遼寧東方發電有限公司2號發電機異音原因分析及防治

王日升

（國家電投集團遼寧東方發電有限公司，遼寧 撫順 113007）

遼寧東方發電有限公司2號發電機異音原因分析及防治

王日升

（國家電投集團遼寧東方發電有限公司，遼寧 撫順 113007）

遼寧東方發電有限公司2號發電機運行中產生異音，在低負荷時較嚴重，中間部位聲音較大。經試驗分析，判定該發電機異音是機械方面的風區擋板部分開焊、鐵芯背部部分構件松動引起的。利用機組停機A級檢修機會，對該發電機進行抽芯處理，異音情況消除，徹底解決了發電機運行中異音大的問題。

發電機；異音；電磁；機械

1 事件經過

遼寧東方發電有限公司2號發電機為哈爾濱電機廠有限責任公司生產的QFSN－350－2型氫內冷汽輪發電機，其冷卻采用水—氫—氫方式，即定子繞組為水內冷，轉子繞組為氫內冷，定子鐵芯及構件為氫外冷。

2014年6月22日，該發電機運行中出現異常聲音，聲音較以往明顯增大，主要跡象為：有功負荷173.5 MW，無功負荷80.67 Mvar，定子電流5 508 A，轉子電流1 605 A，功率因數0.9時，發現發電機本體運行聲音增大，中間部位聲音較大，勵磁、機側相對較小。立即將機組AVC解除，調整發電機無功至113 Mvar，異音輕微降低。經觀察，發電機在有功負荷200 MW、無功負荷90 Mvar以下時，運行異音明顯較大，但發電機定子繞組、鐵芯、定冷水溫度等參數均正常。

2 發電機異音原因分析

2.1 電磁原因

a.由定、轉子之間氣隙不均引起的。該聲音為時大時小的“嗡嗡”聲。

b.由過負荷引起的。包括過電壓與過電流，其表現為聲音增大，但仍是“嗡嗡”聲。

c.由負荷急劇變化引起的。會出現“割割、割割”突擊的間歇聲，該聲音的發生與發電機的表計（電流、電壓、有功、無功負荷等）指示同時動作。

d.定子鐵芯故障。會發出放電的噼啪聲，嚴重時會造成不正常鳴音［1］。

e.發電機不對稱狀態下運行，定子繞組中出現負序電流。該聲音表現為100 Hz的倍頻噪音。

2.2 機械原因

兩極式同步發電機運行時，氣隙磁場強度沿定子鐵芯內圓各點交變，對定子鐵芯產生磁拉力，兩磁極中心線上的磁拉力最大，極間最小，使定子鐵芯產生變形［2］。在轉子旋轉時，每轉1周，鐵芯的變形要交變2次，這就使定子鐵芯中產生雙頻振動，長期雙頻振動會引起定子鐵芯、定子繞組固定卡、溫度測點等內部構件松動，從而產生異音［3］。這類聲音表現為“錘擊”、“刮大風”、“叮叮當當”、“呼呼”或“沙沙”等聲音。產生該類異音時，發電機各表計指示正常，各部分溫度也正常。

3 發電機異音的判定

經觀察試驗，判定該發電機的異音并非由定、轉子之間氣隙不均引起的，因為一旦氣隙不均勻，發電機軸振首先反映出來，發電機各部分運行參數勢必發生變化，但該發電機在產生異音過程中各部分運行參數穩定，該發電機軸瓦、密封瓦的設計也不可能發生氣隙超標現象。同時發電機所發出的聲音不是“嗡嗡”聲，因此判斷發電機異音也不是高頻現象引起的。該發電機所產生的異音是低頻聲音，產生低頻聲音不是由大部件松動引起的，例如發電機鐵芯大面積松動等，但不排除鐵芯存在局部松動跡象。發電機發出的聲音在發電機4～6風區范圍內，而發電機風區擋板正好在此范圍內，因此判定引起發電機異音的主要原因為風區擋板開焊所致。發電機風區擋板沿發電機鐵芯圓周四區分布，四區分布完全與發電機轉子“四進、五出”風區相同，4圈擋風板分別由18段擋板組成，擋板厚度約3 mm。鐵芯松動與風區擋板松動所發出的異音存在因果關系［4］。如很薄很薄的鐵板一旦受到外部完全滿足彈性要求的作用力，鐵板將可能產生長時間的振動，一旦發出的振動力不能滿足彈性要求，將不可能產生長時間的振動。但也不排除18根定位筋存在局部開焊的問題；另一方面，發電機產生異音的根源可能是由鐵芯部件松動引起的。通過發電機異音時有時無的現象來看更容易解釋，只要滿足發電機鐵芯產生振動并與風區擋板振動頻率合拍，必然發出撞擊聲。通過以上分析，判斷該發電機異音的主要原因為4圈風區擋板存在部分開焊跡象，鐵芯有部件松動。該隱患后果較嚴重，因擋板一旦脫落到鐵芯上，極易發生鐵芯片間短路故障，甚至造成鐵芯燒損重大事故，因此應盡快停機處理。

