大型发电机定子绕组端部振动故障原因分析及,端部振型模态试验的运用

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大型汽轮发电机定子端部绕组的电磁固体振动问题研究

大型汽轮发电机定子端部绕组的电磁固体振动问题研究【摘要】随着发电机的容量随着需求在不断增加，大型汽轮发电机定子绕组端部振动是机器运行中不可忽略的问题，振动过大会引起发电机故障。

大型汽轮发电机定子端部绕组部振动的安全性与可靠性，直接影响着整个机组和电网的工作状况。

本文介绍了发电机定子绕组端部振动的有关知识，分析了影响振动的相关因素，提出了大型汽轮发电机定子绕组端部振动固定结构和振动计算方法，以及防止振动的具体措施。

【关键词】汽轮发电机；定子；振动随着现代科技的发展，国内外电力系统日益向超高压和远距离输电方向发展。

电力行业中发电机的大容量、大输出是未来发展的必然趋势。

随着汽轮发电机组及水轮发电机组向超大型发展，特别是高压、大电流的进一步提高，进而产生相应的振动，定转子系统的机电耦联振动、稳定性及动强度出现新问题，严重时会导致事故的发生。

汽轮发电机定子绕组端部的振动的设计和制造中越来越引起重视的问题。

大型汽轮发电机定子端部绕组部振动的安全性与可靠性，直接影响着整个机组和电网的工作状况，如果振动过大，会引起主绝缘磨损等，影响机组的安全运行，甚至导致严重的事故，因此，逐步掌握定子绕组端部的振动规律，防止共振发生，这就是对定子绕组端部结构的固有频率进行研究的目的。

汽轮发电机端部结构设计关系到发电机端部绕组的振动大小，因此振动测试手段与方法也需要不断改进与提高。

目前，压电加速度测量系统更适用，它不需要考虑绝缘和屏蔽问题。

1.汽轮发电机定子绕组端部振动存在的问题（1）定子端部绕组由于松动引起绝缘磨损甚至漏铜击穿等事故。

槽内线棒组端部结构则类似悬臂梁，产生的振动远大于槽内线棒，从而导致线棒绝缘磨损，引起事故的发生。

定子端部线圈绝缘被击穿，短路在汽机侧线圈烧断实心导线l5股，绝缘垫块脱落发生振动磨损线棒绝缘现象，出现端部空心导线振裂喷水。

（2）大交变电磁力作用下产生的振动过大问题。

随着容量和电磁负荷的增大，大型汽轮发电机的安全运行对整个电网的安全、稳定至关重要。

大型汽轮发电机结构震动故障的分析与治理

大型汽轮发电机结构震动故障的分析与治理伴随着经济改革而来的电力行业的改革也在不断的进行，并呈现不断深入的状况，越来越多的大型汽轮发电机组投入到市场的运用中。

但大型汽轮发电机结构震动故障不断频发，直接降低了电机组的可靠性和安全性，严重时将会产生严重的事故。

本文大型汽轮发电机结构震动故障诊断出发，对其进行分析，并提出一定的解决措施，以便在现场进行故障的处理，增加安全性，降低产品的维修成本。

标签：结构震动；故障分析；处理方案0 引言近年来，我国国产的一些大型汽轮发电机经常出现结构震动故障，由此引发了一系列基础部件，例如发电机定子、台板等的剧烈振动，这将产生众多的不良隐患。

大型汽轮发电机结构震动故障产生的原因存在一定的相似性，这些故障的产生具有一个或者几个相似的特征。

这些特征主要有以下几个方面的表现：（1）大型汽轮发电机结构振动发生的时间点多数表现在大修之后，仅有少数的大型汽轮发电机结构震动是在运行中逐渐发生的。

（2）差别震动明显。

发电机定子在机组运行时振动表现的十分明显，同时，定子底角、台班、二次灌浆或者基础的部件之间存在明显的差别振动。

（3）大型汽轮发电机结构震动的持续性。

大型汽轮发电机结构震动的整个过程相对而言比较稳定，但是在震动中振幅有时候也会随着负荷等的加大在运行中沉陷小幅度的起伏。

这也导致大电机机构振动中的振动以基础频率为主、二倍频率振动为辅。

1 大型汽轮发电机结构震动故障的原因分析大型汽轮发电机的定子振动端盖轴承振动和转子振动沉陷相互耦合的态势，这主要是为了缩短转子跨距和提高冷却的效果两方面出发而做的改进，以此为基础，大型汽轮发电机结构震动故障发生的原因主要如下：（1）端盖轴承自身的设计刚度比较低。

