轉(zhuǎn)動部份故障

1轉(zhuǎn)動部份故障1.發(fā)電機轉(zhuǎn)子故障最常見的是：轉(zhuǎn)子繞組匝間短路，轉(zhuǎn)子繞組接地，轉(zhuǎn)子負序燒傷，集電環(huán)環(huán)火，轉(zhuǎn)子軸斷裂，旋轉(zhuǎn)另件飛逸，無刷勵磁機故障…等。雖然轉(zhuǎn)子返廠比較方便，但是斷軸、另部件飛出的后果往往很嚴重。2.發(fā)電機轉(zhuǎn)子設計最沉痛的教訓是對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件疲勞應力注意不夠,倒角太小,這么一個看似非常簡單的問題會引起應力集中過大，產(chǎn)生裂紋，醞成大禍。3.自2008年伊敏600MW斷軸事故發(fā)生后，國內(nèi)有關(guān)單位對次同步振蕩引起的斷軸原因,TSR如何合理整定，在有串聯(lián)補償電網(wǎng)上如何裝設SSR保護裝置等有了許多經(jīng)驗。4.為保證安全，有關(guān)標準已禁止誤同期合閘，三相重合閘，誤合閘異步起動等操作，并設立保護。2

轉(zhuǎn)子引線固定（原設計）哈三3#引線壓板事件哈三3#引線壓板事件1998.3.163引線壓板甩出路徑4固定引線壓板螺釘尺寸52002年3月哈三電廠#3發(fā)電機轉(zhuǎn)子開裂原因分析報告

哈爾濱大電機研究所6轉(zhuǎn)子裂紋形貌及整體狀態(tài)檢驗結(jié)果表面裂紋全長為987mm，裂紋弧線長度為844mm7轉(zhuǎn)子應力場及強度分析轉(zhuǎn)子勵端軸柄及銑槽的應力集中計算點位置示意圖8

軸柄處最大應力及應力集中系數(shù)計算結(jié)果計算結(jié)果表明，B點的應力最大，應力集中系數(shù)也最大，當R=3時為48.7Mpa,當R=1時為62.2Mpa,A點次之,最大應力為30.8MPa應力點位置

計算應力（Mpa）

應力集中系數(shù)

同A點應力比較

備注

A點30.8

1.85

1

B點48.762.23.284.191.772.26R=3R=1C點22.3

1.50

0.81

D點21.7

1.46

0.79

9轉(zhuǎn)子裂紋原因哈三電廠#3機轉(zhuǎn)子裂紋是由以下三個方面原因綜合作用的結(jié)果：1.轉(zhuǎn)子鍛件熱處理不當，造成材料回火脆性，沖擊值下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，缺口敏感性增加，是哈三#3機轉(zhuǎn)子開裂的內(nèi)因之一2.轉(zhuǎn)子勵磁引線壓板槽槽底根部附近有淺表層夾渣是哈三#3機轉(zhuǎn)子開裂的內(nèi)因之二3.轉(zhuǎn)子勵磁引線壓板槽槽底根部R角偏小,存在應力集中是轉(zhuǎn)子開裂外因10ABB600MW轉(zhuǎn)子槽楔斷裂2004年石洞口一臺ABB600MW勵端護環(huán)下轉(zhuǎn)子槽楔斷裂，原因是整長轉(zhuǎn)子槽楔因轉(zhuǎn)子撓度引起的疲勞斷裂11失穩(wěn)振蕩保護原則12誤合閘異步起動事故13不平衡負載運行限值14陽邏600MW故障15導電螺釘甩出16不平衡負載運行限值17SSR串補作用及其電氣諧振回路提高線路的穩(wěn)定極限和傳輸容量：串補系統(tǒng)LC回路電氣諧振頻率：18伊敏3#,4#兩臺600MW機

