况成正比。因为电线的伸展受到妨碍在有的时候不是持续的，所以绕线组的伸展大多是阶跃的情况，转子震动的改变会导致有的部位形成突跳情况。如果伸展受到的妨碍力比较大的时候，就算是转子电流不大，其也很难恢复到原来的部位，震动改变情况是不会彻底改变的，当转子震动情况很严重时停止运转再进行开启，其震动就会变为原样。

1.2.4护环、中心环的错位安装

发电设备轴承支撑的旋转体两边的顶部绕线组在工作中会形成离心力以及受热会伸展，假如护环、心环装置不是以抑或护环在受到阻碍的时候出现形状的变化，都会致使上部绕线组顺着转子半径方向出现位置的移动、形状改变以及偏离核心，抑或心环不能够再继续稳固护环和转轴在一个中心线上的用途，对转子震动形成作用。普遍来讲，悬挂式护环能够比刚性护环所感应到的上部绕线组因受热形状发生改变的能力更强。

2、汽轮发电机组振动异常的问题处理

2.1转子存在热弯曲的机组振动异常处理

针对受高压转子叶轮损坏或是高压转子热弯曲影响造成的汽轮发电机振动异常，在机组检修时首先要进行揭缸，对汽轮发电机的高压转子进行检查，检查其是否存在损坏或是弯曲，也就是检查是否存在引起汽轮发电机组振动异常的因素，转子是否存在裂纹。在检查转子后，就需要对一瓦和二瓦进行检查，确保检修后可以达到规定的标准，而后对一瓦轴颈处晃度进行检修，确保其达到保证，如果情况允许，对于转子也需要考虑作动平衡，这样可以使得转子存在热弯曲的机组振动异常尽快解决，恢复汽轮发电机组的正常使用。

2.2对轴颈晃度超标或是对轮螺栓强度不达标的处理

轴颈晃度超标或是对轮螺栓强度不达标都会造成汽轮发电机组的振动异常，对于这类问题，检修人员需要在机组停止时，对其各阶轴颈晃度进行检查，要求在检查处理后可以达到检修规定的标准。在检修过程中，如果发现有问题的对轮螺栓要及时更换，尽可能选取高强度对轮螺栓。在检修完成后还需要进行轴系动平衡，这样可以有效降低轴承振动，确保汽轮发电机组的稳定运行。

2.3检修后仍存在振动异常的处理

如果汽轮发电机组在检修完成后仍存在振动异常的问题，那么就说明造成汽轮发电机组振动异常的原因较为复杂，这就要求检修人员能够随机应变，针对不同的异常原因进行检修，确保发电机组可以恢复正常。此外，检修人员也可以适当提高瓦自身的位置，这样可以有效解决各种异常情况，维持机器的正常运行。

3、结语

汽轮发电机组的振动异常是汽轮机运行过程中常见的问题，在进行故障排除时需要结合故障特征进行分析，确定故障原因后查看机组维修记录，了解故障点零部件情况，对有问题的零部件及时更换调整。在进行汽轮发电机振动原因分析时还要求检修人员具备良好的经验，提高检修人员的专业素质。只有做好汽轮发电机组的维修与保护，才可以确保机器的正常使用，提高企业生产效率，创造更大的经济效益。

参考文献

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