楊玉磊

(中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司 華東電力試驗(yàn)研究院, 合肥 230088)

近年來(lái),隨著“上大壓小”政策和“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施,火電行業(yè)新建的機(jī)組持續(xù)向大型化、高參數(shù)的方向發(fā)展,1 000 MW汽輪發(fā)電機(jī)組已逐漸成為火電行業(yè)的主力機(jī)型。振動(dòng)異常是汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中最常見(jiàn)的故障,當(dāng)機(jī)組振動(dòng)超過(guò)限值時(shí),會(huì)影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)甚至有可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。因此,機(jī)組振動(dòng)參數(shù)是衡量機(jī)組安全性、可靠性的最重要的指標(biāo),也是機(jī)組設(shè)計(jì)制造、安裝檢修和運(yùn)行維護(hù)水平方面的綜合反映[1-4]。

筆者詳細(xì)介紹了某臺(tái)1 000 MW汽輪發(fā)電機(jī)在檢修后并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)幅值隨負(fù)荷的升高而異常增大情況的分析和處理全過(guò)程。通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)開(kāi)展變工況測(cè)試、轉(zhuǎn)子匝間絕緣診斷試驗(yàn)、振動(dòng)特征分析和抽轉(zhuǎn)子檢查檢測(cè)等手段,確認(rèn)振動(dòng)異常的原因,并且提出相應(yīng)的解決方案。

1 設(shè)備概況

某電廠2號(hào)機(jī)組為1 000 MW國(guó)產(chǎn)超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組,發(fā)電機(jī)為QFSN-1000-2-27型三相同步汽輪發(fā)電機(jī),采用水氫氫冷卻方式和自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng),轉(zhuǎn)子采用氣隙取氣斜流通風(fēng)冷卻方式,共有32個(gè)槽。該機(jī)組于2016年4月27日通過(guò)168 h試運(yùn)行,試運(yùn)行期間機(jī)組各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常。2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)主要銘牌參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 發(fā)電機(jī)主要銘牌參數(shù)

該電廠2號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1,其中:HP表示高壓缸,IP表示中壓缸,LP表示低壓缸,GE表示發(fā)電機(jī),EX表示勵(lì)磁機(jī)。

圖1 2號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)圖

2020年3月3日,停運(yùn)1個(gè)月的2號(hào)機(jī)組重新投運(yùn)。在機(jī)組升負(fù)荷期間,出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)9號(hào)瓦、10號(hào)瓦的振動(dòng)幅值隨負(fù)荷的升高逐漸增大的趨勢(shì)。機(jī)組負(fù)荷由400 MW升至1 000 MW的過(guò)程中,發(fā)電機(jī)9號(hào)瓦徑向振動(dòng)幅值從40 μm增大至153 μm,10號(hào)軸承座振動(dòng)幅值由20 μm增大至78 μm。滿負(fù)荷工況下,9號(hào)瓦徑向及10號(hào)軸承座振動(dòng)幅值最大值分別為153 μm和78 μm,相比于機(jī)組臨停前同負(fù)荷工況,分別增大約70 μm和30 μm。

2 針對(duì)振動(dòng)異常的常規(guī)試驗(yàn)

為進(jìn)一步分析運(yùn)行參數(shù)對(duì)振動(dòng)造成的影響,對(duì)氫氣溫度、潤(rùn)滑油溫度、無(wú)功功率等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容包括:(1)發(fā)電機(jī)有功功率不變的情況下,調(diào)整無(wú)功功率,觀察無(wú)功功率的變化與發(fā)電機(jī)振動(dòng)的變化是否相關(guān);(2)發(fā)電機(jī)有功功率和無(wú)功功率不變的情況下,調(diào)整氫氣溫度,觀察氫氣溫度的變化與發(fā)電機(jī)振動(dòng)的變化是否相關(guān);(3)在發(fā)電機(jī)有功功率和無(wú)功功率不變的情況下,調(diào)整潤(rùn)滑油溫度,觀察潤(rùn)滑油溫度的變化與發(fā)電機(jī)振動(dòng)的變化是否相關(guān)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出,發(fā)電機(jī)9號(hào)瓦、10號(hào)軸承座的振動(dòng)幅值與氫氣溫度和潤(rùn)滑油溫度的關(guān)系不大,但與無(wú)功功率有一定關(guān)系。當(dāng)無(wú)功功率降低了150 Mvar時(shí),勵(lì)磁電流下降約300 A,振動(dòng)幅值減小約15 μm,并且振動(dòng)的變化相對(duì)于無(wú)功功率的變化有一定的滯后性,滯后約15 min。

