陡河發電廠，河北唐山063028；華北電力科學研究院有限責任公司，北京100045；哈爾濱大電機研究所，黑龍江哈爾濱150040）電機定子繞組端部在線振動監測裝置應用的現實意義。 陡河發電廠7發電機是哈爾濱電機廠生產的XFQS-200-2型汽輪發電機，自1986年11月22日投產以來，共發生過4次定子線圈絕緣損壞事故，其損壞原因除了設計、制造方面存在某些問題外，與機組線棒的振動較大有著直接的關系。例如1989年7月7日停機小修發現，汽側3絕緣盒空心導線疲勞斷裂，汽側3、4上層線棒槽口處主絕緣磨損深達3~5mm，下層線棒主絕緣磨損1mm，均為振動大造成。1990年12月6日發電機燒毀時，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、小修中多次發現端部壓板、支架螺絲松動現象。 1998年大修中華北電力科學研究院對發電機定子繞組端部進行固有頻率測量和模態試驗時，發現大部分線棒存在j07，108H>左右的固有頻率，且模態振型為橢圓型，認為繞組易與電磁力發生共振，行中將1可能因振動大磨損，引發繞組故障。GB/T7064-1996透平型同步電機技術要求》和DL/T 596-1996電力設備預防性試驗規程》及DL/T735-2000大型汽輪發電機定子繞組端部振動特性的測量及評定》都規定發電機定子繞組端部線棒的固有頻率應避開兩倍工頻100Hz）大量的發電機運行實踐也表明，某些定子端部短路事故與端部結構與電磁力的共振有關。 發電機定子繞組端部存在這樣危險頻率范圍內的橢圓振型，為保證今后的安全穩定運行，按有關規定1應當進行定子繞組端部的結構處理。各部門領導對此非常重視，華北電力集團公司生技部、大唐電力股份有限公司生產部等單位專門組織哈爾濱大電機研究所、華北電力科學研究院、山東電力科學研究院、哈爾濱電機廠、北京重型電機廠等有關專家和陡河電廠領導及專業人員在陡河電廠召開專業會議，討論研究解決辦法。哈爾濱電機廠和北京重型電機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因為發電機冷態時的靜止狀t不能1*運行的規定范圍內。壓電晶體式加速度計開機測量顯示振u.動最f值105！hl半年后復測最大102！，）光纖傳，mg光纖振動監測系統篦置本身的安鐠可魯性上明顯時的實際狀況，為了更進一步驗證機組實際的運行狀態，有關專家建議先在發電機繞組端部加裝在線振動監測裝置，根據運行中監測的結果再決定是否改造。 因此決定在7機組小修時進行監測裝置的加裝工作。 2技術方案2.1加裝光纖振動傳感器在發電機汽、勵兩側經模態試驗確認的發電機定子線圈鼻端振幅最大處，加裝光纖傳感器6只，汽側和勵側各3只。其中E側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電機殼上的密封轉換盒上，轉變成電信號后由導線傳送到安裝在6，平臺的監測裝置上。振動監測裝置與局放及測氫裝置布置在同一塊表盤上。進行振動數據處理分析的監測裝置為加拿大維保監測系統公司-i-）生產的PCU*100可編程振動監測儀，可在運行中隨時顯示線棒監測部位的振動幅值，并設定了報警值及危險值，運行人員據此可了解發電機的運行狀況，根據振動狀態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，還在發電機汽側和勵側兩側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，汽側和勵側各3只。具體安裝位置為10、28、46線棒兩側的對應位置，全部測量線棒徑向振動。壓電晶體傳感器外殼進行了電磁屏蔽處理，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據處理及顯示裝置。振動幅值需定期由哈爾濱大電機研究所攜儀器進行測量。 3振動測試結果及分析經過兩種不同測試原理的振動分析儀器測量分析，包括開機時各種負荷狀況下的振動試驗以及運行半年后的復測、長期運行中的在線振動監測，結果表明發電機模態試驗雖然不合格107=108H橢圓振型），但因端部結構的阻尼較大，使運行中負荷狀態下的線棒振動遠沒有當初想象的嚴重，仍處在有關振動限值器開機測量振動最大149pm（運行中振動最大178！n），小于我國目前暫行的允許振動標準250！n.測試數據見附錄。同時也在國外ABB公司100=200jum的監視振動范圍及西屋公司192pm以下的監視范圍之內。所以，根據測量結果，陡河發電廠7發電機振動狀況目前還是滿足正常運行要求的，不必要進行端部結構改造。將來是否改造或處理，將根據運行中振動監測值的發展變化決定。 加裝振動檢測裝置后，運行人員可隨時監測機組線棒的振動狀況，記錄各點的振動幅值，可以觀察分析線棒振動的發展趨勢，對機組的運行狀況做到心中有數，對避免發電機事故的發生及將來的狀態檢修都有很大的幫助。2000年11月機組運行中43線棒振動數值增加75卩，持續10天后又回到原數值，針對此情況，檢修中重點檢查，發現44，45線棒之間支架螺絲松動，及時進行了處理。同時，對電廠其他200MW發電機乃至國內該類型機組的改型設計及運行機組的改造提供了第一手資料。 4結論1）對于在檢修中經模態試驗確認定子繞組端部存在接近100H橢圓振型的發電機，為防止共振現象對繞組端部結構造成損壞，應當會同有關專家對定子端部結構的改造方案進行研究。陡河電廠7發電機盡管歷史上曾多次發生定子繞組端部故障或事故，但鑒于近期較長運行周期內并未發現嚴重的端部緊固件松動和絕緣磨損現象，采取加裝發電機定子繞組端部在線監測振動的裝置，可以直觀準確地了解發電機運行中定子繞組端部線棒的實際振動狀態，以此再決定是否有必要進行端部整體改造，這種處理措施是非常正確的。陡河電廠的經驗表明，該監測裝置投資不大，但起到了保證發電機安全運行的關鍵作用。陡河電廠的經驗對于經模態試驗確認定子繞組端部存在問題的發電機，在改造處理方案的選擇上提供了很好的處理范例。 2）發電機定子繞組端部長期在線監測用的振動傳感器，安裝數量應根據實際情況確定，安裝位置光纖傳感器可選擇經模態試驗確認的振幅最大處，壓電式加速度傳感器只宜安裝在低電位。實測數據表明，兩種振動傳感器的振動數據可以互相驗證，都處于合理的數值上，測試結果是可靠的，兩種測試方法都可以達到監測發電機定子繞組端部振動狀態的目的，但因為更具優勢，應首選光纖振動傳感器。！）陡河電廠7發電機安裝的光纖振動監測系統具有自動記錄數據和振動幅值的限值報警等功能，有效地提供了發電機運行中對定子繞組端部線棒振動狀態的實時監測，提高了發電機安全運行的可靠性，為發電機進一步開展狀態檢修提供了有力支持。 4）由于定子繞組端部振動監測表明振動狀態始終處于規定允許的限值內，發電機將繼續長期監視運行，不需要進行端部結構的改造，為此節省改造資金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，避免了因發電機停運造成的數億kWh電量的經濟損失，提高了機組的等效可用系數，取得了很好的經濟效益。 附錄：7發電機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13線棒、2測點為E側23線棒、3測點為E側43線棒、4測點為T側25線棒、5測點為T側41線棒、6測點為T側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電力行業標準DL/T 735-2000大型汽輪發電機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年畢業于華北電力學院電力與電力系統自動化專業，現為陡河發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年畢業于北京廣播電視大學發電廠及電力系統
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