在定子中部、约占定子总重量65%的便是发电机的铁芯，根据我们对此的了解，定子两端的端盖轴承呈现商桥的状况，这主要是由于发电机定子是通过侧面的地脚螺栓水平悬挂在基础台板上的缘故，同时定子地脚螺栓之外存在端盖轴承的部分结构，这也是端盖轴承设计刚度低的原因所在。

发电机定子绕组端部模态振型分析

２１００年１１月第ｌ３卷第１ｌ期
２０，Ｖｏ，１０１ｌ３，Ｎｏ１．１
贵州电力技术
ＧＵＩＺＨＯＵＥＬＥＣＴＣＯＷＥＲＲＩＰＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
专题研究
ＳｅｉｌＲｐｒｐｃａｅｏｔｓ
文章编号：０８— ８Ｘ（００１０６０１００３２１）１— ０８— ４
ห้องสมุดไป่ตู้
ｎｌｅｏｅｆｉｒｉｏｅｓｔｗｄｎｅｄｒｉｏｅａａｚｓｔｅｍｄｓｏｖｂａｏｆｈｔｏｎｉｎｇｏｆｈ＃ｇｎｒｔｉｏｅｌｔｙｈｔｎｔａｒｉｇｅｎｔ２ｅｅａｒｎＱａｐｗｒａｏｉ￣ｉｐｎ
摘要：对发电机定子绕组端部振动受力振动进行了分析，简要分析了温度、部绕组是否通入内冷水及发电机定端
子绕组绝缘老化对端部模态的影响，绍了发电机定子绕组端部模态分析系统，介最后对黔西电厂２号发电机定子绕组端部模态振型进行了分析，并得出了结论。关键词：振动特性；态频率；态振型；模模电磁力；漏磁场
（．ｉｈｕＥｅｔｃＰｗｒＤｅｉｎ＆ＲｅｅｒｈＩｓｔｔｉａｇ５００ｕｚｏｈｎ：１ＧｕｚｏｌｃｒｏｅｓｇｉｓａｃｎｔｕｅＧｕｙｎ５０２ＧｉｕＣｉａｉｈ
２Ｑ￣ｉｌｃｉＰｗｒｌｔＰａｘ５１０ｕｚｏ，ｈｎ）．ｉ＝ —Ｅｅｔｃｏｅａ，ｉｉ５５０ＧｉｕＣｉａｒＰｎｎｈ

论大型汽轮发电机定子模态分析

论大型汽轮发电机定子模态分析摘要：随着发电机单机容量的日益增大，作为衡量发电机性能和运行的可靠性的一项重要指标，发电机定子绕组端部振动问题愈加重要，已经受到发电机生产厂家及相关单位的重视。

本文在现场试验测量的基础上，结合力和振动的相关理论，利用发电机定子绕组端部特性测试系统对一电机制造有限公司引进法国ALSTOM公司技术生产的220Mw空冷汽轮发电机定子绕组端部的模态进行测试和分析。

