2014年集團公司科技成果發布及推廣交流300MW機組雙水內冷發電機轉子熱變形診斷與處理科技信息部2014年7月

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流成果說明：

本成果是根據集團公司系統內大唐淮南洛河發電廠實際使用經驗整理而來。成果的整理過程中得到各級領導的大力支持，在此一并致謝！2014年集團公司科技成果發布及推廣交流成果名稱推廣范圍集團先期使用情況效益測算關鍵設備或技術技術原理推廣方案其它注意事項適用標準

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流300MW機組雙水內冷發電機轉子熱變形診斷與處理成果名稱

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣范圍

集團公司內因發電機轉子熱不平衡引起振動等異常的火電機組

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流集團先期使用情況設備名稱設備型號結構型式設備制造商#1發電機QFS-300-2雙水內冷發電機上海電機廠設備情況時間主要事件記錄2007年4月增容改造，額定功率增至320MW，轉子返廠改造、大修2008年3月小修，未發現問題2009年下半年運行中，10號瓦軸振明顯增大威脅機組安全運行

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流集團先期使用情況數據采集

1號機組發電機后瓦（10瓦）軸振信號隨負荷變化明顯，而且負荷改變后振動隨時間而變化，據了解要滯后3-4分鐘。

對于1號機來說，當負荷從24.9萬千瓦升到26.6萬千瓦以后，9瓦、10瓦的軸振信號都有明顯變化，從選頻幅值上看，9瓦最大變化超過30um，10瓦最大變化達44um。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流集團先期使用情況數據采集

當負荷升高時，10瓦的瓦振也看得出在增大。2號機9瓦、10瓦選頻的振動相位基本相同，1號機9瓦、10瓦振動的選頻幅值存在一定量的反相分量。如果反相分量是由于熱變形引起的，那么熱變形的量是不大的（300MW雙水內冷發電機轉子反相不平衡對3000rpm時的振動靈敏度高）。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流集團先期使用情況原因分析

通過振動數據的對比、分析，確定發電機轉子存在少量熱變形。

可能引起熱變形的原因是多方面的，發電機轉子繞組匝間短路和發電機轉子水回路局部堵塞都可造成轉子熱變形。而雙水內冷發電機轉子發生匝間短路的可能性較小，最大可能是由于發電機轉子的水冷通道中，某個或某些通路有少量的阻礙物使得水流不均勻所引起。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流集團先期使用情況排查處理1號發電機運行期間，提高轉子水壓，增大轉子冷卻水流量。2010年2月，1號發電機小修期間對發電機轉子進行交流阻抗試驗。小修期間，對1號發電機轉子水回路進行反沖洗。對1號發電機轉子水回路進行流量試驗。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流

1號機2號機24.9萬千瓦26.6萬千瓦29.1萬千瓦頻率通頻1倍頻2倍頻通頻1倍頻2倍頻通頻1倍頻2倍頻9瓦X7532∠7318∠2639861∠4421∠268146143∠32317∠116Y10077∠22513∠9111081∠21320∠839188∠688∠285瓦振17

18

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號機9瓦和10瓦的振動測量數據

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流效益測算

安全方面：保證發電機安全穩定運行，避免機

組非計劃停運。

經濟方面：以300MW機組為例，一旦發生發電機轉子堵塞事故，至少檢修工期15天，按平均負荷240MW計算，損失電量約8640萬kwh。按上網電價0.38元/kwh計算，可減少損失3300萬元左右。

社會效益：在不抽發電機轉子的情況下，對發電機轉子熱變形診斷與處理，降低了檢修人員的勞動強度。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流關鍵設備或技術1、引起發電機振動的原因很多，根據發電機轉子的結構特點，并通過數據分析，確定引起發電機振動的主要原因是該發電機轉子存在少量熱變形。但是可能引起熱變形的原因是多方面的，通過分析排查，最大可能是由于發電機轉子的水冷通道中，某個或某些通路有少量的阻礙物使得水流不均勻所引起的熱變形。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流關鍵設備或技術2、通過對運行參數的調整，穩定發電機的運行工況，使發電機振動值趨于穩定，避免發電機非計劃停運。3、利用機組小修機會，在不抽發電機轉子的情況下，對發電機轉子水回路進行反沖洗，這樣就能夠將局部堵塞物沖出，并進行轉子流量試驗判斷反沖洗的效果。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流技術原理

雙水內冷發電機的轉子線圈直接通水冷卻，冷卻水通過進水支座到達轉子進水箱，在轉子離心力作用下，分別流進17只進水接頭，經絕緣引水管進入繞組空心導線內，并再通過出水側16根絕緣引水管，在轉子離心力作用下甩出進入出水支座。其結構示意如下：