SSO造成破壞08年3-5月在投切固定串補,可控串補試驗中發(fā)生次同步振蕩,電頻21.33與機械2階頻率28.67互補,TSR測得機頭模態(tài)有效值0.3rad/s機尾0.5rad/s,歷時778小時。扭振使發(fā)電機聯(lián)軸器及軸伸產(chǎn)生10多條裂紋。現(xiàn)4#轉(zhuǎn)子巳修復,3#轉(zhuǎn)子因軸伸有很深裂紋而不得不報廢。這是國內(nèi)首次由SSR引起的發(fā)電機事故,引起了有關(guān)方面的重視。業(yè)主委托鋼鐵總院進行失效和材質(zhì)分析,清華大學進行網(wǎng)機關(guān)系的分析,HEC在此基礎上又作了些補充。19振型圖（某一固有頻率下的相對振幅）

當發(fā)生機電擾動使得軸系轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系被破壞時，柔性軸系將產(chǎn)生疊加于平均轉(zhuǎn)速整體旋轉(zhuǎn)趨勢上的相對扭轉(zhuǎn)振動；尤其是當某些條件下受到頻率與軸系扭振固有頻率接近或“合拍”的交變轉(zhuǎn)矩作用時，軸系將出現(xiàn)強烈的扭轉(zhuǎn)共振現(xiàn)象?！穸嗄B(tài)振蕩特性●弱阻尼特性203#機頭、機尾模態(tài)錄波圖21裂紋源自聯(lián)軸器的銷子頂端22發(fā)電機聯(lián)軸器和軸伸上裂紋23同上24鋼鐵總院分析結(jié)論1.聯(lián)軸器、圓鍵材料化學成分、力學性能符合設計規(guī)定要求2.主軸和聯(lián)軸器材料各區(qū)域硬度分布和組織分布均勻,為基本正常的回火索氏體組織3.聯(lián)軸器和主軸裂紋均為多源疲勞裂紋4.聯(lián)軸器裂紋先于主軸中裂紋形成于鍵槽頂端與主軸接觸的表面。聯(lián)軸器裂紋呈X形,受到雙向扭轉(zhuǎn)疲勞應力的作用,其形成和擴展是結(jié)構(gòu)發(fā)生扭振的結(jié)果5.主軸裂紋形成于鍵槽圓柱面與球形頂面交界線上是主軸扭轉(zhuǎn)應力最大和因此產(chǎn)生應力集中最嚴重的區(qū)域25清華大學研究報告的內(nèi)容26

哈爾濱電機廠(HEC)在鋼鐵總院、清華大學分析報告基礎上對聯(lián)軸器和軸進行了應力分析,熱套公盈為實測值。主要計算了下列幾種工況：1.靜態(tài)工況2.額定工況3.兩相短路工況4.次同步振蕩(假設振幅P=325MW)工況結(jié)果證明原設計能承受前3種工況而不能承受第4種工況。HEC的計算分析匯總27軸疲勞壽命曲線28聯(lián)軸器疲勞壽命曲線

印度KSK3#機停機后

檢查情況和事故初析

哈爾濱大電機研究所

沈梁偉2013.8

誠信致遠創(chuàng)造客戶價值!B低壓轉(zhuǎn)子損壞情況轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋部位

勵端軸頸磨損情況汽端密封瓦照片勵端密封瓦照片機

組并網(wǎng)后軸系振動增大

q

自2013年5月18日機組首次并網(wǎng)至今，機組共進行了9次并網(wǎng)，其中自6月10日的后續(xù)7次并網(wǎng)發(fā)現(xiàn)機組并網(wǎng)后發(fā)電機及與發(fā)電機相連的低壓缸軸承振動快速持續(xù)升高（軸系振動整體升高，#5#6#7#8側(cè)升速及振動變化很大）。q5月18日第一次并網(wǎng)運行1小時36分，廠用電電流波動；q6月5日第二次并網(wǎng)運行9小時11分，廠用電電流波動；q6月10日第三次并網(wǎng)運行1小時22分，機組首次因軸承振動大保護跳閘；q

