发电机定子铁芯变形故障分析及处理

火花 · 发表于 2008-1-6 10:58:51

漫湾发电厂共安装5台由东方电机厂制造的SF250/12200-48水轮发电机组，1993年5号机作为首台发电机组正式投运，1995年，5台机组全部投产。
　　机组运行初期情况良好，但在1998年8月初，运行人员发现5号机机架振动、电磁噪音明显增大。检修人员随即对5号机的空冷器、定子铁芯轭部进行外观检查，结果发现定子铁芯发生了不均匀变形的现象。同时，相继对其余4台机也作了类似的检查，结果发现2，4，6号机都有类似的现象。
　　由于定子铁芯变形，形成一种磁振动，增大了机组的振动。如果机组长期在这种状态下运行或振动进一步增大，将给机组结构造成无法预知的破坏，进而导致重大事故或损坏。另外，定子铁芯的变形，也会破坏原机组的磁路线，形成不正常、不规则的磁路，改变原机组的正常运行状态，造成定、转子内部结构的损坏，进一步导致机组重大事故。
1 定子铁芯变形的原因
　　鉴于定子铁芯变形给机组安全运行留下重大隐患，云南省电力集团公司多次召开有关专家及电厂技术人员参加的事故分析会，与会者认为定子铁芯变形的主要原因有以下几点：
(1) 发电机设计时，对机座号大、轴向较长、硅钢片轭部较宽(475 mm)的定子铁芯，在其轭部未设拉紧螺杆；加上发电机通风采用无风扇鼓风系统，其风路的轴向风压偏大，由端部回风，定、转子气隙内和定子膛内风量分配不均，定子铁芯温差较大。
(2) 定子叠片鸽尾与定位筋间没有足够的膨胀间隙，定子机座在工地组焊，挂定位筋后，存在定位筋与冲片间隙配合不当，定位筋与冲片径向间隙小于设计标准0.2 mm。
(3) 因发电机定子铁芯压紧工艺难度较大，在定子铁芯现场叠片组装后，不能确保208根螺杆对铁芯的压紧力一致，在发电机启、停过程中热胀冷缩不均匀，导致铁芯波浪度增大。
2 定子铁芯的检查
　　在机组进行扩大性大修期间，应对定子铁芯进行以下检查：
(1) 检查铁芯各部位振动值和噪声；
(2) 全面检查齿部和轭部；
(3) 检查所有拉紧螺杆与搭焊处有无裂纹；
(4) 做铁损试验；
(5) 检查定子槽楔松动情况，检查线棒绳绝缘有无磨损及电腐蚀现象，检查线棒与铁芯槽侧面有无超标间隙；
(6) 测绝缘电阻，做交直流耐压试验，测量槽电位及泄漏电流，观察电晕现象；
(7) 用紧度刀片及目测方法全面检查铁芯、齿部及轭部有无松动。

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机组运行初期情况良好，但在1998年8月初，运行人员发现5号机机架振动、电磁噪音明显增大。检修人员随即对5号机的空冷器、定子铁芯轭部进行外观检查，结果发现定子铁芯发生了不均匀变形的现象。同时，相继对其余4台机也作了类似的检查，结果发现2，4，6号机都有类似的现象。
　　由于定子铁芯变形，形成一种磁振动，增大了机组的振动。如果机组长期在这种状态下运行或振动进一步增大，将给机组结构造成无法预知的破坏，进而导致重大事故或损坏。另外，定子铁芯的变形，也会破坏原机组的磁路线，形成不正常、不规则的磁路，改变原机组的正常运行状态，造成定、转子内部结构的损坏，进一步导致机组重大事故。
1 定子铁芯变形的原因
　　鉴于定子铁芯变形给机组安全运行留下重大隐患，云南省电力集团公司多次召开有关专家及电厂技术人员参加的事故分析会，与会者认为定子铁芯变形的主要原因有以下几点：
(1) 发电机设计时，对机座号大、轴向较长、硅钢片轭部较宽(475 mm)的定子铁芯，在其轭部未设拉紧螺杆；加上发电机通风采用无风扇鼓风系统，其风路的轴向风压偏大，由端部回风，定、转子气隙内和定子膛内风量分配不均，定子铁芯温差较大。
(2) 定子叠片鸽尾与定位筋间没有足够的膨胀间隙，定子机座在工地组焊，挂定位筋后，存在定位筋与冲片间隙配合不当，定位筋与冲片径向间隙小于设计标准0.2 mm。
(3) 因发电机定子铁芯压紧工艺难度较大，在定子铁芯现场叠片组装后，不能确保208根螺杆对铁芯的压紧力一致，在发电机启、停过程中热胀冷缩不均匀，导致铁芯波浪度增大。
2 定子铁芯的检查
　　在机组进行扩大性大修期间，应对定子铁芯进行以下检查：
(1) 检查铁芯各部位振动值和噪声；
(2) 全面检查齿部和轭部；
(3) 检查所有拉紧螺杆与搭焊处有无裂纹；
(4) 做铁损试验；
(5) 检查定子槽楔松动情况，检查线棒绳绝缘有无磨损及电腐蚀现象，检查线棒与铁芯槽侧面有无超标间隙；
(6) 测绝缘电阻，做交直流耐压试验，测量槽电位及泄漏电流，观察电晕现象；
(7) 用紧度刀片及目测方法全面检查铁芯、齿部及轭部有无松动。

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