辽宁东方发电有限公司2号发电机异音原因分析及防治

王日升

（国家电投集团辽宁东方发电有限公司，辽宁 抚顺 113007）

辽宁东方发电有限公司2号发电机异音原因分析及防治

王日升

（国家电投集团辽宁东方发电有限公司，辽宁 抚顺 113007）

辽宁东方发电有限公司2号发电机运行中产生异音，在低负荷时较严重，中间部位声音较大。经试验分析，判定该发电机异音是机械方面的风区挡板部分开焊、铁芯背部部分构件松动引起的。利用机组停机A级检修机会，对该发电机进行抽芯处理，异音情况消除，彻底解决了发电机运行中异音大的问题。

发电机；异音；电磁；机械

1 事件经过

辽宁东方发电有限公司2号发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司生产的QFSN－350－2型氢内冷汽轮发电机，其冷却采用水—氢—氢方式，即定子绕组为水内冷，转子绕组为氢内冷，定子铁芯及构件为氢外冷。

2014年6月22日，该发电机运行中出现异常声音，声音较以往明显增大，主要迹象为：有功负荷173.5 MW，无功负荷80.67 Mvar，定子电流5 508 A，转子电流1 605 A，功率因数0.9时，发现发电机本体运行声音增大，中间部位声音较大，励磁、机侧相对较小。立即将机组AVC解除，调整发电机无功至113 Mvar，异音轻微降低。经观察，发电机在有功负荷200 MW、无功负荷90 Mvar以下时，运行异音明显较大，但发电机定子绕组、铁芯、定冷水温度等参数均正常。

2 发电机异音原因分析

2.1 电磁原因

a.由定、转子之间气隙不均引起的。该声音为时大时小的“嗡嗡”声。

b.由过负荷引起的。包括过电压与过电流，其表现为声音增大，但仍是“嗡嗡”声。

c.由负荷急剧变化引起的。会出现“割割、割割”突击的间歇声，该声音的发生与发电机的表计（电流、电压、有功、无功负荷等）指示同时动作。

d.定子铁芯故障。会发出放电的噼啪声，严重时会造成不正常鸣音［1］。

e.发电机不对称状态下运行，定子绕组中出现负序电流。该声音表现为100 Hz的倍频噪音。

2.2 机械原因

两极式同步发电机运行时，气隙磁场强度沿定子铁芯内圆各点交变，对定子铁芯产生磁拉力，两磁极中心线上的磁拉力最大，极间最小，使定子铁芯产生变形［2］。在转子旋转时，每转1周，铁芯的变形要交变2次，这就使定子铁芯中产生双频振动，长期双频振动会引起定子铁芯、定子绕组固定卡、温度测点等内部构件松动，从而产生异音［3］。这类声音表现为“锤击”、“刮大风”、“叮叮当当”、“呼呼”或“沙沙”等声音。产生该类异音时，发电机各表计指示正常，各部分温度也正常。

3 发电机异音的判定

经观察试验，判定该发电机的异音并非由定、转子之间气隙不均引起的，因为一旦气隙不均匀，发电机轴振首先反映出来，发电机各部分运行参数势必发生变化，但该发电机在产生异音过程中各部分运行参数稳定，该发电机轴瓦、密封瓦的设计也不可能发生气隙超标现象。同时发电机所发出的声音不是“嗡嗡”声，因此判断发电机异音也不是高频现象引起的。该发电机所产生的异音是低频声音，产生低频声音不是由大部件松动引起的，例如发电机铁芯大面积松动等，但不排除铁芯存在局部松动迹象。发电机发出的声音在发电机4～6风区范围内，而发电机风区挡板正好在此范围内，因此判定引起发电机异音的主要原因为风区挡板开焊所致。发电机风区挡板沿发电机铁芯圆周四区分布，四区分布完全与发电机转子“四进、五出”风区相同，4圈挡风板分别由18段挡板组成，挡板厚度约3 mm。铁芯松动与风区挡板松动所发出的异音存在因果关系［4］。如很薄很薄的铁板一旦受到外部完全满足弹性要求的作用力，铁板将可能产生长时间的振动，一旦发出的振动力不能满足弹性要求，将不可能产生长时间的振动。但也不排除18根定位筋存在局部开焊的问题；另一方面，发电机产生异音的根源可能是由铁芯部件松动引起的。通过发电机异音时有时无的现象来看更容易解释，只要满足发电机铁芯产生振动并与风区挡板振动频率合拍，必然发出撞击声。通过以上分析，判断该发电机异音的主要原因为4圈风区挡板存在部分开焊迹象，铁芯有部件松动。该隐患后果较严重，因挡板一旦脱落到铁芯上，极易发生铁芯片间短路故障，甚至造成铁芯烧损重大事故，因此应尽快停机处理。