該電廠1號(hào)機(jī)組與2號(hào)機(jī)組是由相同廠家在同時(shí)建設(shè)的機(jī)組,2臺(tái)機(jī)組結(jié)構(gòu)一致且運(yùn)行狀況相同。1號(hào)機(jī)組曾發(fā)生過(guò)因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障導(dǎo)致發(fā)電機(jī)振動(dòng)異常增加的案例,為查明振動(dòng)異常的原因,對(duì)2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間絕緣部件開(kāi)展了相關(guān)診斷試驗(yàn)。具體試驗(yàn)情況如下。

(1) 轉(zhuǎn)子交流阻抗與功率損耗試驗(yàn)。

結(jié)合機(jī)組臨停和檢修的狀況,開(kāi)展了盤車和3 000 r/min狀態(tài)下的交流阻抗與功率損耗試驗(yàn),并且將試驗(yàn)得到的參數(shù)與轉(zhuǎn)子交接時(shí)(2016年4月)和歷次停機(jī)檢修時(shí)(2020年3月9日、2020年3月17日、2020年5月10日、2019年10月14日)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),具體見(jiàn)圖2和圖3。

圖2 盤車狀態(tài)下轉(zhuǎn)子交流阻抗和功率損耗隨施加電壓的變化曲線

圖3 3 000 r/min狀態(tài)下轉(zhuǎn)子交流阻抗和功率損耗隨施加電壓的變化曲線

由圖2和圖3可以看出:交流阻抗與功率損耗的變化曲線中不存在明顯的突變點(diǎn),并且二者的變化趨勢(shì)與交接時(shí)相同。振動(dòng)異常后,將轉(zhuǎn)子交流阻抗和功率損耗與歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,各參數(shù)相對(duì)偏差均小于10%。

(2) 探測(cè)線圈波形法試驗(yàn)。

為進(jìn)一步判斷轉(zhuǎn)子匝間絕緣情況,結(jié)合臨時(shí)停機(jī),對(duì)2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)展了短路條件下的探測(cè)線圈波形法試驗(yàn),短路電流為定子額定電流,試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 探測(cè)線圈波形法試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組在短路條件下各槽匝間短路特征值均小于匝間短路判定值,符合JB/T 8446-2013《隱極式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路測(cè)定方法》[5]的要求,說(shuō)明轉(zhuǎn)子繞組匝間不存在短路故障,試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。

(3) 重復(fù)脈沖法試驗(yàn)。

結(jié)合機(jī)組的啟停情況,分別開(kāi)展了盤車和3 000 r/min狀態(tài)下的重復(fù)脈沖法試驗(yàn),試驗(yàn)波形見(jiàn)圖4。根據(jù)波形可以得出:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子處于盤車和3 000 r/min狀態(tài)時(shí),轉(zhuǎn)子繞組兩極特征響應(yīng)波形整體重合良好,無(wú)明顯偏差,即轉(zhuǎn)子繞組匝間絕緣良好,在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下均無(wú)短路故障。

圖4 盤車和3 000 r/min狀態(tài)下轉(zhuǎn)子繞組兩極特征響應(yīng)波形

(4) 勵(lì)磁電流增幅檢測(cè)法。

為充分對(duì)比2號(hào)機(jī)組檢修前后發(fā)電機(jī)在相同工況下的勵(lì)磁電流變化情況,查閱機(jī)組不同時(shí)期的運(yùn)行參數(shù),得到相近工況(機(jī)組有功功率分別為700 MW、800 MW、900 MW、1 000 MW)下發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的變化情況,具體見(jiàn)表3,其中:勵(lì)磁電流變化率為相近工況下2019年檢修前后勵(lì)磁電流的相對(duì)變化率,2019年8月30日數(shù)據(jù)為檢修前運(yùn)行數(shù)據(jù),2019年10月16日數(shù)據(jù)為檢修后運(yùn)行數(shù)據(jù)。

