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大型發電機定子鐵心常見的故障

  定子鐵心與機座的振動異常

  發電機運行后,軸系、定子鐵心及機座的振動是不可避免的。采用端蓋式軸承的發電機,定子鐵心及機座的振源來自兩方面:一是來自轉子傳來的機械振動;二是電機電磁場產生的電磁振動。由于轉子的平衡精度不可能達到理想程度,轉子旋轉后,由于質量不平衡引起的振動通過軸承和端蓋傳到定子機座,產生工頻(50Hz)振動;而由于轉子磁極(大齒)與小齒呈現的相互垂直的剛度的差異,則對定子產生二倍工頻(100Hz)的振動。由電機電磁場產生的電磁振動力為:(1)因定子鐵心有交變磁通通過所產生的交變電動力導致的工頻振動。在鐵心未壓緊或鐵心局部過熱時即產生強烈的振動和噪聲。(2)旋轉的轉子加勵磁后,相當于旋轉的電磁鐵,對定子鐵心產生使其變形的磁拉力,由此產生二倍頻振動力,即橢圓振動--這也是定子鐵心振動的主要振源。發電機帶負載后將使鐵心的倍頻振動力加強,且由于定子端部漏磁場的軸向分量影響產生軸向的倍頻振動力。當發電機發生三相短路時,將使定子鐵心的橢圓振動與形加劇。兩相短路時,定子鐵心還會發生扭轉振動。為將這些危害發電機安全運行的振動減至最小,除在設計和制造工藝方面提高定子鐵心的剛度和彈性模量,使其固有頻率避開工頻和二倍頻外,對大型汽輪發電機的定子鐵心還采用彈性固定的辦法即彈性定位筋或彈簧板隔振結構固定在定子機座上,以減小鐵心振動直接傳至機座上。

  定子鐵心壓裝變松

  國產及進口200MW及以上容量的大型汽輪發電機曾多次發生過定子鐵心硅鋼片壓裝變松故障,輕微者僅對松弛部位加塞涂絕緣漆的硅鋼片等塞緊,或扭緊定位筋及穿心螺母進行局部處理;嚴重者則需將定子繞組全部抬出,相關的緊固件全部拆除,以更換已損壞的整段鐵心,對鐵心進行整體壓裝,造成極大損失。從歷次對鐵心松弛故障原因分析的結果來看,老舊機組大多因為運行年久,在交變電磁振動力及鐵心自身重力的影響下,破壞了鐵心疊片間絕緣漆膜形成的阻滯力,導致鐵心疊片變松,片間絕緣被破壞,形成片間短路和局部過熱。新投入的發電機定子鐵心疊片變松的原因則是多方面的。



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