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　　陡河發(fā)電廠，河北唐山063028；華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，北京100045；哈爾濱大電機(jī)研究所，黑龍江哈爾濱150040）電機(jī)定子繞組端部在線振動監(jiān)測裝置應(yīng)用的現(xiàn)實意義。

　　陡河發(fā)電廠7發(fā)電機(jī)是哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)的XFQS-200-2型汽輪發(fā)電機(jī)，自1986年11月22日投產(chǎn)以來，共發(fā)生過4次定子線圈絕緣損壞事故，其損壞原因除了設(shè)計、制造方面存在某些問題外，與機(jī)組線棒的振動較大有著直接的關(guān)系。例如1989年7月7日停機(jī)小修發(fā)現(xiàn)，汽側(cè)3絕緣盒空心導(dǎo)線疲勞斷裂，汽側(cè)3、4上層線棒槽口處主絕緣磨損深達(dá)3~5mm，下層線棒主絕緣磨損1mm，均為振動大造成。1990年12月6日發(fā)電機(jī)燒毀時，端部引線V6、W2固定夾板絕緣磨損，其周圍有膩子狀的粉末，也為振動造成。在以后的大、小修中多次發(fā)現(xiàn)端部壓板、支架螺絲松動現(xiàn)象。

　　1998年大修中華北電力科學(xué)研究院對發(fā)電機(jī)定子繞組端部進(jìn)行固有頻率測量和模態(tài)試驗時，發(fā)現(xiàn)大部分線棒存在j07，108H>左右的固有頻率，且模態(tài)振型為橢圓型，認(rèn)為繞組易與電磁力發(fā)生共振，行中將1可能因振動大磨損，引發(fā)繞組故障。GB/T7064-1996透平型同步電機(jī)技術(shù)要求》和DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》及DL/T735-2000大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動特性的測量及評定》都規(guī)定發(fā)電機(jī)定子繞組端部線棒的固有頻率應(yīng)避開兩倍工頻100Hz）大量的發(fā)電機(jī)運行實踐也表明，某些定子端部短路事故與端部結(jié)構(gòu)與電磁力的共振有關(guān)。

　　發(fā)電機(jī)定子繞組端部存在這樣危險頻率范圍內(nèi)的橢圓振型，為保證今后的安全穩(wěn)定運行，按有關(guān)規(guī)定1應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定子繞組端部的結(jié)構(gòu)處理。各部門領(lǐng)導(dǎo)對此非常重視，華北電力集團(tuán)公司生技部、大唐電力股份有限公司生產(chǎn)部等單位專門組織哈爾濱大電機(jī)研究所、華北電力科學(xué)研究院、山東電力科學(xué)研究院、哈爾濱電機(jī)廠、北京重型電機(jī)廠等有關(guān)專家和陡河電廠領(lǐng)導(dǎo)及專業(yè)人員在陡河電廠召開專業(yè)會議，討論研究解決辦法。哈爾濱電機(jī)廠和北京重型電機(jī)廠分別提出了處理改造方案，約需資金300余萬元，工期80天。

　　WU因為發(fā)電機(jī)冷態(tài)時的靜止?fàn)顃不能1*運行的規(guī)定范圍內(nèi)。壓電晶體式加速度計開機(jī)測量顯示振u.動最f值105！hl半年后復(fù)測最大102！，）光纖傳，mg光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)篦置本身的安鐠可魯性上明顯時的實際狀況，為了更進(jìn)一步驗證機(jī)組實際的運行狀態(tài)，有關(guān)專家建議先在發(fā)電機(jī)繞組端部加裝在線振動監(jiān)測裝置，根據(jù)運行中監(jiān)測的結(jié)果再決定是否改造。

