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大型汽轮发电机定子绕组端部振动智能检修系统研究及应用

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成果主要完成人

潘龙飞、梁 彬、沈德华、张利馗、刘志勇、李志和、兰 波、石二楼、韩格尔

项目概况

目前,汽轮发电机定子绕组端部振动异常问题突出,定子绕组端部伸展较长类似悬臂梁结构,受力情况复杂,且端部的振动状态不可能是一成不变的,投运时端部振动完全合格的发电机长期运行后,其固有频率也可能落入“共振区”范围内,造成振动状态逐步或突然恶化。长期过大的振动会造成发电机端部紧固结构件松动、线棒绝缘磨损,还可能致使股线因机械疲劳而断裂。一般的电气监测和外部部件振动监测反映不出这种危险的振动变化,直接监测定子绕组端部的振动状态是非常有效的技术措施。 2019年7月,#2发电机大修后内冷水箱含氢量超标,连续离线检测含氢量在2.08~7.90%,停机检查确定#8槽下层线棒2根空心股线和3根实心股线存在不同程度的开裂,断口位于导线整体钎焊部分与未钎焊部分交界处,距离水盒根部40mm处。经材料失效分析检验认定为疲劳断裂。 2020年5月,#1发电机定子膛内检查确定机励侧拉紧楔脱落,相邻左侧拉紧楔块松动, 绝缘螺杆甩到励侧端部3点半渐开线位置,33号槽上层线圈表面有3 mm 深磨损现象,励端3根、汽端4根绝缘螺杆断裂。 为确保发电机安全运行,避免因发电机端部长期振动而造成端部原件脱落或线棒磨损等恶性事故发生,华电包头公司针对现场存在的发电机端部振动问题联合哈电机大电机研究所在两台发电机加装端部振动智能诊断系统,从振动变化趋势上识别某些潜在或者发展中的故障及时发现隐患,达到早期预警并将事故消除在萌芽状态。该系统上线后运行稳定,能够精准反映各运行状态下定子绕组端部的振动情况,如果运行时端部振动突然发生异常情况,运行人员可根据机组振动情况及时调整发电机运行状态并根据振动数据分析研究及时采取有效解决方法。2022年进行#1、#2号发电机端部振动监测系统测振装置国产化替代及软件系统融合改造,升级为汽轮发电机定子绕组端部振动智能诊断检修系统。 该智能检修诊断系统具有故障整合及相关性分析、故障源定位、端部绕组性能评估、具有自学习功能的趋势分析等本类产品国内领先、国际先进的创新性智能诊断分析功能,可监测诊断端部振动状态并有效指导发电机检修。该成果有益于电站智能化智慧化升级改造,为智慧电厂,预防性检修及智能诊断,提供有益的监测诊断手段与新思路,具有在电力行业内广泛推广使用的价值,具有极大的经济效益和社会效益。