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发电机增容改造发生的问题及消除措施(修订稿)(2)

定子端部线棒磨损较严重, 转子槽楔松动较多;

4.1 异常现象

4.1.1某发电厂安装的#1发电机为东方电机厂生产水、氢、氢冷发电机组,发电机型号为QFSN-200-2型。 1978年出厂, 1981年12月投产。 1983年元月发生发电机定子线棒端部烧坏事故,当时在现场进行更换发电机定子线棒处理;在1998年10月,对该台发电机进行的增容改造工作,使发电机额定容量由200MW增加到220MW;

A、发电机增容改造工作后,初次小修检查发现,定子铁芯压圈紧固螺栓(每侧18颗,共36颗)松动,金属夹板与绝缘夹板连接处松动现象。

B、 2001年11月份发电机小修检查中发现,发电机定子端部引出线与固定绝缘夹板间有3处有明显的磨损现象,有灰色的绝缘泥出现;当时研究后决定,将3处出现松动磨损的绝缘夹板拆下进行清理,在垫块间加垫适形涤纶垫,并刷环氧树脂胶进行固化处理。

C、2002年10月#1发电机大修检查中发现:1、汽轮机端定子、定子铁芯定位筋螺栓螺帽有3处松动(M64),部位是:1点半钟,7点钟,10点钟。励磁机端过桥线绝缘支架压板螺帽约有1/4松动,在#51、#48、#45、#42线棒部位,用手可以拧松螺帽。过桥线绝缘支架与过桥引线相互磨损严重。在#14、#17线棒部位(即靠近3点钟),磨损呈青灰色油浆流出。检查发电机转子发现:转子槽楔松动多,共有52块(总数416块)的槽楔明显松动(用手能推动),转子表面部分漆层有过热脱落现象

4.2 原因分析

4.2.1经过分析认为,发电机长期运行,定子铁芯压圈紧固螺栓松动,是运行中发电机铁芯压圈振动磨损所引起的;发电机端部整体绑扎紧固系统不够,因为#1发电机在增容改造后,发电机容量上升了10%,其端部线圈所受电动力上升约20%左右。发电机端部绑扎紧固情况没有进行改造。

发电机定子端部线棒可能存在固有频率接近100Hz 的现象,发电机运行中可能产生共振现象,引起发电机定子线棒端部与绝缘夹板磨损现象。

发电机转子槽楔松动是由于在上次发电机增容改造时,发电机转子线棒全部拆下进行清理,重新下线,槽楔当时进行打紧,在运行一阶段后,线棒受力和发电机端部线圈共振等综合作用下,使槽楔出现松动现象。也有可能引起匝间绝缘垫条、楔下调节垫条窜动而导致风孔堵塞事故,影响发电机转子线棒散热。

4.3处理措施

定子部分

4.3.1在电机制造厂等专家的指导下,将金属夹板与绝缘夹板连接螺栓紧固,用1000kg/m的气动扳手从汽侧将铁芯压圈螺栓紧固,紧固程度达1/4~1/2周;励侧铁芯压圈螺栓用大锤紧固处理。

4.3.2决定对#1发电机进行定子绕组端部振形模态试验检查。本次试验采用锤击法对发电机端部绕组进行激振,测量输入力信号和输出加速度响应信号。用CRAS模态分析软件对信号进行数据采集,求出各测点的传递函数,然后进行模态分析,求出固有频率、振形和阻尼等模态参数。

测试结果发现:在励磁机端发电机定子绕组端部(#10~~#19)线棒对应的引线部位(1点半到3点钟位置)存在有100Hz的固有频率,同时对励磁机发电机定子绕组端部进行了整体振形模态试验分析,认为在100Hz频率附近没有出现椭圆振形对应的固有频率,说明发生的故障是由发电机定子绕组端部局部振动造成的。

发电机励磁机侧定子绕组端部引线的固有频率表1

固有频率(Hz)

引线位置

径向

轴向

切向

1点半钟(#10线棒)

100.0

106.0

92.0

3点钟(#19线棒)

98.5

97.5

101.0

4.3.3找出引起发电机端部绕组振动的原因后,决定对发电机定子绕组端部进行加绑紧固,特别是#10线棒~#19线棒所对端部绕组引出线部位进行加绑紧固,以提高发电机定子端部绕组的刚度,增加端部绕组的固有频率,对磨损的部位进行拆开检查清理,在绝缘支架与过桥引出线之间增加了绝缘材料适形涤纶毛毡垫片,以减少绝缘支架与过桥引出线之间的相互磨擦,对松动的紧固螺栓重新进行紧固,更换保险垫片处理。发电机转子槽楔全部退出清理,加绝缘垫重新打紧处理。

具体处理情况如下:1、对发电机定子端部进行绑扎加固;定子励励磁机端和汽轮机端引线夹板、绝缘支架把合螺栓有松动现象,已全面重新把紧,同时在螺母与螺栓之间滴入#290厌氧胶,将螺母锁牢。2、将松动的夹板拆开清理。检查线棒受伤情况,在绝缘夹板与引线之间垫绝缘涤纶适形毡,并用ф5涤玻绳绑扎加固,刷环氧树脂胶固化处理。3、发电机定子励磁机侧的端部线棒的左右上方45°处引线、右侧水平位置引线和顶部引线,用ф20涤玻绳将前后两根引线加绑各3处(共6处),并刷环氧树脂胶固化处理,使引线的固有频率上升到120Hz左右。4、发电机定子汽轮机端端部线棒绝缘盒在左、右、上、下四位置,用ф20涤玻绳加绑,并刷环氧树脂胶固化处理,提高整个端部的刚度,使固有频率远离100Hz。

4.3.4对发电机定子绕组端部进行处理后,再次进行了激振试验,试验数据如下:

表2:汽轮机端、励磁机端定子绕组端部椭圆振型对应的固有频率和阻尼表2

绕组端部

固有频率(Hz)

阻尼

汽轮机端

119.46

0.0305

励磁机端

89.56

0.0142

表3:发电机定子绕组端部引出线的固有频率

固有频率

引出线位置(Hz)

径向

轴向

切向

1点半钟(#10线棒)

处理前测试值

100.0

106.0

92.0

1点半钟(#10线棒)位置

处理后测试值

116.0

114.5

119.5

3点钟(#19线棒)

处理前测试值

98.5

97.5

101.0

3点钟(#19线棒)位置

处理后测试值

115.5

115.0

116.5

4点半钟(#28线棒)位置

77.5

78.5

84.0

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