水轮发电机异常振动及高频噪声成因分析与处理.pdf

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1、第33卷增刊2四川水力发电Vo1．33，Supplement22014年8月SichuanWaterPowerAug．，2014水轮发电机异常振动及高频噪声成因分析与处理王涛，顾轩(四川圣达水电开发有限公司，四川乐山614900)摘要：水轮发电机的异常振动及高频噪声具有成因复杂、隐患严重、难以消除等特点，给水轮发电机的安全运行造成了极大地威胁。目前国内外已有多个电站都有相关问题发生。介绍了某电站1号水轮发电机(以下简称lF)在投产运行后出现的异常振动及噪声情况，通过试验及分析，得出了定、转子气隙不均、不同心及定子铁芯形变等是造成该机组异常振动及高频噪声的主要原因，同时提出

2、了初步解决该类问题的处理方案。通过该方案的实施，大大降低了机组异常振动及高频噪声，改善了机组的运行工况，可为水轮发电机类似问题的解决提供借鉴。关键词：水轮发电机；振动；噪声；分析；处理中图分类号：TV734；TV738；TV734．2文献标识码：B文章编号：1001-2184(2014)增2-0004-031概述测试由东方电机有限公司独立开展，测试现某电站安装有4台半伞式轴流转桨水轮发电场试验引用了GB／T10068—2002旋转电机振动机，发电机型号为SF120—78／13200，额定转速为测定方法及限值、GB／T6075．5—2002在非旋转76．9r／min，额定功

3、率为120MW。在投产两年后部件上测量和评价机器的机械振动等标准。发现1F存在振动和噪声偏大的现象，站在该发电测点选择方面：在发电机Y中部径向方向安机夹层及盖板上明显有脚部发麻的感觉并存在强装了一套本特利低频传感器用以量测机座的径向烈的“嗡嗡”声。经过一段时间的观察，发现定子振动，在铁芯Y上部垂直方向安装了一套本特利铁芯噪声继续增大。为探寻其原因，遂对某电站低频传感器用以量测铁芯垂直振动。噪声测量采1F进行了噪声振动测试及频谱分析。用芬兰生产的SVAN一953声级测量计。2异常振动及高频噪声成因分析与处理1F各工况下的测试数据见表1。2．1试验开展及数据分析从表1可以看出

4、：定子振动随负荷变化趋势表11F定子机座通频振幅及机组盖板噪声测试数据表明显。定子振动具有局部振动的特征，+X方向从图1、2及表1中可以看出：在不同工况下，振幅远大于+Y方向振幅，在75％负荷时为最该机组的振动变化较为明显，尤其是定子机座+大，振幅为231m。根据规范要求，转速<100r／x方向的振动，在75％负荷时通频振动及噪声最min的机组，定子机座水平位移振动双振幅不超为显著，在空转时通频振动最小。根据频谱分析，过40m规定限值。该机组额定转速为76．9r／100Hz分量是振动频谱的主要分量。它是伴随min，在工况为100％负荷时定子机座水平位移双着机组起励、增加负

5、载等电磁作用增加而增加的，振幅为150．1m，远大于40m，因此不满足规同时，这种100Hz铁芯激振能量大(与频率的平范要求。由于带负荷之后，发电机层出现了“嗡方成正比)，能够带动邻近部件共振，通过上机架嗡声”，因此对发电机层进行了噪声和振动的频传递到盖板，引发盖板振动并产生较大噪音j。谱测试。频谱曲线见图1、2。为了进一步验证1F的异常情况，对该电站2收稿日期：2o14-06-3o号发电机(以下简称2F)也做了相关测试。结果■SichuanWaterPower王涛等：水轮发电机异常振动及高频噪声成因分析与处理2014年增刊2图11F发电机层振动频谱图(75％负荷)图21

6、F发电机层噪声频谱图2F定子机座的100Hz振动几乎为0m。增大，从而加剧振动造成定子铁芯变形、绕组磨损由以上测试结果及对比分析可以看出：1F定及绝缘破坏等危害_2j。对于气隙偏心，在国内外子振动和噪声值均超过了标准范围要求，并且有已有较多研究表明静偏心会使转子产生频率为2增大的趋势，100Hz频率分量是振动频谱的主要．厂的振动，动偏心会使转子产生频率为厂的振动(分量，其振动和噪声特征为电磁振动噪声，振动方为机械频率)。向在+x方向及+Y方向远超相关标准要求及该2．2．2异常振动及噪声成因分析电站其他机组。根据电机电枢反应原理，当发电机定转子结2．2异常振动及噪声成因分析

7、构完全对称时，由定子基波负序电流所产生的转2．2．1机械结构导致的振动成因分析子纵横向的脉振磁场被分别分解为两个转向相反当定子、转子间气隙不均时，对气隙数据进行的旋转磁场以后，正转磁场能够相互抵消，只剩下傅里叶变换发现存在一系列几何尺寸谐波(磁场对定子负序磁场相对静止的反转磁场，其与定子作用时的磁导谐波)，在励磁磁势作用下，气隙中负序磁场相互平衡，这样就不会在定子电路中出就会产生一系列的低次谐波磁场，这些谐波磁场现高次谐波分量。然而，受发电机基本结构及制与主波磁场相互作用而产生力波，从而引发低频造工艺及铁芯形变影响，在发电机定