G水電站1號發(fā)電機(jī)振動噪音分析計(jì)算及改造

摘 要：G水電站1號發(fā)電機(jī)自2007年投運(yùn)后出現(xiàn)了較大的噪音和振動，測試表明噪音中心頻率為630Hz，機(jī)座徑向振動的主要頻率為100Hz與600Hz。文章對1號發(fā)電機(jī)異常振動及高頻噪音問題進(jìn)行成因分析計(jì)算并提出改造方案。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；噪音；振動；分析計(jì)算；改造

引言

福建某水電站G（以下簡稱G水電站）安裝有兩臺天津天發(fā)重型水電設(shè)備制造有限公司設(shè)計(jì)、制造，單機(jī)容量為21MW的貼壁結(jié)構(gòu)燈泡貫流式發(fā)電機(jī)組。兩臺機(jī)組自2007年投運(yùn)后出現(xiàn)了較大的噪音和振動，特別是1號機(jī)：人站在封水蓋板上能夠明顯聽到機(jī)組發(fā)出“嗡嗡”的高頻聲響，而且有腳麻的感覺。對1號機(jī)噪音測試表明，噪音中心頻率為630Hz，振動測試結(jié)果表明，機(jī)座徑向振動的主要頻率為100Hz與600Hz。文章對1號機(jī)異常振動及高頻噪音問題進(jìn)行成因分析計(jì)算并提出改造方案。

1 力波波譜分析

電機(jī)噪聲通常分為機(jī)械噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲三大類。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，主要是電磁噪聲。電磁噪聲本質(zhì)上是由電磁振動引起的。在分析電磁振動之前，首先要對磁場中的力波進(jìn)行分析。

對于q=b+c/d的三相分?jǐn)?shù)槽繞組，其中電樞反應(yīng)磁場諧波極對數(shù)為v=（6k1/d+1）P，（k1=0，±1，±2，…），其中負(fù)號表示反轉(zhuǎn)磁場；對于轉(zhuǎn)子磁場，其諧波極對數(shù)為uM=16時(shí)定子鐵芯計(jì)算固有頻率約305Hz（E1=1.1×106kg/cm2），遠(yuǎn)離齒諧波引起的高頻電磁力激振頻率700Hz，是安全的。

（2）將定子機(jī)座外徑φ6630擴(kuò)大到φ6650，相應(yīng)定子鐵芯外徑由φ6450增加到φ6470，這樣可使鐵芯軛部加寬，改善軛齒比（從0.738增大到0.792）。定子外徑增加后，機(jī)座外圓面積僅增加0.6%，相對于整個(gè)流道截面而言，所增加的額度更小，不會對水力性能造成不良影響。

（3）定子沖片采用低損耗、無老化、高導(dǎo)磁率的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片50WW270；定子鐵芯采用穿心螺桿+碟形彈簧的壓緊方式，保證鐵芯長期壓緊，補(bǔ)償鐵芯漆膜收縮，保證定子鐵芯長期運(yùn)行而不松動；鐵芯兩端部粘結(jié)，加強(qiáng)鐵芯的整體性，從而加強(qiáng)鐵芯端部剛度，減小鐵芯振動。

（4）定子線棒材料采用國際先進(jìn)水平的雙玻璃絲包線，為單匝桿式波繞組，并采用小于360°的換位方式；線棒采用VPI絕緣系統(tǒng)，主絕緣比多膠模壓系統(tǒng)減薄1mm，這樣使得槽內(nèi)絕緣傳熱系數(shù)提高，將熱量傳遞給鐵芯，以達(dá)到降低線棒溫度的目的。

（5）增加定子用銅量，大幅降低定子的電流密度，從而有效減低機(jī)組熱負(fù)荷，減小定子繞組銅損耗；定子電密從3.47A/cm減低到2.59A/cm，熱負(fù)荷從1930減低到1525。

（6）在鐵芯與機(jī)座壁間留有一定熱膨脹間隙，內(nèi)壁鐵芯段灌注高傳熱性能的導(dǎo)熱膩?zhàn)?，不僅具有傳熱性能好、操作簡單，流動性好，可以較好解決鐵芯背部間隙不均勻問題，還具有一定彈性，使得鐵芯可以在機(jī)組運(yùn)行時(shí)向外膨脹，當(dāng)膨脹到鐵芯、導(dǎo)熱膩?zhàn)优c機(jī)座擠緊時(shí)，鐵芯的熱量就可以通過機(jī)座傳遞給河水。

參考文獻(xiàn)

[1]賀建華，陳昌林，鐸林，等.三峽右岸15～18號發(fā)電機(jī)振動及噪聲優(yōu)化改進(jìn)[J].大電機(jī)技術(shù)，2010（1）.

[2]王濤，顧軒.水輪發(fā)電機(jī)異常振動及高頻噪聲成因分析與處理[J].四川水力發(fā)電，2014，33（S2）.

作者簡介：童鑫紅（1976-），男，漢族，福建省長汀縣人，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：電氣一次。

蘇燕民（1971-），男，漢族，福建省泉州市人，本科學(xué)歷，高級工程師、高級技師、一級注冊建造師，研究方向：電氣一次。