关键词：汽轮机发电机模态随着科学制造水平的进步与提高，对电网运行稳定性的需求也不断提高。

大型发电机的安全运行对整个电网的安全、稳定运行将起到越来越重要的作用。

发电机单机容量逐渐增加，使汽轮发电机定子端部绕组需要承受的交流变电磁力逐渐的增大，也带来了汽轮发电机定子端部绕端部振动导致各类问题。

因此，我们不仅要追求大容量电机在大型汽轮制造应用，同时也要给予其电机定子绕组端部振动问题高度重视，以保证电网运行的稳定与安全。

1 发电机通常采用的定子绕组端部结构大型汽轮发电机定子绕组端部振动是设计、制造和运行中的关键问题。

机组在稳态运行时，定子绕组端部除了要承受绕组中的作用力和定子铁心承受的交变载荷，同时还要承受巨大的瞬态电磁力。

而且随着发电机的容量的不断增加，受到的磁力随之增大。

抑制汽轮发电机定子绕组端部振动的方法就是加强绕组端部的固定。

目前，随着发电机冷却方式以及制造厂家的不同，大型汽轮发电机定子绕组端部固定方法也有所不同，根据不同容量机组其固定方式基本可分为绑扎式、压板式和灌注式。

1.1 绑扎式固定结构图1 绑扎式绕组端部固定结构汽轮发电机端部大多采用绑扎式固定结构，在绑扎式结构中，一般使用环氧玻璃布层压板和浸胶后，将上下层线棒通过绑环、垫块、适形材料等固定在支架上进行绑扎，以保证在发电机绕组端部不发生轴向位移。

绑扎式结构的优点是工艺简单、可操作性强、散热性好，足以承受200MW及以下汽轮发电机产生的电磁力。

但绑扎式固定方式的缺点是强度不高。

发电机定子绕组端部模态振型分析

发电机定子绕组端部模态振型分析1.发电机定子绕组端部的结构特点发电机定子绕组端部是指定子绕组从槽垂直升起，连接到末端的部分。

其主要由绕组导线、绝缘材料、端头及连接器等组成。

在运行中，定子绕组端部容易受到电磁力的作用，从而引起振动和应力的集中。

因此，对于发电机定子绕组端部的振动特性进行分析，可以揭示其结构的强度和稳定性等方面的问题。

2.模态振型的定义和计算方法模态振型是指机械系统在自由振动过程中各部件的振动形态。

对于发电机定子绕组端部而言，其模态振型可以通过有限元方法进行计算。

有限元法是一种基于离散化的数值计算方法，将连续系统离散化为有限个子域，通过计算子域之间的相互作用来描述整个系统的运动规律。

3.模态振型分析的意义模态振型分析可以揭示发电机定子绕组端部在运行过程中的振动特点和模态分布情况。

通过对模态振型进行分析，可以了解发电机定子绕组端部的结构强度、稳定性和振动响应等方面的问题。

同时，模态振型分析还可以为发电机的结构优化和故障诊断等提供参考依据。

4.常见的模态振型分析方法常见的模态振型分析方法主要包括有限元法、模态测试法和解析法等。

其中，有限元法是一种计算机数值方法，通过对有限元模型进行求解，可以得到发电机定子绕组端部的模态振型和频率响应。

模态测试法是通过实际测试，通过检测和分析振动信号，得到发电机定子绕组端部的振动模态。

解析法是通过解析方程，得到发电机定子绕组端部的模态振型和频率响应。

总结起来，发电机定子绕组端部的模态振型分析对于发电机的性能分析和故障诊断具有重要的意义。

通过对发电机定子绕组端部的模态振型进行分析，可以揭示其结构的强度和稳定性等方面的问题，为发电机的结构优化和故障诊断提供参考依据。

常见的模态振型分析方法包括有限元法、模态测试法和解析法等。

大型汽轮发电机振动故障诊断与分析

大型汽轮发电机振动故障诊断与分析发表时间：2016-04-28T09:09:26.410Z 来源：《电力设备》2015年第12期供稿作者：陈嘉峰[导读] （哈尔滨电机厂有限责任公司汽轮发电机是电力系统的重要设备之一，其安全可靠运行对整个电力系统的稳定有着重要的意义。

（哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨 150040）摘要：汽轮发电机是电力系统的重要设备之一，其安全可靠运行对整个电力系统的稳定有着重要的意义。

