摘要：由于声音和振动存在对应的关系，在运行中发电机突然产生异常噪音表明设备存在某种不正常的振动，可由噪音特征，查找故障部位。

关键词：异常噪音；定子铁芯齿压板；水轮机

中图分类号：TM714 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)07-0052-01

某引水式水电站装机为2×1600kW。水轮机型号为HL123-LH-120，额定水头为24m，流量为8.5m³/s，发电机型号为TSL-260/35-20，额定电压为3.15kV，额定电流为369A，额定出力为1600kW，额定转速为300r/min。

一日，2#机组在并网运行中，发电机突然发出如蝉鸣声的异常噪音。发音区域在+y方位和+y-x方位之间，呈多个发音源的特征。在+y方位噪音连续而且稳定，其它方位的噪音时有时无，呈间歇性。当时机组正处于满载运行，有功功率为1600kW，无功功率为1200kvar。检查系统电压、频率及机端电压、频率均正常。调整机组出力从满载至空载，异常噪音仍然存在。

为防止发生意外，决定停机检查，查清异常噪音的来源。检查情况如下：

·对发电机转子、定子作外观检查和气隙测量均未发现异常情况。发电机绝缘电阻检测合格。

·进行短路试验，在停机状态下，将发电机出口三相短接。然后启动机组以转速300r/min运转，调整励磁使发电机定子电流从零缓慢递升到额定值370A，机组没有发出异常噪音。

·进行空载试验，使机组在转速300r/min运转，调整励磁，使机端电压从零开始升压。当机端电压升到2700V时（额定电压为3150V）在发电机定子+y方位发出间歇性的异常噪音。当机端电压升至3000V时，在+y方位的异常噪音由间歇变成连续，在+y-x区间也发出间歇性的异常噪音，与运行中的异常噪音完全相同。当机端电压从额定值下降至2500V时，异常噪音消失。

从试验情况可知异常噪音具有如下特征：

·在相对固定的位置上发生主要在定子的+y方位和+y-x方位；

·音频较低，在100～200 Hz范围，发音源不止一个；

·与发电机定子电流的大小无关；

·与发电机机端电压的高低有关，当机端电压达0.85Ue以上，开始产生该噪音，随电压升高，噪音增大；当机端电压低于0.8Ue时，噪音消失。

由于发电机端电压与电机磁路中的磁场强度相关，当气隙磁场增强时，发电机端电压升高。该噪音可能是在构成磁路的某些部位在磁场力作用下发生振动所造成的。基于上述情况，诊断为发电机定子的某些部位可能发生松动或存在受磁场影响而发生异常振动的情况。

根据判断，对发电机定子进行仔细检查，重点在+y方位和+y-x方位。检查发现+y方位的定子铁芯下齿压板有两个松动（由于制造质量不良造成）。在+y-x方位也有三个齿压板松动，但松动的程度稍轻。定子铁芯的其它部位未发现异常情况。检查的结果与判断相符合。由于发电机的额定转速为300r/min，转子的极对数P=10，磁极个数为2P=20。当机组以额定转速旋转时，转子磁极（N极和S极）对定子铁芯齿压板的切割次数为300/60×20=100次/秒。当发生齿压板松动后，受到转子磁场的影响，松动的齿压板发生了与转子磁场（N极和S极）切割定子速度相同的振动并发出如蝉鸣声的异常噪音，噪音的强弱与松动程度有关。如本案例中在+y方位的二个齿压板松动程度较严重，当电压升高到0.85U_e时就发出噪音，当电压达到U_e时，噪音变得连续且增强。而在+y-x方位的三个齿压板只是轻度松动，当电压达到U_e和磁路饱和时，才发生较大振动并发出异常噪音。对松动的齿压板加固处理后，开机试验，异常噪音消失。

由于及时发现和处理，避免了一起定子铁芯齿压板松脱进入发电机气隙而发生的事故。

同样的故障后来又发生在同厂生产的同类型的另一台发电机上，按以上方法处理，效果良好。

作者简介

黄耀宗（1963～ ），工程师，长期从事水电站机电技术工作。