幾次并網(wǎng)前汽機3000rpm定速情況下汽機振動良好（其中8Y在70um，其余都在40um左右），并網(wǎng)后整個軸系振動升高，其中#5#6#7#8瓦振動尤為明顯。8.15再起機后情況8.15再起機條件：更換了B低壓轉(zhuǎn)子，發(fā)電機轉(zhuǎn)子，5、6、7、8、9軸瓦和聯(lián)軸器鈿銷。切除了3,4線路上的FSC。安裝了TSR。機組運行正常,軸系振動小於標準規(guī)定，可在額定負荷下穩(wěn)定運行。別的機組投切，遠方短路切除，TSR都會報警(8.15-8.20共3次)，但扭振收斂。索賠怎么辦？設備損壞加違約延時發(fā)電超億！幾點警示雖然國內(nèi)2008年發(fā)生并處理了伊敏SSO事故但是現(xiàn)場6個單位專家并不知道，業(yè)內(nèi)能斷者甚少，至少信息使用不暢設計國外電廠，居然對并入的電網(wǎng)一無所知！80年代CIGRE的研究報告和網(wǎng)機關(guān)系導則,十分明確:發(fā)電機設計不能考慮承受SSR的沖擊IEEESTDC50.13-2005中4.2.5條清楚規(guī)定若線路上裝有串聯(lián)補償就應對發(fā)電機進行保護,免受SSR的損害，上述規(guī)定怎樣盡快進入國內(nèi)標準？據(jù)查為爭合同，國內(nèi)還有制造廠保證設備能承受SSR若大機組要并入弱電網(wǎng)，為確保穩(wěn)定運行，網(wǎng)上，和機組側(cè)各需采取什么措施？誰來執(zhí)行？5657電網(wǎng)擾動對軸系的影響及其評估CIGRE11.01工作組提出的設計建議

有計劃的運行操作不應引起軸系疲勞壽命損耗（如小于0.5pu的功率波動，合閘相角差小于10°的準同期并列）單相重合閘每次沖擊的壽命損耗應遠低0.1%

軸系總壽命損耗一部分應當用于嚴重擾動：機端短路1次，120°誤并列1次，近處三相短路并較速切除3次，近處三相短路并較慢切除1次。三相重合閘和次同步諧振建議不予考慮58雙防線防止SSR破壞1.在電網(wǎng)上采取措施抑制SSR我國在4個電廠,不同輸出線路上分別實施4種抑振措施,經(jīng)過兩年多努力取得了豐碩成果。可控串補(TCSC)可減小SSR時的轉(zhuǎn)角差。附加勵磁控制器(SEDC)、次同步振蕩抑制裝置(SSR-DS)當出現(xiàn)SSR時，調(diào)制出同樣頻率但相位相反的電流加入電氣回路中，從而對軸系擾動產(chǎn)生明顯的抑制作用。

SSR-DS比SEDC的抗扭振能力更強。靜止阻塞瀘波器(SBF)能增強阻尼、抑制扭振。2.TSR為備用保護萬一上述抑振措施在運行中失效,TSR按整定切機,保護機組免于損壞。另外TSR中TSA還具有扭振分析功能。59SSR-DS抑振效果60合理整定TSR保護整定值扭振保護裝置(TSR)具有扭振分析和切機保護兩大功能。TSR的保護整定要與抑制SSR裝置和發(fā)電機結(jié)構(gòu)S-N曲線相配合。參考上述分析,可用原則是：1.如果發(fā)生SSR,最遲應在30秒內(nèi)投入SSR抑制裝置2如投入SSR抑制裝置后10秒內(nèi),SSR迅速收斂,TSR就不應動作3.如投入SSR抑制裝置后10秒內(nèi),SSR不收斂,TSR就應發(fā)出警報4.發(fā)出警報后,扭振功率達到10%額定功率,TSR應啟動切機保護因此TSR是SSR抑制裝置的后備保護61發(fā)電機組設計如何應對SSR1.發(fā)電機組設計在先SSR發(fā)生在后,一旦發(fā)生諧振想用改變機組固有頻率來避開諧振，幾乎是不可能的。即使用整體聯(lián)軸器，破壞也能轉(zhuǎn)移。2.自1978年美國首次發(fā)現(xiàn)因SSR使發(fā)電機出現(xiàn)斷軸事故后,以后SSR和SSO都曾有發(fā)生但再未見斷軸報道,.主要是對機組加強了跳閘切機保護措施.3.國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)SC11,1978年專門成立了以KWU(現(xiàn)屬西門子)為首的網(wǎng)機關(guān)系工作組經(jīng)過數(shù)年大量工作在最后的報告中明確指出發(fā)電機設計不能