表3 檢修前后相近工況下發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流變化情況

由表3可知:檢修前后的2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)在有功功率和無(wú)功功率接近的工況下,勵(lì)磁電流變化率基本在0.15%～0.40%。如果考慮到無(wú)功功率不會(huì)完全相同造成的影響,相近工況下的勵(lì)磁電流變化率將更小。因此,依據(jù)DL/T 1525-2016《隱極同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷導(dǎo)則》[6]中提出的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流增幅檢測(cè)法,得出機(jī)組運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子繞組匝間不存在短路故障。

通過(guò)上述診斷方法綜合判斷,2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間絕緣良好,不存在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)(穩(wěn)定或不穩(wěn)定狀態(tài))下的匝間短路故障。

結(jié)合2019年10月發(fā)電機(jī)啟停機(jī)過(guò)程中9號(hào)、10號(hào)瓦及軸承座各方向振動(dòng)變化情況,再次對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)異常情況進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表4,其中:9X表示9號(hào)瓦X方向振動(dòng),9Y表示9號(hào)瓦Y方向(與X方向之間的夾角為90°)振動(dòng),9A表示9號(hào)軸承座A方向振動(dòng),9B表示9號(hào)軸承座B方向(與A方向之間的夾角為90°)振動(dòng),10號(hào)瓦及軸承座振動(dòng)方向定義與9號(hào)相同。

表4 不同有功功率工況下檢修前后發(fā)電機(jī)9號(hào)、10號(hào)瓦及軸承座振動(dòng)變化情況

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的主要特點(diǎn)如下:

(1)發(fā)電機(jī)從低負(fù)荷到高負(fù)荷,振動(dòng)的相位基本保持不變,振動(dòng)變化量的穩(wěn)定性較好,說(shuō)明故障點(diǎn)較為固定;

(2)高負(fù)荷工況下振動(dòng)幅值和相位基本穩(wěn)定,說(shuō)明可以通過(guò)熱態(tài)動(dòng)平衡試驗(yàn)暫時(shí)降低振動(dòng)幅值;

(3)振動(dòng)變化以同向分量為主,說(shuō)明故障位置在轉(zhuǎn)子跨內(nèi)位置(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)端聯(lián)軸器和汽端聯(lián)軸器之間)。

排除轉(zhuǎn)子匝間短路故障導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)異常的因素后,根據(jù)該型號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子兩端振動(dòng)幅值隨負(fù)荷的增加而異常增大及轉(zhuǎn)子振動(dòng)異常特點(diǎn)的分析,判斷2號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端振動(dòng)異常增加的主要原因?yàn)檫\(yùn)行中轉(zhuǎn)子內(nèi)部存在熱不平衡。運(yùn)行中產(chǎn)生較大熱不平衡量的可能原因?yàn)?發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)存在故障,即轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部線圈、墊條或阻尼條等部件在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)受熱膨脹不均或發(fā)生局部位移導(dǎo)致轉(zhuǎn)子冷卻風(fēng)道堵塞,進(jìn)而造成轉(zhuǎn)子槽內(nèi)出現(xiàn)局部過(guò)熱。為徹底查明故障原因,建議利用后續(xù)大修機(jī)會(huì)進(jìn)行通風(fēng)試驗(yàn)和抽轉(zhuǎn)子檢查,檢查轉(zhuǎn)子進(jìn)出風(fēng)口有無(wú)局部過(guò)熱痕跡,必要時(shí)可考慮抽出護(hù)環(huán)和槽楔,對(duì)轉(zhuǎn)子線圈、阻尼繞組和墊條的位移情況進(jìn)行檢查。

