汽轮发电机异常振动原因研究

1、汽轮发电机异常振动原因研究摘要：发电场所中最普遍遇到的事故是汽轮发电 设备的不正常振动。其主要原因是汽轮发电设备中转子旋转 不等同及热效果等因素致使汽轮发电设备出现异常振动。文 章综合项目中实际遇到的情况对不正常振动展开解析，为发 电设备工作频率震动异常判断进行了简要的分析并提出了 相应的解决办法。关键词：汽轮发电机；振动；原因1发电机转子不对称导致振动的原因分析因为风道的阻塞以及匝间绝缘故障造成通风存在阻塞， 致使转子冷却不等同，还有径向温度具有差异，进而出现热 不均衡震动。震动次数是工频，并且冷却液温度低，震动大。 如果风道出现堵塞的现象，就会造成其内部温度升高，如果 氢气作为冷却介质比较

2、低的温度情况，竖直方向温度差异比 较大，伴随着氢气温度的上升，其径向温度差异变小，所以 经过改动冷却介质氢气的进入温度能够推断出其内部是否 存在冷却事故。同一相的线圈绕组匝之间的短路以及风道部 分不畅通时，第一发生改变的是绕组的温度，经过绝缘结构 传达到转子，但是转子自身的温度容量大，相比绕组来讲， 变化速度慢，所以震动伴随着励磁电流的变化而成正比变 化，不过励磁电流有时候会出现时间滞后的情况。2热效应导致振动的原因分析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

3、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

4、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。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

5、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。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

6、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。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

7、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。3发电机异常振动故障示例某电厂一台6mw小型汽轮发电机组，轴系由汽轮机转子 和发电机转子组成。每个转子由2个轴承支撑，其中1号和 2号轴承对应汽轮机转子，3号和4号轴承对应发电机转子。 这项设备经过大规模修理之后第一次开启进行使用，由于震 动太大，设备达不到临界转动速度。经过三次对其的均衡调 节，依次解决了其临界转动速度、作业转动速

8、度以及满载重 情况下的震动。不过此设备工作两天之后，震动情况又加重, 直到保护震动的配件开始阻拦。对震动情况开展了整体的解 析，确定转子和汽封间出现的摩擦是致使不正常震动的主要 因素。找到原因进行处置，同时再次开展了高速度转动均衡, 获得了很好的成效。机组设备经过大规模维修之后首次启 动，转动速度达到一千三百圈每分钟时，发电设备前轴承发 现不正常震动，震动频率达到90lm,如果转动速度达到一千 五百圈每分钟时，三号瓦的震动频率达到160lh1,设备就被 迫停止运转。从振动频谱上看，振动信号以工频分量为主， 振动故障属于强迫振动一类，很可能是由于发电机转子不平 衡引起的异常振动。因而，应首先考虑

9、进行发电机转子动平 衡试验。在对机组振动特性进行分析的基础上，只通过1次 加重就使机组顺利通过临界转速，临界转速下最大振动值从 158lm减小到56lm,但是3000r/min下3号瓦水平振动为 40lm。从振动频谱上看，振动信号仍然以工频分量为主，因 此，再次调整时应加重减小空载下的振动。在转子两端同时 加混合形式的配重，通过1次加重就将过临界转速时3号瓦 的振动降到305,空载下3号瓦的振动减小到305。但在 带负荷过程中，振动会随负荷的增加逐渐上升。当负荷为 5. 5kw时，3号瓦水平方向的振动幅值达到54lm,其余几个 轴承的振幅都在30lm以下。为消除带负荷后的振动，进行 第3次调整加重。在转子两端加重p3=160gn70b ,p4=160gn280b,满负荷下各瓦振动小于305。通过3次动平 衡试验消除了临界转速、空载及满负荷状况下的振动，每种 工况下的平衡试验都一次完成，且效果明显。4结束语结合实例