　　因此決定在7機(jī)組小修時進(jìn)行監(jiān)測裝置的加裝工作。

　　2技術(shù)方案2.1加裝光纖振動傳感器在發(fā)電機(jī)汽、勵兩側(cè)經(jīng)模態(tài)試驗確認(rèn)的發(fā)電機(jī)定子線圈鼻端振幅最大處，加裝光纖傳感器6只，汽側(cè)和勵側(cè)各3只。其中E側(cè)13線棒安裝的傳感器測量線棒切向振動，23和43線棒安裝的光纖傳感器測量線棒徑向振動，T側(cè)53線棒安裝的傳感器測量線棒切向振動，25和41線棒安裝的傳感器測量線棒徑向振動。傳感器采集的振動光信號，通過光纜引線送到發(fā)電機(jī)殼上的密封轉(zhuǎn)換盒上，轉(zhuǎn)變成電信號后由導(dǎo)線傳送到安裝在6，平臺的監(jiān)測裝置上。振動監(jiān)測裝置與局放及測氫裝置布置在同一塊表盤上。進(jìn)行振動數(shù)據(jù)處理分析的監(jiān)測裝置為加拿大維保監(jiān)測系統(tǒng)公司-i-）生產(chǎn)的PCU*100可編程振動監(jiān)測儀，可在運行中隨時顯示線棒監(jiān)測部位的振動幅值，并設(shè)定了報警值及危險值，運行人員據(jù)此可了解發(fā)電機(jī)的運行狀況，根據(jù)振動狀態(tài)的變化確定運行和檢修計劃。

　　2.2加裝壓電晶體式振動傳感器在加裝光纖振動傳感器的同時，還在發(fā)電機(jī)汽側(cè)和勵側(cè)兩側(cè)定子線圈鼻端低電位處加裝了壓電晶體式加速度傳感器6只，汽側(cè)和勵側(cè)各3只。具體安裝位置為10、28、46線棒兩側(cè)的對應(yīng)位置，全部測量線棒徑向振動。壓電晶體傳感器外殼進(jìn)行了電磁屏蔽處理，其引線沿低電位引出，避免由此可能引起的絕緣故障。振動信號引到測溫端子板上，未安裝固定的信號數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。振動幅值需定期由哈爾濱大電機(jī)研究所攜儀器進(jìn)行測量。

　　3振動測試結(jié)果及分析經(jīng)過兩種不同測試原理的振動分析儀器測量分析，包括開機(jī)時各種負(fù)荷狀況下的振動試驗以及運行半年后的復(fù)測、長期運行中的在線振動監(jiān)測，結(jié)果表明發(fā)電機(jī)模態(tài)試驗雖然不合格107=108H橢圓振型），但因端部結(jié)構(gòu)的阻尼較大，使運行中負(fù)荷狀態(tài)下的線棒振動遠(yuǎn)沒有當(dāng)初想象的嚴(yán)重，仍處在有關(guān)振動限值器開機(jī)測量振動最大149pm（運行中振動最大178！n），小于我國目前暫行的允許振動標(biāo)準(zhǔn)250！n.測試數(shù)據(jù)見附錄。同時也在國外ABB公司100=200jum的監(jiān)視振動范圍及西屋公司192pm以下的監(jiān)視范圍之內(nèi)。所以，根據(jù)測量結(jié)果，陡河發(fā)電廠7發(fā)電機(jī)振動狀況目前還是滿足正常運行要求的，不必要進(jìn)行端部結(jié)構(gòu)改造。將來是否改造或處理，將根據(jù)運行中振動監(jiān)測值的發(fā)展變化決定。

　　加裝振動檢測裝置后，運行人員可隨時監(jiān)測機(jī)組線棒的振動狀況，記錄各點的振動幅值，可以觀察分析線棒振動的發(fā)展趨勢，對機(jī)組的運行狀況做到心中有數(shù)，對避免發(fā)電機(jī)事故的發(fā)生及將來的狀態(tài)檢修都有很大的幫助。2000年11月機(jī)組運行中43線棒振動數(shù)值增加75卩，持續(xù)10天后又回到原數(shù)值，針對此情況，檢修中重點檢查，發(fā)現(xiàn)44，45線棒之間支架螺絲松動，及時進(jìn)行了處理。同時，對電廠其他200MW發(fā)電機(jī)乃至國內(nèi)該類型機(jī)組的改型設(shè)計及運行機(jī)組的改造提供了第一手資料。

