大型汽轮发电机定子绕组端部振动管窥.doc

PAGE PAGE 1 大型汽轮发电机定子绕组端部振动管窥 　　摘要：本文通过对大型汽轮发电机定子绕组端部振动原因分析，并进一步阐述了相应的改进策略，旨在为减少大型汽轮发电机定子绕组端部振动起到借鉴作用。 　　关键词：大型汽轮；发电机定子；端部绕组；振动 　　中图分类号：TV734.2文献标识码：A 　　1概述 　　随着科学技术不断进步，汽轮制造工业水平有了明显提升，其主要表现就是在发电机容量上逐渐增加，大型发电机的研究与使用，促进了大型汽轮制造业全面发展。然而，随着大功率电机的大批量使用，也带来了汽轮发电机定子端部绕端部振动导致各类问题，成为了社会讨论的热点话题。因此，我们在追求大容量电机在大型汽轮制造应用的同时，也要给予其电机定子绕组端部振动问题高度重视，本文对大型汽轮发电机定子端部绕组的振动问题进行研究，这是一次很有远见的研究，从中能够获取一些意想不到的收获。由于电机定子绕组端部振动影响因素有很多，研究过程会很困难，所以我们要合理的划分其研究内容，这样才能使得研究极具条理性。 　　2对发电机定子绕组端部振动问题探究 　　定子铁心处于气隙磁场中，它很容易受到场内范围电磁力影响，其影响程度与气隙磁场大小有直接关系。通常为了研究方便，需要将电磁力划分为切向与径向两个分量，切向分量作用在电枢齿上会与点此距产生的反作用力相互抵消，在其交叉区域内会产生更大的电磁振动，而径向分量使得铁心作椭圆型振动。绕组在不承载条件下，虽然电流流量不大，但是还会引起线棒振动明显，这部分振动是因铁心导致的。绕组在槽内某些载流导体会因垂直于槽壁的横向磁场作用形成径向作用力，因为主磁场大部分要流经磁阻相对不大的齿，槽内径向磁场也不大，所以槽内线棒形成的切向作用力也不会太大。与电机其他构件相比，绕组端部会凸显在磁场外部，它的形状不规则、内部磁场分布物规律，想要对绕组端部受力情况分析难度较大。概括的说，发电机定子绕组端部除了需要承受地磁力作用外，还需承受槽内部分与定子铁心振动影响，而产生振动的关键原因就是径向力和切向力存在。 　　如果槽内线棒设置稳定，就算是受到电磁力影响其振动效果也不会很明显，通过对电机定子绕组端部分析，在渐开线起始位置固定比较容易，当鼻端固定时难度加大，其刚性不好，通常情况下，在此处振动表现明显，为此鼻端更要做好振动保护措施。如果在端部绕组加上特定频率为100Hz时，会产生共振现象，此状态如果时间持续较长，那么增大定子端部构件间摩擦力，加大构件磨损率，减少使用寿命。值得注意的是，在电机定子安装过程中，一定要提高注意力，很多电机定子端部故都是由于安装过程中人员粗心所致，比如螺母拧不紧，就会导致端部绕组绝缘面破坏，致使绕组构件件相连而出现电路短路，造成重大事故。 　　3固有频率发生变化的原因分析 　　3.1温度差异导致端部模态变化 　　当发电机处于工作状态时，其自身的温度会会远远超出周围环境温度，并会受负荷变化不断发生变化。发电机在工作条件下，机内温度会持续上升，其内部各构件在温度较高条件下，端部整体的刚度有所下降，模态频率也会逐渐下降，所以电流频率是会受到温度会受温度影响而发生变化。通过对多次试验数据研究得知，通常情况下温度对不用范围内频率影响程度相差较大。机组结构形式差异对其影响也会很明显，比如利用氢气冷却的发电机，它的端部绕组是处于氢气制冷条件下，冷却效果明显高于普通制冷方式。所以电机端部绕组固有模态频率基本保持不变。 　　3.2绝缘老化度引起模态变化 　　对于长期使用的大型汽轮发电机损耗严重，如果不对其进行定期检修，难免导致其绝缘皮老化程度加剧，导致机器内部构件间不能充分连接，机械强度降低、整体性能达不到要求，模态指标呈逐渐减弱趋势，并且随着发电机使用年限继续增加，端部模太频率下降趋势表现更加明显，此外，振幅会逐渐增大，因此，在对大型汽轮发电机检修时，要对各个工序都要给予高度重视，确保各部分零件都能够得到妥善养护。 　　3.3引线问题引发模态发生变化 　　大型汽轮发电机定子绕组的引线通常是六根，且全部由励磁机侧引出。汽侧的端部绕组在结构上通常是呈轴对称，而励侧是定子绕组引线处，所以结构相对较复杂，过渡引线通常为半圆型，固定于绝缘支架背面上，它达到了强化整个端部固定性的目的。由于汽励两侧的端部绕组结构上存在差异，导致其模态也会有所不同，而引线处正好为相带重合处，端部的汽励两侧分别为相同线棒的两个末端，彼此间关联紧密，所以汽励两侧的模态会相互制约。 　　4大型汽轮发电机定子绕组端部振动改进策略 　　4.1对机组进行定期维护 　　对机组进行及时合理的维护，这是大型汽轮发电机定子绕组端部正常运行的前提。在汽轮发电机定子绕组端部要采取特殊的保护措施，例如增设支撑板与绝缘支撑结构等，这样能够确保定子运转摩擦力减少，有更好的性能，对其绝缘性材