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两台进口600MW汽轮发电机防止定子绕组端部损坏的技术改造措施

发布时间：2011/4/12 阅读次数：3532 字体大小: 【小】【中】【大】

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2.3　试验数据能够说明的问题

综上所述，判定一台发电机是否存在绕组端部振动过大问题，归根结底应当以实际振动幅值大小为准。由于模态试验属于静态试验，仅是间接预测发电机是否可能在运行中会产生共振，不能肯定振动幅值是否一定超标，因此也就不能把其试验结果作为发电机能否投运的决定性判据。正因为如此，现行的电力行业标准[2]，对实测出接近100Hz的固有频率的处理规定，是采取措施防止发生端部线棒损坏，并不是限定不能运行。

总之，托克托电厂日立发电机静态试验数据表明了定子绕组端部存在共振的可能性，但实际是否共振还与定子绕组端部结构、运行温度等有关，确实存在不共振的可能性，而且即使共振了振幅也可能不超标，为此我们建议加装在线监测振动幅值的装置，发电机投入运行以后，根据振动振幅的实际情况再确定应当进一步采取的安全措施。

3　发电机定子绕组端部加装振动监测系统

3.1　测振系统简况

由日立公司负责在发电机汽侧和励侧分别安装了四测点光纤传感器的振动测试系统。该系统的工作原理是，预埋在发电机定子绕组端部的振动传感器将振动信号变为光信号，通过光纤传输到外面的仪器主机，经过主机处理将光信号变为电信号，再传输到主控制室内的DCS上以便于运行人员的监视。光纤测振系统示意图见图1。

图1　光纤测振系统工作示意图

3.2　测振装置的整体布置图和测点的具体安装位置

发电机定子端部整体呈中心对称，实际的振型是高速旋转的椭圆形，每根线棒的振幅与自身的阻尼和固有频率有关，不可能完全一样，但每根线棒的相似性又决定了差别应当比较小，在随机选定的任一根线棒的端部测到的数值都应该接近线棒平均振幅。为此，我们以安装方便为原则确定测点的位置，分别在汽侧和励侧两端各安装四个测点，安装位置见图2。除#2发电机有两个切向测点外，各测点测试方向均选为径向。每两个测点成对地布置在同一线棒的两侧，这是为了当测试数据出现异常时，可以对比查找原因，便于排除测点本身故障的误判。

图2　励侧（左图）和汽侧（右图）端部振动传感器安装布置图

发电机试运期间就投入了该测振系统，对发电机定子绕组端部的振动幅值进行实时监测。

4　发电机定子绕组端部振动实测数据

4.1　发电机试运期间的实测数据

表2　＃1发电机试运时振动最大值数据

4.2　发电机正常运行后的振动数据

根据日立公司的建议，运行中设定最大振幅为250μm时报警，达到400μm时考虑停机处理。

运行监测数据显示，在同一负荷情况下，同一测点的实测数据是稳定的，并且随负荷增加，振幅相应增大，符合端部振动的一般规律。在不同负荷情况下，两台机的最大测试数据见表3。

表3　发电机运行中实测振动幅值最大值数据

#1发电机运行至2003年11月，汽侧＃7线棒上的测点出现异常，当低负荷时显示振动幅值数据超过180μm，随负荷增加，幅值反而下降，经与其它测点对比分析，确认该测点已经损坏。

4.3　振动标准问题

日立公司规定两台发电机端部在线振动装置的整定值为250μm报警和达到400μm安排停机。

经了解发电机定子绕组端部振动在线监测目前没有统一的国际标准，表4是几个著名制造商和部分国家关于汽轮发电机振动监测标准。

表4　汽轮发电机定子绕组端部振动测试标准，单位μm

对不同结构型式的发电机，定子绕组端部允许的振动幅值限值应当有一定差别，从表4中数据看，一般正常允许值在150μm~250μm之间。从大型发电机运行经验来看，汽轮发电机一般在250μm以下应当可以保证长期安全运行。

我国已经报批的关于发电机定子绕组端部振动的机械行业标准，规定的比较详细，也便于运行人员操作执行，其具体规定如下：空载和短路试验时测量的倍频振动位移峰－峰值分别应小于100μm；正常运行时的监测值应小于250μm；运行中处于250μm~400μm应发报警信号，一般允许继续运行一段时间，在此期间查找振动原因，看振动能否稳定在某范围；当大于400μm时应尽快停机处理，或减负荷使振动降至限值以下；当振动数据突变超过100μm时应报警，不论是增大还是减小均应加强监视并查明原因。

综合以上分析，日立公司规定250/400μm作为监视发电机运行的判据，与国际著名发电机制造商的标准相同或接近，与我国现行行业标准相同。但应当说振动越小，发电机质量越高，日立标准明显偏于宽松，达到了一般规定的上限，感觉日立发电机的质量与国际先进水平似乎有一定差距。

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