发电机振动状态是评价机组能否持续可靠运行的重要指标。

本文介绍了大型汽轮发电机振动故障的类型及产生原因，阐述了振动故障诊断和分析的方法。

关键词：大型汽轮发电机；振动故障；故障诊断方法振动故障是大型汽轮发电机组最常见的故障之一，由于大型汽轮发电机组一般自动化程度较高，而且机组主要机构在运行过程中由于旋转作用使得产生振动，这在日常工作中往往是不可避免的，再加上大型汽轮发电机本身结构的复杂性，就更增加了其振动故障诊断的复杂性。

发电机振动超过允许值会引起动、静部分摩擦，加速部件的磨损、产生偏磨、电刷冒火；使机组轴系不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统遭到破坏；定子铁心松弛片间绝缘损坏，导致短路故障等。

因此研究大型汽轮发电机振动故障的产生原因，并采取有效的振动故障诊断措施使故障被及时发现、及时消除具有十分重要的意义。

1 大型汽轮发电机振动故障分类及原因分析 1.1 大型汽轮发电机组振动的分类大型汽轮发电机组的振动根据振动的性质不同可分为强迫振动和自激振动两大类，其中强迫振动分为普通强迫振动、电磁激振、高次谐波共振、分谐波共振、撞击震动、拍振、随机振动；自激振动包括轴瓦自激振动、参数振动、汽流激振、摩擦涡动等，在我国当前投入运行的大型汽轮发电机中，气流激振和摩擦涡动这两种振动形式一般不作考虑。

而根据产生的原因不同大型汽轮发电机振动又可分为机械振动和电磁振动两大类。

因此，在分析大型汽轮发电机振动故障时要先弄清楚其振动的原因是机械方面的还是电磁方面的，从而制定有针对性的消振措施。

大型汽轮发电机定子端部绕组模态分析研究

功率谱；
为了更好地在省内开展汽轮发电机定子端部绕组模态试验分析和固有频率测试工作，汽轮发电机组能安全运行，们从美国使我
引进了ＳＳ９Ｐ３５动态信号分析仪、ＴＳＡＲ模态
当端部结构的固有频率与转速配置不当，端部绕组椭圆型模态频率接近基频的２倍时，
将会激起端部结构的行波共振。这将导致端部绕组的绝缘损伤、却水管接头处的泄漏冷
（） — 输入（励）号ｆｔ和输ｆ— 激信（）
分析软件和ＰＢ公司的加速度传感器和力Ｃ锤。我们用这些仪器和分析软件对省内若干
台汽轮发电机的定子端部绕组和引线进行了模态试验分析和固有频率测试，到了令人得满意的结果。这些工作对保障省内汽轮发电
【关键词】发电机
端部结构
模态
椭圆振型
频率
１前言
汽轮发电机带负荷运行时，于定子线由圈与转子端部的漏磁通相互作用，得定子使端部绕组受到一组与转速相同的旋转电磁力作用。电磁力的径向分量，引起端部结构是振动的主要激励力，的形状类似于椭圆型，它其频率相当于汽轮发电机转速频率的２倍。

模态试验在330MW发电机定子绕组端部缺陷处理中的应用

模态试验在330MW发电机定子绕组端部缺陷处理中的应用
330MW发电机是目前较常见的大型发电机之一，其定子绕组端部缺陷的处理对于发电机的性能及使用寿命影响较大。