3 抽轉(zhuǎn)子檢查和分析

2021年4月17日,結(jié)合2號(hào)機(jī)組大修,抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔存在大面積堵塞,具體堵塞情況見(jiàn)圖5。

圖5 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的堵塞情況

據(jù)統(tǒng)計(jì),轉(zhuǎn)子共有20個(gè)槽的通風(fēng)孔存在堵塞的情況,占轉(zhuǎn)子槽總數(shù)量的比例為62.5%,其中:通風(fēng)孔嚴(yán)重堵塞的槽有6個(gè)(嚴(yán)重堵塞的判斷標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)目視檢查發(fā)現(xiàn)通風(fēng)孔堵塞截面積超過(guò)50%),占槽總數(shù)量的比例為18.75%;通風(fēng)孔輕微堵塞的槽有14個(gè),占槽總數(shù)量的比例為43.75%(輕微堵塞的判斷標(biāo)準(zhǔn)是通風(fēng)孔內(nèi)可見(jiàn)阻尼條阻擋,但其堵塞截面積不超過(guò)50%)。根據(jù)阻尼條位移的方向進(jìn)行分析:從汽端向勵(lì)端看,阻尼條躥動(dòng)的槽有15個(gè),占堵塞槽數(shù)量的比例為75%;從勵(lì)端向汽端看,阻尼條躥動(dòng)的槽有5個(gè),占堵塞槽數(shù)量的比例為25%。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,阻尼條局部最大位移約為8 mm。同時(shí),對(duì)轉(zhuǎn)子開(kāi)展通風(fēng)試驗(yàn),將存在阻尼條躥動(dòng)的通風(fēng)孔的風(fēng)速與出廠或交接時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)存在阻尼條躥動(dòng)的通風(fēng)孔的風(fēng)速有明顯的下降,表明了轉(zhuǎn)子繞組存在因阻尼條躥動(dòng)導(dǎo)致通風(fēng)孔堵塞的問(wèn)題,進(jìn)而影響了轉(zhuǎn)子的冷卻能力。

為進(jìn)一步評(píng)估因通風(fēng)孔局部堵塞造成的熱不平衡對(duì)轉(zhuǎn)子槽內(nèi)阻尼墊條、轉(zhuǎn)子繞組及匝間絕緣的影響,對(duì)堵塞最為嚴(yán)重的13號(hào)槽和20號(hào)槽進(jìn)行退槽楔檢查工作。檢查結(jié)果如下:(1)阻尼條靠近通風(fēng)孔處出現(xiàn)明顯變色,未見(jiàn)其余部分存在明顯異常;(2)轉(zhuǎn)子繞組通風(fēng)孔處出現(xiàn)明顯變色,未見(jiàn)其余部分存在明顯異常;(3)未見(jiàn)轉(zhuǎn)子匝間絕緣、槽襯、絕緣墊條等部件出現(xiàn)明顯過(guò)熱痕跡和破損痕跡;(4)用百潔布輕輕地擦拭阻尼條和轉(zhuǎn)子繞組通風(fēng)孔處變色部分,可使阻尼條和轉(zhuǎn)子繞組露出本色。

阻尼條躥動(dòng)的可能原因包括直接原因和間接原因。直接原因?yàn)樵谪?fù)荷調(diào)整或啟停機(jī)過(guò)程中,阻尼條與轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子槽楔膨脹不一致,進(jìn)而阻尼條躥動(dòng)。間接原因包括以下幾個(gè)方面:

(1) 單根轉(zhuǎn)子阻尼條的長(zhǎng)度超過(guò)8 m,大軸是鍛鋼材質(zhì),槽楔是鋁材,阻尼條是銅材,不同材質(zhì)的膨脹系數(shù)、收縮率不同。在頻繁調(diào)峰或啟停機(jī)過(guò)程中,轉(zhuǎn)子各部件在熱脹冷縮的情況下,出現(xiàn)膨脹量、收縮量不一致。

(2) 停機(jī)盤車的時(shí)間較長(zhǎng),發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度超過(guò)10 m,盤車過(guò)程中存在一定撓度(微量彎曲度)。同時(shí),盤車期間阻尼條出現(xiàn)了蠕動(dòng),產(chǎn)生位移。

