MW双水内冷发电机转子热变形诊断与处理科技成果推广资料

2014年集团公司科技成果发布及推广交流300MW机组双水内冷发电机转子热变形诊断与处理科技信息部2014年7月

2014年集团公司科技成果发布及推广交流成果说明：

本成果是根据集团公司系统内大唐淮南洛河发电厂实际使用经验整理而来。成果的整理过程中得到各级领导的大力支持，在此一并致谢！2014年集团公司科技成果发布及推广交流成果名称推广范围集团先期使用情况效益测算关键设备或技术技术原理推广方案其它注意事项适用标准

2014年集团公司科技成果发布及推广交流300MW机组双水内冷发电机转子热变形诊断与处理成果名称

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广范围

集团公司内因发电机转子热不平衡引起振动等异常的火电机组

2014年集团公司科技成果发布及推广交流集团先期使用情况设备名称设备型号结构型式设备制造商#1发电机QFS-300-2双水内冷发电机上海电机厂设备情况时间主要事件记录2007年4月增容改造，额定功率增至320MW，转子返厂改造、大修2008年3月小修，未发现问题2009年下半年运行中，10号瓦轴振明显增大威胁机组安全运行

2014年集团公司科技成果发布及推广交流集团先期使用情况数据采集

1号机组发电机后瓦（10瓦）轴振信号随负荷变化明显，而且负荷改变后振动随时间而变化，据了解要滞后3-4分钟。

对于1号机来说，当负荷从24.9万千瓦升到26.6万千瓦以后，9瓦、10瓦的轴振信号都有明显变化，从选频幅值上看，9瓦最大变化超过30um，10瓦最大变化达44um。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流集团先期使用情况数据采集

当负荷升高时，10瓦的瓦振也看得出在增大。2号机9瓦、10瓦选频的振动相位基本相同，1号机9瓦、10瓦振动的选频幅值存在一定量的反相分量。如果反相分量是由于热变形引起的，那么热变形的量是不大的（300MW双水内冷发电机转子反相不平衡对3000rpm时的振动灵敏度高）。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流集团先期使用情况原因分析

通过振动数据的对比、分析，确定发电机转子存在少量热变形。

可能引起热变形的原因是多方面的，发电机转子绕组匝间短路和发电机转子水回路局部堵塞都可造成转子热变形。而双水内冷发电机转子发生匝间短路的可能性较小，最大可能是由于发电机转子的水冷通道中，某个或某些通路有少量的阻碍物使得水流不均匀所引起。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流集团先期使用情况排查处理1号发电机运行期间，提高转子水压，增大转子冷却水流量。2010年2月，1号发电机小修期间对发电机转子进行交流阻抗试验。小修期间，对1号发电机转子水回路进行反冲洗。对1号发电机转子水回路进行流量试验。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流

1号机2号机24.9万千瓦26.6万千瓦29.1万千瓦频率通频1倍频2倍频通频1倍频2倍频通频1倍频2倍频9瓦X7532∠7318∠2639861∠4421∠268146143∠32317∠116Y10077∠22513∠9111081∠21320∠839188∠688∠285瓦振17

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20

10瓦X205190∠2516∠260250234∠2515∠249295103∠29847∠88Y10192∠1599∠81120113∠1608∠6026447∠6664∠261瓦振3019∠53

3323∠56

13

1、2号机9瓦和10瓦的振动测量数据

2014年集团公司科技成果发布及推广交流效益测算

安全方面：保证发电机安全稳定运行，避免机

组非计划停运。

经济方面：以300MW机组为例，一旦发生发电机转子堵塞事故，至少检修工期15天，按平均负荷240MW计算，损失电量约8640万kwh。按上网电价0.38元/kwh计算，可减少损失3300万元左右。

社会效益：在不抽发电机转子的情况下，对发电机转子热变形诊断与处理，降低了检修人员的劳动强度。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流关键设备或技术1、引起发电机振动的原因很多，根据发电机转子的结构特点，并通过数据分析，确定引起发电机振动的主要原因是该发电机转子存在少量热变形。但是可能引起热变形的原因是多方面的，通过分析排查，最大可能是由于发电机转子的水冷通道中，某个或某些通路有少量的阻碍物使得水流不均匀所引起的热变形。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流关键设备或技术2、通过对运行参数的调整，稳定发电机的运行工况，使发电机振动值趋于稳定，避免发电机非计划停运。3、利用机组小修机会，在不抽发电机转子的情况下，对发电机转子水回路进行反冲洗，这样就能够将局部堵塞物冲出，并进行转子流量试验判断反冲洗的效果。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流技术原理

