空冷发电机定子柔性连接故障分析

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1、6空冷发电机定子柔性连接故障分析2Oo9．№2空冷发电机定子柔性连接故障分析(印度)D．K．Sood等[摘要]减少强迫停机次数是提高电站设备可靠性的主要步骤之一。发电机的故障引起了对减少强迫停机次数的特别关注，因为发电机的维修需要很长时间。因此需要一些适当的故障预防措施。本文阐述了我们在空冷发电机定子接头部位故障的事例和相应的补救措施。下面提到的电力公司包含了安装了各式空冷发电机组的联合循环发电厂。发电机内部连接母线和套管需要铜的柔性连接，这些柔性连接由许多薄铜片叠压而成，两端用电阻焊接。这些连接接头应考虑电机的热膨胀影响，

2、并能缓冲从定子传来的机电振动和传导由定子传送给母线的电流。这种接头连接着发电机两个固定部件(定子端部绕组和套管)。柔性连接发生故障是由于受到机组的剧烈振动。柔性连接的振动是由于受到转子转动产生的机械力和电磁力。层间裂纹可能导致断裂的铜片残留在气隙和绕组间隙内，这会使发电机存在严重损毁的隐患。电机制造经验表明：由于连接部件装配的固有频率与电机运行频率耦合引起的共振，造成柔性连接部位剧烈振动和柔性连接发生故障。本文着重阐述了合理设计柔性连接部件以及高额经济成本强制的停机。也强调了机组安装完成后现场检测部件固有频率的必要性，这样可

3、以防止可能导致设备严重损坏的额外振动产生。可能也有必要在机组运行时连同柔性连接部件装配一起进行发电机性能试验检查，以使机组运行后，由于现场故障造成的潜在危害降到最低。采取适当的预防措施，如：固有频率测量和柔性连接部位的振动测量，可以有效地消除这些故障，这也是减少空冷发电机强制停机的有效手段。[关键词]发电机；定子；转子；气隙；套管；柔性连接；固有频率；振动1历史背景位前面放置激光振动仪，振动仪带有由乙酸纤维制成的透明玻璃窗，可以对测量光束进行调焦。反射光线1993年发生了一次因为空冷发电机连接部位故障也能聚集在透明窗口上。光

4、束通过窗口直接对准柔性导致停机的事件，是我们关于此方面最早的经历，空连接部位，返回信号传送到FFr(快速傅立叶)分析冷发电机的单机容量为165．5MVA，柔性连接呈c型。仪，就能得到50Hz和100Hz的振动幅值。电机制造厂面临的问题是其他同类机组c型连接设计1．2S型连接装配’也存在振动异常的隐患，于是发电机的c型连接改进s型连接由20个0．5mm厚的薄铜片组成，两端电为S型连接。制造厂的经验表明：连接部位的s型连阻焊接。每片的长度和宽度为310mm／38mm。每个连接振动水平一般不超过200gm。在此振动水平下不会接件重

5、1．13kg。每相和中性点各有8个连接(见图2)，产生裂纹，连接部位的机械应力也低于铜的许用应力。一台机组共48个连接。1．1柔性连接的振动发电机本身的振动会导致连接部位发生振动。柔性连接的振动频谱有两个主要的频率成分(50Hz和100Hz)，工频和两倍频。50Hz的频率是由于转子旋转引起发电机的机械振动产生的，100Hz的频率是定子绕组端部电磁力引起的。连接部位的振动是各个方向的：水平的、垂直的和转子轴向的。连接部位总的振动是上述所有50Hz和100Hz的振动成分的合成。由于终端线夹存在很高的电压，柔性连接部位的图1S型铜

6、制柔性连接振动通过无触点激光振动仪来进行测量。该仪器可以尽管1993年对165．5MVA发电机的连接形式进行分别测量50Hz和100Hz频率成分。安装时，连接部了改善，由c型结构改为S型结构，但仍然有几点的国外大电机7∞姗∞渤振动水平达到了4801ma(峰一峰值)。为了研究频率和137．5MVA发电机组于1998—1999年间投入运行。根振动关系曲线，我们在不同转速下，从48_3Hz到51．5据已有的经验，这些发电机组最初就设计成S型的铜Hz，对振动进行了测量。片连接结构，并带有乙酸纤维透明玻璃窗装置，以便连接部位的支撑装配

7、的共振需要通过现场测试确测量振动。直至2002年，这些机组仍然发生了多次连认。即在4555Hz(印度的电源工作频率为50Hz)接部位故障。异常振动是导致故障发生的根源。的工作频率范围内监测是否存在振动幅值异常偏高的3．1问题的重要性现象。通过励磁装置来完成这些试验并记录振动频率。2001～2002年间，我们的电站统计数据中，由连接部位发生故障导致停机的比例达到18．4％，高于2002～2003年间所占1．49％的比例。2000年3月，我们采用用无触点激光仪，测量了其中一台机组的连接部位的振动，测量结果显示，在该机组u相连接部

8、位的振动峰．峰值高达8841ma。由于测量位置实在难以接近，并没有测量中性点连接部位的振动。机组立即停机，并在测量了固有频率后进行检修。检修工作主要是更换新的紧固件和连接件，并进行适图2安装连接部位当的装配校正。同时对检查发现松动的绑绳和楔块进2去谐行了加固。通过加固松动的楔型支撑块和绑绳