(3) 轉(zhuǎn)子包含多個(gè)組裝件,制造過(guò)程中的多數(shù)為人工組裝,制造工藝質(zhì)量存在隨機(jī)性問(wèn)題。阻尼條、絕緣墊條、阻尼環(huán)、護(hù)環(huán)裝配等部件在裝配過(guò)程中可能存在由裝配工藝質(zhì)量的隨機(jī)性導(dǎo)致阻尼條兩端壓力不一致的問(wèn)題,進(jìn)而造成在機(jī)組啟停機(jī)過(guò)程中阻尼條躥動(dòng)。

(4) 發(fā)電機(jī)運(yùn)行后,轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔堵塞與熱故障之間存在相互加強(qiáng)的作用,導(dǎo)致問(wèn)題惡化,使轉(zhuǎn)子熱不平衡現(xiàn)象加劇。

4 阻尼條躥動(dòng)處理

通過(guò)抬出線圈進(jìn)行抽檢,發(fā)現(xiàn)通風(fēng)孔堵塞最為嚴(yán)重的2個(gè)槽的轉(zhuǎn)子繞組在通風(fēng)孔處出現(xiàn)了由于覆蓋附著物而導(dǎo)致的變色現(xiàn)象,同時(shí)未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子銅線、匝間絕緣、槽襯、絕緣墊條等部件存在明顯過(guò)熱的痕跡?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)的維修條件相對(duì)較差,而將線圈全部抬出進(jìn)行檢查可能造成轉(zhuǎn)子槽部絕緣、端部絕緣的損傷和轉(zhuǎn)子繞組不可逆的形變,從而增加新的設(shè)備隱患,經(jīng)多方協(xié)商后提出的現(xiàn)場(chǎng)處理方案如下。

(1) 對(duì)阻尼條上的通風(fēng)孔進(jìn)行偏劃擴(kuò)孔優(yōu)化,軸向單側(cè)擴(kuò)大5 mm,雙側(cè)共擴(kuò)大10 mm,即阻尼條中間部位原直徑為18 mm的圓形通風(fēng)孔擴(kuò)展至孔徑為28 mm的腰圓孔,原直徑為24 mm的圓形通風(fēng)孔擴(kuò)展至孔徑為34 mm的腰圓孔。轉(zhuǎn)子阻尼條偏劃擴(kuò)孔示意圖見(jiàn)圖6。通過(guò)采用該方案,即使轉(zhuǎn)子運(yùn)行期間阻尼條存在局部位移,也不會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)孔堵塞嚴(yán)重而引起熱不平衡現(xiàn)象。阻尼條擴(kuò)孔可能對(duì)轉(zhuǎn)子阻尼條的強(qiáng)度和抗負(fù)序能力造成影響,需要對(duì)處理方案進(jìn)行校核。經(jīng)制造廠家設(shè)計(jì)部門的仿真計(jì)算,確認(rèn)擴(kuò)孔無(wú)較大的影響,可以采用該方案。

圖6 轉(zhuǎn)子阻尼環(huán)偏劃擴(kuò)孔示意圖

(2) 按照上述阻尼條擴(kuò)孔方案,重新加工制作各槽阻尼條并進(jìn)行更換。

(3) 對(duì)堵塞較為嚴(yán)重的轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行徹底打磨清理,對(duì)堵塞輕微的轉(zhuǎn)子頂匝繞組進(jìn)行打磨清理,并且更換轉(zhuǎn)子各槽的阻尼條和絕緣墊塊。抬起轉(zhuǎn)子線圈,檢查轉(zhuǎn)子線圈、通風(fēng)孔、槽襯、楔下墊條等部件,清理雜物,檢查通風(fēng)孔有無(wú)異物,以及檢查匝間絕緣有無(wú)過(guò)熱或位移破損等。期間要注意保持潔凈的空間,避免抬起線圈進(jìn)行檢查時(shí)出現(xiàn)夾雜金屬的細(xì)小物損傷匝間絕緣的情況,同時(shí)注意保證轉(zhuǎn)子線圈R型絕緣墊層的平整且不能存在空腔部位。

