發電機轉子軸振動隨勵磁電流的增大而增大案例分析

某電廠為東汽300MW機組，一個嚴重的高浪湧(由於我們其中一個出口灣的短路)導致電廠所有5個機組全部停電和跳閘。

事件當天，未讓盤車裝置和渦輪(連同發電機)保持靜止狀態90分鍾。然後汽機起盤車裝置。現在，當渦輪恢複運行，直到衝轉3000rpm(我們的50赫茲電網)沒有振動(第5和第6軸振動。第5、6為發電機軸承)。5號和6號縱向震動50um。

現在，在同步期間，當勵磁開關閉合時，發電機軸振動(5和6)上升到110和100 um。當增加負載時，振動將上升到180 um (滿量程為250值)，但汽輪機HP-LP軸振動是正常的。從那時起，勵磁係統和AVR(自動電壓調節器)一直保持在手動模式，以盡量減少勵磁電流。一個現象是:在250 MW，轉子振動(第5和第6)是150 um。當負載下降到150mw(在手動模式下保持勵磁電流恒定)時，軸振動上升到200um(可能因為無功功率與MW成反比)。在不同的速度下進行了常規的阻抗測試，但沒有這樣的缺陷穀。靜態RSO令人滿意。

發電機的製造商東方電氣公司(DEC)，他們說沒有機械問題，因為在同步之前，在滾動過程中沒有看到振動。但在斷路器合閘後，端電壓的增加使振動急劇增加。交流勵磁是帶電刷的靜態晶閘管型。有兩個可能的原因(沒有任何重要的測試)。

一是轉子間轉短可能。二是勵磁係統增加引起轉子彎曲引起振動。

1)隨著勵磁電流的增加，振動數值跟著加大，此種情況表明，振動是由於磁場不平衡引起的。造成磁場不平衡的原因有：發電機轉子線圈短路：發電機轉子和靜子間空氣間隙不均勻等；

2)磁場電流增加時振動不立即增大，而是隨著磁場電流增加在一定的時間內成階梯狀的增大，在勵磁電流增大時尤為顯著。這表明振動和轉子在熱狀態下的質量不均衡有關。

Tips:

RSO試驗是RECURRENT?SURGE?OSCILLO-?GRAPH的縮寫，即循環周期性電脈衝示波器試驗，最早是由英國專家提出的。其主要原理就是在轉子繞組的兩端同時注入一個連續的前沿陡峭的低電壓脈衝。當脈衝在轉子繞組傳播時，一旦遇到任何在繞組的特性阻抗上有不連續的地方，就會產生一個反射脈衝，反射脈衝會重新回到注入點，通過分析注入點的波形來分析繞組故障。RSO試驗是RECURRENT?SURGE?OSCILLO-?GRAPH的縮寫，即循環周期性電脈衝示波器試驗，最早是由英國專家提出的。其主要原理就是在轉子繞組的兩端同時注入一個連續的前沿陡峭的低電壓脈衝。當脈衝在轉子繞組傳播時，一旦遇到任何在繞組的特性阻抗上有不連續的地方，就會產生一個反射脈衝，反射脈衝會重新回到注入點，通過分析注入點的波形來分析繞組故障。對於發電機繞組中常見的故障，如繞組斷路、接地故障等，一般常用的電氣試驗都可以判斷出來。而對於匝間短路，一般的電氣試驗較難判斷。而RSO試驗在檢測發電機轉子繞組的多種類型故障上有獨到之處，尤其可以較好地判斷和分析匝間短路故障，一能定位故障位置，二能在相當程度上知道故障的嚴重程度。?

對於匝間短路來說，反射波是一個斷路型反射波和接地型反射波的合成。反射波的波形，其中TF相當於脈衝在短路匝間環路的傳播時間。在輸入點，示波器監視的波形是輸入波和反射波的相加。

RSO試驗采用的是在轉子繞組兩端同時加脈衝的方法，因此，隻要故障點不在繞組的絕對中間，就可以利用雙蹤示波器看到兩端信號的不一致，進而通過相加、相減來分析故障波形，兩者疊加可以看到不能完全重合的地方，而相減就可以看到直線波形上的不連續。