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流技術原理發電機轉子熱不平衡引起振動主要有下列原因：1、發電機轉子的通風結構不合理。2、發電機轉子的通風溝、槽堵塞，或轉子冷卻水回路堵塞。3、轉子匝間短路也會使轉子產生熱不平衡，引起軸系振動。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流技術原理發電機轉子匝間短路引起機組振動的主要特點：1、發電機轉子匝間短路，帶上負荷時振動大，無負荷時振動正常。匝間短路消除，振動恢復正常。2、有功功率和無功功率增大均使振動增大，有功功率的影響更大一些。有功功率和無功功率對振動的影響都有時滯現象，而無功功率的時滯現象更加明顯。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流技術原理3、轉子為水內冷式的發電機轉子對匝間短路引起振動較敏感。而空冷或氫冷轉子相對不敏感，因為空冷或氫冷轉子冷卻介質之間熱交換比較均勻，所以短路時熱彎曲較小。4、發電機轉子匝間短路時影響軸承振動，電氣運行參數會有所反應，只不過有時反應明顯，有時反應不明顯。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流技術原理發電機轉子的通風溝、槽堵塞，或轉子冷卻水回路堵塞引起振動的主要特點：1、此種情況引起的振動，電氣運行參數不會變化。2、增大發電機冷卻氫氣壓力或轉子冷卻水壓力，發電機軸承振動可能會出現穩定和下降的現象。3、發電機有功功率增大以后，發電機軸振信號會有明顯變化。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣方案實施前的準備1、參加檢查人員必須嚴格遵守《電業安全工作規程》和其他有關安全規定。2、做好開工前的各項準備工作，并明確人員職責、分工，負責人應做好現場安全技術交底。3、轉子檢查工作應由負責人統一指揮。檢查前負責人應檢查專業工器具準備合適、完備。4、工作人員要自覺遵章守紀，正確使用勞保用品。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣方案5、認真做好現場安全監督，發電機平臺應設專人監護。端蓋孔洞應設隔板封堵，周圍設紅、白帶隔離，工具進行登記核實，非工作人員嚴禁人內。6、發電機轉子反沖洗及流量專用工具應檢查正常無遺漏并擺放整齊。7、高壓試驗工作人員在試驗中，應提前拉好隔離帶，做好試驗監護工作。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣方案實施方案1、發電機盤車期間，做動態轉子交流阻抗試驗。試驗電壓峰值不超過勵磁電壓，即460V。在相同試驗條件下與歷年數值相比較，不應有顯著變化。2、發電機停盤車后，做靜態轉子交流阻抗，試驗電壓同上。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣方案3、轉子絕緣電阻試驗，用500V絕緣電阻表測量，在通水狀態下不應小于5kΩ，檢修過程中，吹干剩水后不應小于1MΩ。4、直流電阻試驗。與初次所測結果比較，其判別一般不應超過2%，如大于1%時應引起注意，并查明原因。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣方案5、轉子流量試驗。試驗壓力為0.1MPa，記錄15s、30s流量值，兩個極不同號線圈的流量值相差不超過20%。各線圈流量與歷次檢修記錄比較，誤差不大于10%。

6、轉子水回路反沖洗。轉子16只出水孔用專用悶頭螺釘悶死，壓縮空氣和除鹽水接在反沖洗裝置上，然后依次開啟一孔通入水、氣交替反沖，直到出水潔凈為止。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流推廣方案7、發電機在開機之前做不同轉速交流阻抗，即發電機開機動態500、1000、1500、2000、2500、3000轉/分下，轉子交流阻抗，以上試驗數據和歷史試驗數據相比，應沒有明顯差別。8、發電機空載特性試驗，試驗數據和歷史試驗數據相比，應沒有明顯差別。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流其它注意事項1、引起發電機軸系振動的原因是復雜的。有來自軸系內部的：軸系中心不正，軸系平衡不良等；有來自外部的因素：如由于轉子槽通風不平衡引起的熱彎曲、還有軸承排煙不暢、油膜振蕩引起機組振蕩等。有機械方面的原因也有電氣方面的原因。如發電機轉子護環移位、定轉子磁路不平衡問題引發的轉子不平衡而引起的振動等等，所以對于發電機轉子熱變形的問題診斷應將振動診斷和電氣診斷結合起來進行。

2014年集團公司科技成果發布及推廣交流其它注意事項3、為確保發電機組長周期安全、穩定