双水内冷发电机的转子线圈直接通水冷却，冷却水通过进水支座到达转子进水箱，在转子离心力作用下，分别流进17只进水接头，经绝缘引水管进入绕组空心导线内，并再通过出水侧16根绝缘引水管，在转子离心力作用下甩出进入出水支座。其结构示意如下：

2014年集团公司科技成果发布及推广交流技术原理发电机转子热不平衡引起振动主要有下列原因：1、发电机转子的通风结构不合理。2、发电机转子的通风沟、槽堵塞，或转子冷却水回路堵塞。3、转子匝间短路也会使转子产生热不平衡，引起轴系振动。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流技术原理发电机转子匝间短路引起机组振动的主要特点：1、发电机转子匝间短路，带上负荷时振动大，无负荷时振动正常。匝间短路消除，振动恢复正常。2、有功功率和无功功率增大均使振动增大，有功功率的影响更大一些。有功功率和无功功率对振动的影响都有时滞现象，而无功功率的时滞现象更加明显。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流技术原理3、转子为水内冷式的发电机转子对匝间短路引起振动较敏感。而空冷或氢冷转子相对不敏感，因为空冷或氢冷转子冷却介质之间热交换比较均匀，所以短路时热弯曲较小。4、发电机转子匝间短路时影响轴承振动，电气运行参数会有所反应，只不过有时反应明显，有时反应不明显。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流技术原理发电机转子的通风沟、槽堵塞，或转子冷却水回路堵塞引起振动的主要特点：1、此种情况引起的振动，电气运行参数不会变化。2、增大发电机冷却氢气压力或转子冷却水压力，发电机轴承振动可能会出现稳定和下降的现象。3、发电机有功功率增大以后，发电机轴振信号会有明显变化。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广方案实施前的准备1、参加检查人员必须严格遵守《电业安全工作规程》和其他有关安全规定。2、做好开工前的各项准备工作，并明确人员职责、分工，负责人应做好现场安全技术交底。3、转子检查工作应由负责人统一指挥。检查前负责人应检查专业工器具准备合适、完备。4、工作人员要自觉遵章守纪，正确使用劳保用品。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广方案5、认真做好现场安全监督，发电机平台应设专人监护。端盖孔洞应设隔板封堵，周围设红、白带隔离，工具进行登记核实，非工作人员严禁人内。6、发电机转子反冲洗及流量专用工具应检查正常无遗漏并摆放整齐。7、高压试验工作人员在试验中，应提前拉好隔离带，做好试验监护工作。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广方案实施方案1、发电机盘车期间，做动态转子交流阻抗试验。试验电压峰值不超过励磁电压，即460V。在相同试验条件下与历年数值相比较，不应有显著变化。2、发电机停盘车后，做静态转子交流阻抗，试验电压同上。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广方案3、转子绝缘电阻试验，用500V绝缘电阻表测量，在通水状态下不应小于5kΩ，检修过程中，吹干剩水后不应小于1MΩ。4、直流电阻试验。与初次所测结果比较，其判别一般不应超过2%，如大于1%时应引起注意，并查明原因。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广方案5、转子流量试验。试验压力为0.1MPa，记录15s、30s流量值，两个极不同号线圈的流量值相差不超过20%。各线圈流量与历次检修记录比较，误差不大于10%。

6、转子水回路反冲洗。转子16只出水孔用专用闷头螺钉闷死，压缩空气和除盐水接在反冲洗装置上，然后依次开启一孔通入水、气交替反冲，直到出水洁净为止。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流推广方案7、发电机在开机之前做不同转速交流阻抗，即发电机开机动态500、1000、1500、2000、2500、3000转/分下，转子交流阻抗，以上试验数据和历史试验数据相比，应没有明显差别。8、发电机空载特性试验，试验数据和历史试验数据相比，应没有明显差别。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流其它注意事项1、引起发电机轴系振动的原因是复杂的。有来自轴系内部的：轴系中心不正，轴系平衡不良等；有来自外部的因素：如由于转子槽通风不平衡引起的热弯曲、还有轴承排烟不畅、油膜振荡引起机组振荡等。有机械方面的原因也有电气方面的原因。如发电机转子护环移位、定转子磁路不平衡问题引发的转子不平衡而引起的振动等等，所以对于发电机转子热变形的问题诊断应将振动诊断和电气诊断结合起来进行。

2014年集团公司科技成果发布及推广交流其它注意事项3、为确保发电机组长周期安全、稳定