4 应急方案

为确保该发电机在异音未进行处理前的安全运行，制定发电机本体异音保运措施，保证异音缺陷未消除前机组的安全，做到缺陷可控、再控，具体措施有以下几点。

a.在保证发电机功率因数不超过0.95且6 kV厂用母线电压在规定范围内的前提下，保持发电机无功功率不低于100 Mvar运行，尽量保持无功负荷最高运行。

b.在发电机有功负荷200 MW以下时，增加对该发电机的巡检次数，由每2 h巡检1次缩短为每30 min巡检1次，若发电机异音或振动有明显增大时，立即采取措施。必要时与电网调度沟通，保持该机组负荷尽可能高于210 MW运行。

c.夜班发电机有功负荷较低且无功低于100 Mvar时，在满足功率因数情况下，可以请示电网调度将机组AVC解除，增加发电机无功，观察异音情况，尽量调整保持发电机异音最小。

d.监视发电机定子、转子各参数变化，加强励磁系统各部分检查，并按时记录，同时对各参数进行对比。

e.加强对该发电机铁芯温度、绕组温度、定冷水温度及氢温的监视，当发现定子铁芯某点温度不正常（升高5℃）时，立即检查发电机异音情况，并根据异音情况及时判断、分析，若温度继续升高，应立即降低发电机有功负荷，将温度降至允许值以下。当发现定子绕组某点温度不正常升高，且与最低温度间的温差达8℃或定子绕组引水管出水温差达8℃时，应查明原因并加强监视，此时可降低负荷，一旦定子绕组温差达14℃，或定子引出水管出水温差达12℃，或任一定子槽内层间测温元件温度超过90℃，或出水温度超过85℃时，在确认测温元件完好后，应解列停机。

f.加强对该汽轮发电机组各轴瓦温度、振动的监视，若振动有明显增大趋势，在确保测量结果无误情况下，应立即采取应对措施。

g.监视发电机氢压变化，记录发电机漏氢量，发现漏氢增大及时查找原因。及时对发电机氢含氧和纯度进行化验，及时排污补氢，保证氢含氧和纯度合格。

5 整改措施及效果

2014年7月，利用机组停机A级检修机会，对该发电机进行抽芯检查，发现发电机4圈风区挡板开焊，铁芯背部有部件松动，同时部分测温用蛇皮管松动，固定卡子没有稳固蛇皮管。在哈尔滨电机厂有限责任公司技术人员的指导下，将上述缺陷处理好，机组投运后发电机异音的情况消除，彻底解决了发电机运行中异音大的问题。

［1］ 刘爱忠.300 MW火电机组培训丛书电气设备及运行［M］.北京：中国电力出版社，2003.

［2］ 姚大坤，曲大庆.汽轮发电机定子端部绕组振动现场在线测试［J］.东北电力技术，2002，23（1）：21－23.

［3］ 涂光瑜.汽轮发电机及电气设备第二版［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［4］ 郭大鹏，葛翔飞.350 MW百万千瓦级发电机端部振频异常分析［J］.东北电力技术，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，学士，工程师，主要从事350 MW机组运行工作。

2016－01－18）