中應注意的幾個問題。 1刖目汽輪發電機定子繞組端部和引線的受力比較復雜,其中主要是二倍頻的電磁力。如果端部繞組的固有頻率與這種電磁力的頻率相等或接近,就會產生共振或較大的振動力,從而導致繞組固定壓板、墊塊等的損壞和鼻端導體及引水導線的振動疲勞斷裂,同時其長時間作用也會損壞線圈絕緣。由于電磁力與電流的平方成正比,故容量越大,發電機繞組承受的激振力也越大。 近年來因固有頻率共振引起的發電機設備事故比較多,如山東石橫電廠6號發電機、廣東沙角C廠2號發電機等。為此,國家電力公司在2000年發布的防止電力生產重大事故的二十五項重點要求對試驗測試專門作了規定,國家經貿委也于2000年11月3日發布了試驗標準,我省也已開始了發電機定子繞組端部振動特性的測試工作。現對測試原理、方法作一介紹,并給出一個測試實例,最后介紹幾點測試經驗。 2測試分析的基本原理由于大型發電機定子端部繞組及引線結構復雜,因此其固有頻率很難用計算方法求得,一般采用試驗測試方法獲得。試驗時用力錘敲擊繞組端部及引線,裝在力錘上的壓電傳感器獲得一個沖擊力(激勵)信號,而安裝在繞組端部及引線上的加速度計則獲得相應的響應信號,對這兩個信號進行頻響函數估計,就可獲得固有頻率。每個點的固有頻率的集約總和,即為整體的振動模態。 以力信號代表某系統的輸入信號(即力錘獲得的沖擊力信號),以位移信號(")代表輸出(響應)信號(即加速度計獲得的響應信號),則動態信號分析儀的頻響函數通常按(1)式計算。 把(1)式變為將(2)式兩邊分別乘以F(/)的共軛復數F(/),得則再將(2)式兩邊分別乘以X(/)的共軛復數X(/),得(/)和(/)則為頻響函數的兩種表達形式,1(/)和(/)的比值稱為相干函數,它表明響應信號和力信號之間的相干程度。當它接近1時,表明響應信號是力信號激勵起來的,且它們之間具有良好的線性關系。當它明顯小于1時,說明信號受到干擾或者系統具有非線性特性。 3試驗方法建立試驗模型,將發電機的汽、勵側繞組沿軸向位置兩個剖面各布置成若干個測點,一個剖面在發電機外圈靠近線棒的鼻端處(如中的1位置),另一個剖面布置在內圈繞組的槽口部位(中的2位置),一般先測外圈數據,若需要,再加測內圈的數據。 試驗采用錘擊法,一點激勵多點響應或多點激勵一點響應均可。一般采用一點激勵多點響應法,在定子繞組端部上定點敲擊,動態信號分析儀拾取端部繞組上各測點的徑向振動響應,模態分析軟件分析處理該振動信號,即可得到定子繞組端部整體的模態頻率、振型和阻尼等模態參數。 測量固有頻率時,用力錘分別敲擊定子繞組鼻端接頭、引出線和過渡引線,并測量相應測點的振動響應,經軟件分析得到相應的瞬態激勵頻率響應函數,在瞬態激勵頻率響應函數的幅頻特性曲線上,相干函數值在0.9以上的極大值點為各測點的固有頻率值。 4實測例子華夏嵩嶼電廠2號汽輪發電機為國產FSN-300-2型發電機,該機2002年6月大修期間繞組端部振動特性測試結果如表1,模態振型如、3.其中汽側3階和勵側2階頻率在94-115Hz范圍內,但從整條幅頻特性曲線上看,其幅值較小,且該機運行情況正常,無明顯磨損痕跡,因此未對其進行處理,但建議加強運行監視。 表1汽側、勵側繞組模態參數匯總階號汽側頻率/Hz阻尼/%勵側頻率/Hz阻尼/%對定子繞組鼻端接頭和引出線及過渡引線的固有頻率進行測試,發現部分固有頻率在94-115Hz范圍內,經電機廠技術人員重新綁扎加固后,復測結果頻率全部合格。