　　4結(jié)論1）對于在檢修中經(jīng)模態(tài)試驗確認(rèn)定子繞組端部存在接近100H橢圓振型的發(fā)電機(jī)，為防止共振現(xiàn)象對繞組端部結(jié)構(gòu)造成損壞，應(yīng)當(dāng)會同有關(guān)專家對定子端部結(jié)構(gòu)的改造方案進(jìn)行研究。陡河電廠7發(fā)電機(jī)盡管歷史上曾多次發(fā)生定子繞組端部故障或事故，但鑒于近期較長運行周期內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的端部緊固件松動和絕緣磨損現(xiàn)象，采取加裝發(fā)電機(jī)定子繞組端部在線監(jiān)測振動的裝置，可以直觀準(zhǔn)確地了解發(fā)電機(jī)運行中定子繞組端部線棒的實際振動狀態(tài)，以此再決定是否有必要進(jìn)行端部整體改造，這種處理措施是非常正確的。陡河電廠的經(jīng)驗表明，該監(jiān)測裝置投資不大，但起到了保證發(fā)電機(jī)安全運行的關(guān)鍵作用。陡河電廠的經(jīng)驗對于經(jīng)模態(tài)試驗確認(rèn)定子繞組端部存在問題的發(fā)電機(jī)，在改造處理方案的選擇上提供了很好的處理范例。

　　2）發(fā)電機(jī)定子繞組端部長期在線監(jiān)測用的振動傳感器，安裝數(shù)量應(yīng)根據(jù)實際情況確定，安裝位置光纖傳感器可選擇經(jīng)模態(tài)試驗確認(rèn)的振幅最大處，壓電式加速度傳感器只宜安裝在低電位。實測數(shù)據(jù)表明，兩種振動傳感器的振動數(shù)據(jù)可以互相驗證，都處于合理的數(shù)值上，測試結(jié)果是可靠的，兩種測試方法都可以達(dá)到監(jiān)測發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動狀態(tài)的目的，但因為更具優(yōu)勢，應(yīng)首選光纖振動傳感器。！）陡河電廠7發(fā)電機(jī)安裝的光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)具有自動記錄數(shù)據(jù)和振動幅值的限值報警等功能，有效地提供了發(fā)電機(jī)運行中對定子繞組端部線棒振動狀態(tài)的實時監(jiān)測，提高了發(fā)電機(jī)安全運行的可靠性，為發(fā)電機(jī)進(jìn)一步開展?fàn)顟B(tài)檢修提供了有力支持。

　　4）由于定子繞組端部振動監(jiān)測表明振動狀態(tài)始終處于規(guī)定允許的限值內(nèi)，發(fā)電機(jī)將繼續(xù)長期監(jiān)視運行，不需要進(jìn)行端部結(jié)構(gòu)的改造，為此節(jié)省改造資金300余萬元，還不包括其他的大修費用，同時免去改造時間80天，避免了因發(fā)電機(jī)停運造成的數(shù)億kWh電量的經(jīng)濟(jì)損失，提高了機(jī)組的等效可用系數(shù)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　附錄：7發(fā)電機(jī)定子端部振動測試記錄附表1光纖傳感器測點記錄002年7月3日）注：測點為E側(cè)13線棒、2測點為E側(cè)23線棒、3測點為E側(cè)43線棒、4測點為T側(cè)25線棒、5測點為T側(cè)41線棒、6測點為T側(cè)53線棒附表3壓電式加速度傳感器測點記錄2000年3月22日測試）汽1汽2汽3勵1勵2勵3附表4壓電式加速度傳感器測點記錄2001年1月11日測試）汽1汽2汽3勵1勵2勵3 1電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 735-2000大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動特性的測量及評定》6.附表2壓電式加速度傳感器測點記錄1999年11月22日測試）汽1汽2汽3勵1勵2勵3胙者簡介暢雅平1963-）女，河北香河人，1983年畢業(yè)于華北電力學(xué)院電力與電力系統(tǒng)自動化專業(yè)，現(xiàn)為陡河發(fā)電廠電氣副總工程師，高級工程師。

　　鄭寶珍1964-），男，河北唐山人，1989年畢業(yè)于北京廣播電視大學(xué)發(fā)電廠及電力系統(tǒng)