汽轮发电机定子现场更新改造技术创新

摘要

近年来统计数据表明：定子铁心对大型汽轮发电机使用寿命和可靠性起决定性作用。其主要的问题如下：-压圈的紧固螺母松动；-拉紧螺杆尾部螺纹部分断裂；-定子铁心顶部拉紧螺杆径向连接处松动，齿部有效硅钢片悬臂部分断裂；-因压指绝缘套磨损和铁心边段胶粘破坏而产生局部过热。这些问题会造成定子绕组的重大事故。由于降低定子运行可靠性而需在工厂进行昂贵维修或者定子因超出其所预算的寿命期限（获者定子铁心的服务能力）而需在现场重新更换。对于定子铁心的动力恢复过程有一种误解。尽管在一些领军公司在定子铁心与绕组的装配中应用“短期更换法”，争议的原因仍不明了。我们已经进行了大量的统计资料分析，认为最重要的发现是定子轴向振动的最新测量和在大型汽轮发电机在安装现场定子铁心的各种机械应力。最新的研究发现存在争议的主要原因在于定子铁心受力过程的误解。研究发现，在定子铁心中存在与气隙磁拉力同样大小的复杂内力。因此设计大型汽轮发电机时应考虑这些力的存在。这些电磁（＂ponderomotoric＂）力是电流相互作用的结果。根据传统理论，在空心线圈的电流具有轴向推力和径向拉力的特性。同样的现象存在于由安培流作用于铁磁性材料所产生的磁通量。结果在铁磁性材料内部产生了相同方向的内部压力。其大小与磁感的平方成正比。这些压力的交替变换频率是交变感应电流变换频率的三倍多。由于共振，这些轴向电．机械力对汽轮发电机带来不良的影响，在运行过程中导致铁心叠装压力下降。这些有害的机械振动是上述所列缺陷产生的原因。对于大多数运行中的发电机，在电厂的更新改造过程中都可以实施必要的技术改进。本文提出了状态评估和现代化升级改造的新方法，并将此方法实施在大型汽轮发电机的进一步技术维护上。这些创新实践大大提高了目前正在运行的发电机运行的可靠性指标和使用寿命。