處理前后的固有頻率數據見表2.表2部分11接頭(引出線棒)處理前后的固有頻率Hz序號勵側汽側處理前處朗5試驗測試中應注意的問題為保證試驗的順利進行及試驗結果的準確性,試驗中應著重注意:用力錘敲擊時,一定要保持敲擊的方向基本一致,同時敲擊時動作要干脆且不能連擊,否則所測數據可信度差。 由于加速度計無法固定在繞組上,需有專人(下轉第43頁)對運輸車輛前輪支點C求矩結論:運輸車輛在上、下坡時制動不會傾翻;同理,運輸車輛在上坡起動時也不會傾翻。 由于10m的塔筒在12m的平板車上的穩定性和安全性遠比30m塔筒在平板車上的好,故可以不必進行驗算。 綜上所述,塔筒運輸選擇的運輸車輛以及塔筒在車輛上的放置位置滿足運輸安全性和穩定性要求。 5安全技術措施5.1嚴格控制運輸車輛行駛速度!5k以h,轉彎(上接第11頁)用手扶住,因此應注意不可用力壓傳感器,否則會對響應信號造成干擾。 測試中主要看相干函數,正常情況下它應該接近1,這表明響應信號是力信號激勵起來的,且它們之間具有良好的線性因果關系。如果它明顯小于1,說明信號受到干擾或者系統線性度差,數據可信度差。在瞬態激勵頻率響應函數的幅頻特性曲線上,只有相干函數值在0.9甚至0.95以上的極大值點其頻率才是各測點的固有頻率值。 測試所用的信號線較細,接頭易損壞,使得測量信號失去屏蔽,容易受到干擾,數據的可信度低。如果在響應信號中出現明顯的干擾波形,則說明信號線已經損壞,必須更換。 如前所述,試驗測量采用一點激勵多點響應或多點激勵一點響應方法,如果一點激勵多點響應過程的行駛速度!3k以h. 5.2塔筒放在平板車上應有專用托架,防止塔筒在運輸過程發生滾動;塔筒與專用托架之間鋪設橡膠墊以改善接觸面受力狀況,并防止塔筒表面局部受力過大而發生變形。 5.3塔筒放在平板車上應進行前后、左右方向的綁扎。 5.4遇大雨、暴雨及六級以上的大風不進行運輸和裝卸作業。 5.5運輸過程請交警配合交通指揮,以確保交通安全。 5.6沿途凈空距不夠的電力線采取斷電并加高措施,凈空距不夠的通訊線采取加高措施。 5.7運輸前到交通部門辦理超限運輸許可證。 6結束語根據上述對運輸塔筒車輛選擇和塔筒在車輛上放置位置的確定以及對運輸車輛行駛過程的安全穩定性校核結果,運輸車輛在運輸塔筒過程中的安全穩定性滿足要求,因此,這種運輸方案是可行的,并且在實際運輸過程中得到了驗證。在運輸安全方面,筆者認為單節塔筒的設計長度不宜過長,因為單節塔筒過長會增加許多安全風險以及運輸費用,單節塔筒長度以不超過15m為宜,這樣在選擇運輸車輛以及車輛在道路行駛方面安全性和運輸費用方面具有優勢。另外,通過這次塔筒運輸也可以為今后的風力發電機塔筒運輸提供借鑒。 的激振點或多點激勵一點響應的拾振點正好在振型節點上或其附近,就有可能遺漏該模態。因此應變換幾次激振點或拾振點的位置,檢查是否有遺漏的模態。 6結語發電機定子繞組端部振動特性試驗屬無損檢查性試驗,由試驗結果可以模擬發電機實際運行時端部的振動狀態,指導發電機的檢修和維護,通過對比歷史數據和變化趨勢,還可以幫助發現未來運行中的事故隱患。因此在機組大修、更換線棒、改變定子繞組端部固定結構或必要時,應對定子繞組進行振動特性測試。測試中若發現固有頻率在94=115H范圍內,應結合發電機歷史運行情況綜合分析處理,必要時應加固或改變端部固定結構,避開共振頻率范圍。