(4) 清理轉(zhuǎn)子端部墊塊,更換阻尼繞組絕緣和護(hù)環(huán)絕緣。

(5) 在回裝轉(zhuǎn)子繞組、阻尼條、絕緣墊條、阻尼環(huán)、護(hù)環(huán)裝配的過(guò)程中,及時(shí)測(cè)量并記錄各部件配合尺寸,確保裝配工藝均勻。

按照上述方案完成維修并開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)試驗(yàn)后,轉(zhuǎn)子重新穿回膛內(nèi)。2021年6月11日,2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)的有功功率達(dá)到1 000 MW,發(fā)電機(jī)9號(hào)瓦和10號(hào)瓦轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)幅值均在30 μm以下,達(dá)到優(yōu)秀水平,缺陷被徹底消除。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)某臺(tái)1 000 MW汽輪發(fā)電機(jī)在檢修后并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)幅值隨負(fù)荷的升高而異常增大的情況,根據(jù)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)、診斷試驗(yàn)、振動(dòng)特征和抽轉(zhuǎn)子檢查的綜合分析,得到的主要結(jié)論如下:

(1) 根據(jù)綜合重復(fù)脈沖法試驗(yàn)、轉(zhuǎn)子交流阻抗與功率損耗試驗(yàn)、探測(cè)線圈波形法試驗(yàn)和勵(lì)磁電流增幅檢測(cè)法等試驗(yàn)結(jié)果,可以證明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間絕緣良好,在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下均不存在匝間短路故障,因此可以排除因轉(zhuǎn)子匝間短路帶來(lái)的磁路不平衡或局部熱效應(yīng)導(dǎo)致振動(dòng)異常的可能。

(2) 根據(jù)抽轉(zhuǎn)子檢查情況,發(fā)現(xiàn)超過(guò)一半的轉(zhuǎn)子的阻尼條存在躥動(dòng)現(xiàn)象和表面過(guò)熱痕跡,確認(rèn)轉(zhuǎn)子振動(dòng)異常的主要原因是轉(zhuǎn)子阻尼條躥動(dòng)導(dǎo)致部分通風(fēng)孔嚴(yán)重堵塞,進(jìn)而引起轉(zhuǎn)子在高負(fù)荷工況下產(chǎn)生嚴(yán)重的熱不平衡。

(3) 根據(jù)檢修后發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況,證明了對(duì)阻尼條通風(fēng)孔進(jìn)行偏劃擴(kuò)孔的處理方案可以徹底解決阻尼條躥動(dòng)帶來(lái)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)異常的問(wèn)題。

為及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條躥動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)異常,建議后續(xù)開(kāi)展以下幾項(xiàng)工作:

(1) 應(yīng)結(jié)合發(fā)電機(jī)大小修,采用內(nèi)窺鏡檢查、轉(zhuǎn)子通風(fēng)試驗(yàn)等手段對(duì)轉(zhuǎn)子冷卻能力進(jìn)行測(cè)試評(píng)估,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)因阻尼條躥動(dòng)而引起的轉(zhuǎn)子通風(fēng)道堵塞現(xiàn)象。

(2) 由于受到現(xiàn)場(chǎng)檢修的密閉空間、專用工器具的使用和無(wú)可靠有效測(cè)試手段等條件的限制,建議聯(lián)合發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家,從轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配工藝出發(fā),對(duì)轉(zhuǎn)子在負(fù)荷變化過(guò)程中出現(xiàn)阻尼條與轉(zhuǎn)子繞組不同步膨脹的原因進(jìn)行分析,從設(shè)計(jì)或裝配工藝上進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。

(3) 針對(duì)后續(xù)新采購(gòu)的大容量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,建議在制造廠內(nèi)開(kāi)展變工況下的轉(zhuǎn)子熱態(tài)動(dòng)平衡試驗(yàn),模擬后續(xù)的機(jī)組運(yùn)行中需要面臨的靈活性運(yùn)行試驗(yàn)。