4 應急方案

為確保該發電機在異音未進行處理前的安全運行，制定發電機本體異音保運措施，保證異音缺陷未消除前機組的安全，做到缺陷可控、再控，具體措施有以下幾點。

a.在保證發電機功率因數不超過0.95且6 kV廠用母線電壓在規定范圍內的前提下，保持發電機無功功率不低于100 Mvar運行，盡量保持無功負荷最高運行。

b.在發電機有功負荷200 MW以下時，增加對該發電機的巡檢次數，由每2 h巡檢1次縮短為每30 min巡檢1次，若發電機異音或振動有明顯增大時，立即采取措施。必要時與電網調度溝通，保持該機組負荷盡可能高于210 MW運行。

c.夜班發電機有功負荷較低且無功低于100 Mvar時，在滿足功率因數情況下，可以請示電網調度將機組AVC解除，增加發電機無功，觀察異音情況，盡量調整保持發電機異音最小。

d.監視發電機定子、轉子各參數變化，加強勵磁系統各部分檢查，并按時記錄，同時對各參數進行對比。

e.加強對該發電機鐵芯溫度、繞組溫度、定冷水溫度及氫溫的監視，當發現定子鐵芯某點溫度不正常（升高5℃）時，立即檢查發電機異音情況，并根據異音情況及時判斷、分析，若溫度繼續升高，應立即降低發電機有功負荷，將溫度降至允許值以下。當發現定子繞組某點溫度不正常升高，且與最低溫度間的溫差達8℃或定子繞組引水管出水溫差達8℃時，應查明原因并加強監視，此時可降低負荷，一旦定子繞組溫差達14℃，或定子引出水管出水溫差達12℃，或任一定子槽內層間測溫元件溫度超過90℃，或出水溫度超過85℃時，在確認測溫元件完好后，應解列停機。

f.加強對該汽輪發電機組各軸瓦溫度、振動的監視，若振動有明顯增大趨勢，在確保測量結果無誤情況下，應立即采取應對措施。

g.監視發電機氫壓變化，記錄發電機漏氫量，發現漏氫增大及時查找原因。及時對發電機氫含氧和純度進行化驗，及時排污補氫，保證氫含氧和純度合格。

5 整改措施及效果

2014年7月，利用機組停機A級檢修機會，對該發電機進行抽芯檢查，發現發電機4圈風區擋板開焊，鐵芯背部有部件松動，同時部分測溫用蛇皮管松動，固定卡子沒有穩固蛇皮管。在哈爾濱電機廠有限責任公司技術人員的指導下，將上述缺陷處理好，機組投運后發電機異音的情況消除，徹底解決了發電機運行中異音大的問題。

［1］ 劉愛忠.300 MW火電機組培訓叢書電氣設備及運行［M］.北京：中國電力出版社，2003.

［2］ 姚大坤，曲大慶.汽輪發電機定子端部繞組振動現場在線測試［J］.東北電力技術，2002，23（1）：21－23.

［3］ 涂光瑜.汽輪發電機及電氣設備第二版［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］ 郭大鵬，葛翔飛.350 MW百萬千瓦級發電機端部振頻異常分析［J］.東北電力技術，2012，33（9）：16－17.

Analysis and Prevention of Abnormal Sound on No.2 Generator in Liaoning Dongfang Power Co.，Ltd.

WANG Ri?sheng
（SPIC Liaoning Dongfang Power Co.，Ltd.，Fushun，Liaoning 113007，China）

Liaoning Dongfang Power Plant No.2 generator produces abnormal sound in running，lower load is more serious，especially middle part of the generator set.Through test analysis，the reason of abnormal sound is caused by mechanical aspects of the open weld?ing in wind zone plate part and the backsides of iron core caused by the loosening of parts.Optimize the opportunities for level A repair，the malfunction which makes abnormal sound is solved.The problem of abnormal sounds is settled thoroughly.

Generator；Abnormal sound；Electromagnet；Machinery

TM307＋.1

A

1004－7913（2016）04－0060－03

王日升（1975—），男，學士，工程師，主要從事350 MW機組運行工作。

2016－01－18）