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发电机定子绕组引线的自振频率测试方法

       发电机在运行中,定子线棒受到交变电磁场的作用。特别是大型发电机,其电流大,因此电磁力就大。无论是定子线棒的槽部和端部都受到2倍工频(100Hz)的电磁力的作用,而端部即使在绑扎后也不能形成刚体,如果其机械固有频率在100Hz附近,则线棒在电磁力作用下将发生共振,轻者磨损,重者导致事故。而采取测量端部绕组固有频率(自振频率)的方法,是抑制.发电机端部发生共振的必要检测手段。在《预规》中要求自振频率不得介于基频或倍频的±10%范围内,即110~90Hz范围内,在DUT 735-2000大型汽轮发电机定子绕组端部动态特性的测量和评定中则规定引线固有频率不得介于94~115Hz之间。国外公司除了要求自振频率应避开100Hz范围外,还要求每个测点的振幅不超过规定值,表1-1为法国ALSTOM公司规定的测试标准。
       具体的测点位置如图1-1所示。
表1-1 ALSTOM规定测试值
测试部位 1N力下的振幅值(峰峰值)(μm)
A 0.5
B 0.2
C 0.5
D 2.0
E 2.0
引线振动测点布置图
图1-1 引线振动测点布置图

       一、测试方法
       目前通常采用的激振方式是锤击法,其测试系统一般由力锤、传感器、频谱分析仪等构成。力锤的内部装有压电式力传感器。这种方法也称为频谱分析法,其特点是能快速、准确、直观地将频谱图显示在屏幕上,同时,对被测量信号进行快速处理,并贮存。测量步骤如下。
       1.将加速度传感器用真空泥固定在定子端部被测线棒或引线上。
       2.用力锤锤击线棒或引线。通过传感器将力信号和加速度信号传输至频谱分析仪。
       3.从分析仪显示的频谱曲线上读出线棒或引线的固有频率。
       二、实例说明

5号引出线线棒频谱图
图1-2 5号引出线线棒频谱图

       1.实例1-1 固有频率和振幅值超标
       某电厂进口(法国)330MW发电机,在大修时对发电机定子端部绕组进行测量检查。测量数据见表1-2。
       由实时快速傅立叶分析仪测得的频谱如图1-2所示。

表1-2 引出线自振频率值
方向 组号
1 2 3 4 5
径向 85 135 65 65 100 115
切向 115 120 132.5 112.5 165 120
轴向 116 123 126 115 160 11
振幅(μm·N-1) 0.74 1.24 0.45 1.16 2.5 0.46

       由5号引出线频谱图可见,自振频率值和振幅值都超标。现场检查结果,其压板的螺栓、螺母、锁片均未松动,外层绝缘环环氧树脂也未见脱落开裂现象,故暂不做调频处理,仅加强对该部位的监视,以便发现问题立即处理。
       2.实例1-2 水路堵塞,端部振动
       某电厂一台800MW发电机,在2003年10月10日在运行中发生跳机事故,励侧(发电机靠励磁机的一侧)HIA引线鼻端烧损,通过热水流试验,发现该机56、15号线棒固有频率接近100比,原因是水路堵塞,端部振动。

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