60MW空冷汽轮发电机振动试验及分析研究

核心提示：　　3测点布置东方型60MW汽轮发电机是东方电机股份有限公司设计生产的国内单机容量较大的空冷汽轮发电机，其以方便、安全的冷却方式而具有广阔的市场前景。在该机设计阶段，已作了大量的技术开发。在该机出厂前

　　3测点布置东方型60MW汽轮发电机是东方电机股份有限公司设计生产的国内单机容量较大的空冷汽轮发电机，其以方便、安全的冷却方式而具有广阔的市场前景。在该机设计阶段，已作了大量的技术开发。在该机出厂前夕进行了型式试验，测试有关参数，进一步完善该机组的各项科研工作，对其振动进行客观分析评价。本文着重介绍了定子端部绕组振动测试及数据分析处理的方法及研究结果。

　　2试验工况工况1：空转工况2：空载1.3t/工况3：空载1.11/两相稳态短路工况4：空载1.Of/三相稳态短路工况5：空载0.9f/两相短路突加励磁工况6：空载0.786J/工况8：两相稳态短路工况9：两相短路突加励磁工况10：三相稳态短路在励端端部绕组安装8个加速度传感器，其位置如所示，加速度传感器通过环氧粘在端部绕组上，在铁心底背中部安装一个BENTLY速度传感器，在机座、端盖、轴瓦位置安装BENTLY速度传感器进行测试，在拖动电机轴颈处安装一BENTLY位移传感器测试转速及锁相信号。

　　测试系统由传感器、放大器和分析仪器来稿时间：2001年12月12曰组成。定子端部绕组振动利用加速度传感器及与之匹配的阻抗变换器和电压放大器测量，机座和轴承座振动由BN速度传感器拾取，轴系转速和锁相信号由BN位移传感器测试，所有测试信号汇入信号转接箱，输人分析仪器进行信号分析和数据处理，测试信号的谱分析由HP3560A完成，各点振动的幅值和相位测量由DVF-2完成。测试系统仪器连接见所示。

　　5测试结果（测试数据略）。其中端部绕组振动加速度为单峰值，单位为g= 9.81mA2，机座和轴承座振动为单峰值。

　　（测试数据略）。其中端部绕组振动加速度为有效值，单位为g=9.81m/s2，机座和轴承座振动为有效值，单位为jwn. 6数据处理6.1数据处理方法根据振动及数学理论，连续体振动加速度可化为如下形式：i=戈（0对行两嫌值顺嫌动嘛位移：6.2端部绕组振动趋势分析和运行振型分析。

　　（1）由上面10个工况的测试结果作出励端端部绕组8个测点的100Hz振动趋势见~10端部线棒3测点振动趋势端部绕组4测点振动趋势端部绕组5测点振动趋势端部绕组6测点振动趋势（2）由工况4励端端部绕组的振动幅值及相位角作出励端端部绕组的电磁振动运行振型，时间《为r/4、772、3774和71时，由下式：分别计算出励端端部绕组8个测点的振动位移值，即可作出励端端部绕组的电磁振动运行振型1. 0端部绕组8测点振动趋势1端部绕组运行振型7分析讨论以上测试数据表明：该台60MW空冷汽轮发电机定子机座、定子铁心、轴瓦和汽端端盖在空转、空载和短路工况下的振动很小，其频率成分以转频和倍频为主。在空转运行工况励端端盖通频振动为45，转频分量为28（11！，空载和短路工况下的振动较小，我们认为这主要与风道、端盖与机座的把合紧度有关。

　　励端端部绕组在不同工况下振动状况相差较大：空转、两相稳态短路和三相稳丨漆短路工况振动较小，其频率成分主要为5'QHZ、100Hz和111~114HZ，空载工况下各测点振动较大，并且随励磁电压的上升而上升，其频率成分以*3倍和1*0倍额定励磁电压时，绕组3测点的转频振动分别达到219jun和104|xm，经过分析发现：由于3测点位于励端3点钟位置（见）靠近定子接线铜排，测试信号受到了定子接线铜排电压影响所致，故该信号已失真，测试振动值已失去真实性。1.3倍和1.0倍额定励磁电压的最大倍频振动（100Hz电磁振动）发生在2/5、*7、*8测点，1.3倍励磁电压时其振动值分别为27|jun、25（xm、23、24jwn，1.0倍额定励磁电压时其振动值分相对较小，均不大于4，由于振动频率较高，其振动速度仍然较大，所以对其引起的振动及躁声不可忽视，深人分析发现110~112Hz的振动可能是端部绕组的固有频率引起的。

　　励端端部绕组在两相短路突加励磁（八=0.894倍额定电流，持续时间30s）工况的振动主要是倍频振动，其最大振动值为18jun，该工况绕组同时出现频率为75Hz和120Hz的低幅振动。

　　汽轮发电机的机械振动和电磁振动均不大，电磁振动存在较明显的、但不规则的圆运行振型，其振型节点位于3测点、4和5测点之间、6和7测点之间、7和8测点之间。