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發(fā)電機的轉子故障問(wèn)題研究

 

能源產(chǎn)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟發(fā)展中舉足輕重,電力作為現代能源體系的主體,是能源行業(yè)乃至其他行業(yè)的樞紐。電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟可持續發(fā)展的先行工業(yè)發(fā)展迅速,許多大型機組陸續投入運行。目前,單機容量為600兆瓦的發(fā)電機組已經(jīng)成為發(fā)電領(lǐng)域中的主力機組,而單機容量為1000兆瓦的發(fā)電機組正在迅速成為新的主力發(fā)電機組。截止2015年底,全國發(fā)電裝機容量15.1億千瓦,供應能力充足,非化石能源發(fā)展迅速,發(fā)電裝機比重提高到35.0%?;痣姲l(fā)電量負增長(cháng)、利用小時(shí)降至4329小時(shí)。電力供應結構持續優(yōu)化,電力消費增長(cháng)減速換檔、結構不斷調整,電力供需形勢由偏緊轉為寬松。


雖然單機容量600MW或單機容量1000MW等級的發(fā)電機組運行中具有負荷能力更強、發(fā)電效率更高的優(yōu)勢,但同時(shí)也給電網(wǎng)的負荷預控提出了更高的要求,并增加了運行中的風(fēng)險。運行中的大型發(fā)電機一旦發(fā)生故障,特別是惡性事故,將對整個(gè)電力系統的安全和可靠供電造成威脅,給電力系統和社會(huì )經(jīng)濟帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失,并造成惡劣的社會(huì )影響。


目前,我國仍有較多地區存在供電緊張及嚴重缺電現象,使得許多電廠(chǎng)設備長(cháng)期處于超負荷運行狀態(tài),設備的安全性也隨之下降,為使能電廠(chǎng)設備正常運行,主要應控制事故和異常的發(fā)生率,減少非計劃停機的次數,使機組能夠安全、經(jīng)濟、可靠地運行,發(fā)揮出較大的經(jīng)濟效益。及時(shí)發(fā)現和排除故障,可以減少和避免事故的發(fā)生。


由于發(fā)電機實(shí)際運行中存在機電耦合作用和加工制造工藝不良,使得轉子經(jīng)常發(fā)生一點(diǎn)接地、匝間短路、熱彎曲、碰摩、軸承軸向振動(dòng)、軸承動(dòng)態(tài)剛度惡化、發(fā)電機轉子不平衡等故障,對發(fā)電機的正常安全運行造成極大危害。運行中的大型發(fā)電機轉子由于處于高速旋轉狀態(tài),承受著(zhù)很大的機械應力和熱負荷。同時(shí)還受到巨大的電磁力作用,所以對轉子部分的故障檢測就顯得尤為重要。


轉子故障既是一個(gè)老問(wèn)題,也是一個(gè)新問(wèn)題。說(shuō)它是一個(gè)老問(wèn)題,是因為伴隨著(zhù)發(fā)電機的誕生,轉子故障就隨之產(chǎn)生了,因此,它可以說(shuō)是歷史悠久。說(shuō)它是一個(gè)新問(wèn)題,是因為在轉子故障分析診斷領(lǐng)域中,現有的一些分析診斷方法還存在著(zhù)明顯的不足,還有不少技術(shù)難題有待解決。由于以前機組的容量、負荷等都不大,生產(chǎn)工藝方面也比較成熟,轉子方面的故障比較少,人們對其故障分析診斷技術(shù)的研究還沒(méi)有加以足夠的重視,加上轉子運行在高速旋轉的狀態(tài)下,受到多種復雜因素的影響,對它進(jìn)行故障分析的手段十分有限,客觀(guān)上也限制了轉子故障分析診斷技術(shù)的發(fā)展。因此,發(fā)電機轉子故障分析診斷技術(shù)一直處于一種非理論化、非系統的零散、落后的狀態(tài)。當現代大容量發(fā)電機的轉子故障頻繁發(fā)生時(shí),傳統的轉子故障分析診斷技術(shù)往往因無(wú)法勝任,而處于一種比較尷尬的境地。從近幾年的情況來(lái)看,這個(gè)問(wèn)題表現得尤為突出。




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