而模态试验在定子绕组端部缺陷处理中的应用，则可以有效地辅助工程师和技术人员精准地识别缺陷位置及类型，并提供有效的解决方案，使得修复工作更加高效和准确。

一般来说，定子绕组端部缺陷会导致发电机产生过热、震荡和增大噪声等问题，影响发电机的正常运行，甚至导致事故的发生。

而模态试验正是通过对发电机的振动特征进行分析，识别出缺陷所在的位置和类型，并给出维修方案，从而保证了发电机的可靠性和安全性。

首先，模态试验可以通过检测发电机振动特征，快速准确地定位发电机缺陷。

根据不同的振动模式，可以判断缺陷的位置、类型和严重程度。

例如，如果发电机出现了一定的弹性变形，可能说明定子绕组端部存在面板变形的问题，采用液压承压方法进行修复，就可以有效地解决这一问题。

其次，模态试验可以有效地判断缺陷的严重程度，并给出相应的维修方案。

例如，在进行模态试验后，可以发现定子绕组端部存在裂缝或磨损，就需要采用相应的硬质材料进行修补，以确保发电机的正常运行。

最后，模态试验还可以监测维修效果，以确保修复后发电机的正常运行。

通过比较修复前后的振动特征，可以判断维修方案的效果，检测缺陷是否得到了有效的解决。

总之，模态试验在330MW发电机定子绕组端部缺陷处理中具有重要的应用价值，可以有效地提高工程师和技术人员的工作效率和准确度，是一项值得推广和应用的技术手段。

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ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＬａｒｇｅＧｅｎｅｒａｔｏｒＳｔａｔｏｒＥｎｄＷｉｎｄｉｎｇＶｉｂｒａｔｉｏｎＦａｕｌｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｎｄｏｆＶｉｂｒａｉｔｏｎｎｄａＭｏｄａｌＴｅｓｔ
弓Ｉ言
新昌电厂２台ＱＦＳＮ．６６０．２．２２型发电机为东方电机厂生产，定子为日立公司生产。２台机组在投运
次大修时都应检查定子绕组端部紧固、磨损情况，并按照ＤＬ／Ｔ７３５ —２０００《大型汽轮发电机定子绕组端部动态特性的测量及评定》和ＧＢ／Ｔ２０１４０－－２００６《透平发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定》进行模态试验，试验不合格或存在松动、磨掼睛况应及时处理【 ” 。下面根据新昌电厂配合东方电机厂家对２台发电机端部缺陷的处理过程中的经验，谈谈发电机定子绕组端部动态特性试验在生产
ＺＨＥＮＧＺｈｉｙｏｎｇ，ＸＩＥＭｉｎｇ，ＬＵＯＸｉａｎｇｈｕｉ，ＸＩＡＨｏｕｆｅｉ
（ＮａｎｃｈａｎｇＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ，ＣＰＩＪｉａｎｇｘｉＰｏｗｅｒＣｏ，，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３０１１７，Ｃｈｉｎａ）
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７Ｏ・
能源研究与管理２０１４（３）
开发与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用
大型发电机定子绕组端部振动故障原因分析及端部振型模态试验的运用
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郑志勇，谢明，罗祥辉，夏侯斐
（中电投江西电力有限公司南昌发电厂，南昌３３０１１７）
摘要：新昌电厂２台ＱＦＳＮ．６６０．２．２２型发电机在投产不到２年时间，均先后出现端部线棒松动磨损的情况，因在
中的作用及端部振动产生原因和预防措施等问题。
收稿日期：２０１４－０６－１６
作者简介：郑志勇（１９６４一），男，江西余江人，高级工程师，研究生，毕业于江西工业大学，电力系统自动化，主要研究方向
电力安全生产。
开发与应用
机组等级检修时及时发现并立即进行了修复处理，未造成重大设备损害事故。在此过程中总结了一些端部动态特性
试验在发电机定子绕组端部振动故障检测中的运用经验。关键词：发电机；端部振动故障；端部振型模态试验
中图分类号：ＴＭ３１１文献标志码：Ａ文章编号：１００５－７６７６（２０１４）０３ —００２０一Ｏ４
后不到２年的时间内均出现严重的发电机定子端部
振动磨损情况。国家能源局２０１４年发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中第ｌ０．１条强调，为防止发电机定子绕组端部松动引起相间短路，
对２００ＭＷ及以上的发电机安装、新投运１年及每
Ａｂａｌｒａ￣２ｓｅｔｓｏｆＱＦＳＮ一６６０ — ２ — ２２ｔｙｐｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｏｆＸｉｎｃｈａｎｇｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｉｎｌｅｓｓｔｈｎａ２ｙｅａｒｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｅｎｄｂａｒｈａｓ