水轮发电机定子铁芯变形故障分析及处理措施探究

发电机定子铁芯变形故障分析及处理1. 背景在发电机运行的过程中，由于温度、水分、振动等多种因素的影响，发电机固定部件可能会发生变形，从而导致机组的故障。

发电机定子铁芯的变形是一种常见的故障类型，如果不及时处理就会导致机组停机，进一步影响电网的稳定性和能源的输送。

因此，对于定子铁芯变形故障的分析及处理，具有重要的理论和实际意义。

2. 故障原因发电机定子铁芯变形的根本原因是由于加工精度不良、安装方式不当、运行负荷过大或受到异物的撞击等因素引起。

具体来说有：•发电机在运行时，由于定子铁芯与承载架之间存在一定的空隙，使得定子铁芯的支撑点并不均匀，容易导致变形。

•安装不当，如固定件连接不牢固，支撑平面不平整等情况也是定子铁芯变形出现的原因之一。

•发电机过载或长期工作状态下变形，特别是在高温高湿的环境下，长时间运转就会造成定子铁芯受压变形。

•安装位置不当或固定件存在缺陷，如支撑座与机壳接触不良、支架松动、安装体系没有调整好等原因。

3. 故障现象在实际的发电机运行过程中，当定子铁芯发生变形时，机组会出现能量输出下降、发电机不稳定运行等现象。

根据变形程度的不同，其故障现象也有所不同，主要表现在以下几个方面：•发电机的振动加剧或震动增强。

•发电机转子结构变形，导致与定子的气隙改变，轴承失衡。

•发电机输出功率减小、输出电压不稳定等。

4. 故障分析发生定子铁芯变形的根本原因是由于各种因素作用下，导致螺栓套孔的法向力不均匀，使得定子螺栓仅受到少量的支持，进而使定子铁芯上的方瓣变形，甚至失去平衡，从而导致故障的发生。

在实际分析过程中，应考虑以下几个方面：•分析发电机故障的性质和现象，确定其是由定子铁芯变形所引起。

•分析故障发生的原因以及变形程度。

•确定分析模型和计算方法，分析定子铁芯的结构和力作用。

•确定变形的类型并预测其未来变化趋势。

5. 故障处理针对定子铁芯变形故障，可以采用以下几个方面的方法进行处理：•清洗和维护定子铁芯，防止二次变形的发生。

发电机定子铁芯变形故障分析及处理背景信息发电机是能将传统能源如化石燃料、水力、风力等能源转换为电能的装置。

发电机的工作原理是利用磁力线的相互作用，在导电线周围形成电场，从而转化为电能输出，其中发电机定子铁芯是发电机的核心部分，固定不动，在转子旋转时形成磁场。

故障描述在发电机运行过程中，有时候会发生发电机定子铁芯变形的故障。

这种故障主要表现在报警系统中，会发出类似“高温报警”、“振动报警”等一系列的警报声音和报警信息，导致发电机无法正常工作，甚至会发生危险情况。

故障原因分析发电机定子铁芯变形的原因很多，常见的有以下几种：•过载：当外界因素导致发电机承载电压过高或过电流时，会导致定子铁芯变形，最终导致发电机故障。

•过磁场：当发电机输出电压过高或过低时，会导致发电机定子铁芯变形。

过磁场也可能是由于外界因素导致的，比如强磁场和静电场。

•温度：当发电机长时间高温工作时，需要通过排风扇将热量散发出去，否则会导致定子铁芯变形。

•安装不当：如果安装时操作不当，比如使用的紧固螺栓不足、加紧力过大或过猛等情况，都有可能导致发电机定子铁芯变形。

故障处理当发电机定子铁芯变形时，需要及时采取措施进行处理。

具体方法如下：1.常规检查：首先检查发电机的外观是否有明显的损坏或变形，看看是否存在松动、开裂或变形的情况。

如果有，需要进行修复或替换。

2.温度控制：在使用过程中要注意控制发电机的温度，根据温度变化及时开启或关闭散热器，防止长时间高温，导致定子铁芯变形。

3.消除负载：及时停止发电机的工作，消除负载，避免过载或过电流现象的发生。

4.调整电压：对发电机的电压进行调整，确保输出的电压不会过高或过低，避免发生过磁场的情况。

5.检查螺栓：针对安装不当的情况，进行检查并进行更换或重新固定，确保发电机安装稳定可靠。

预防措施发电机定子铁芯变形的预防方法如下：1.合理负载：在使用发电机时要根据其功率、额定电流等进行合理的电力负载，避免过负荷造成定子铁芯变形。

刍议水轮机组定子铁芯松动故障及处理刘东摘要：本文主要分析了水轮机组运行在某一负荷区域时，定子铁芯会不由自主地出现片间绝缘层干缩、压紧度变松的现象, 得出定子铁芯松动、合缝不严、铁芯薄片波浪度较大的诊断结果，这就是造成上述水轮机组故障的原因。

接下来采取了压指松脱处理、处理铁芯局部松动等措施,恢复了水轮机组的正常运行，解决了定子接地的故障。

又通过实例分析机组出现定子铁芯松动的原因，采取了针对性的办法。

关键词：水轮机组；定子铁芯；松动故障；处理1.引言水轮机组是将水的势能转化为电能的原动机，由于工作环境的限制，水轮机长期浸泡在水中，一直不停歇地运转，一些因素共同作用于发电机定子，比如暗流、电磁、热能，化学等，给铁芯硅钢片的质量带来很大的影响，造成松动或短路。

铁芯硅钢片的短路会带来铁损的增加，一般情况下损耗地越多，越容易引起松动。

紧接着短路带来的局部过热造成加速定子绕组及硅钢片的老化，若不及时修理会击穿定子绕组甚至烧损铁芯。

运转时，铁芯的松动会增大机组的振动，内部结构产生更多的共鸣，破坏更多组件，严重影响机组的运行。

铁芯松动包含铁芯局部松动、铁芯压指松脱等。

严重时会导致切断绕组绝缘，扇形片位移，造成不可挽救的事故，分析研究定子铁芯松动的原因，处理发生的故障能促进水轮机组的安全运行。

2.定子铁芯松动原因探究2.1设计原因若发电机转速与定子槽数不匹配，短距系数小于最佳值 0.8333，就不能有效减少出现的多次谐波，严重导致定子绕组铁芯端部和相邻两齿漏磁。

发电机槽宽尺寸较大，定子槽数偏少，气隙与槽宽的比值偏大会造成较大的气隙磁场齿谐波分量，从而作用到定子线圈和铁芯，铁芯的高频振荡影响线圈及周围组件的运行，造成发热和电磁噪声。

若铁芯齿压条的刚度较小，也会引起铁芯松动。

机组运行时，温度过高时会拉紧螺杆，造成热膨胀的问题。

硅钢片漆有一定的收缩性，容易引起定子铁芯松动。

铁芯通风槽的钢结构设计不合理，会影响通风流畅。

铁芯齿压板水平度不符合标准，造成方向倾斜。

灯泡贯流式水轮发电机定子温度高及铁芯松动原因分析及对策灯泡贯流式水轮发电机定子温度高及铁芯松动原因分析及对策许诩俭（福建华电发电有限公司 福建 福州 350003）摘 要：福建高砂水电厂灯泡贯流式水轮发电机投运时就存在定子温度高、其后陆续出现定子铁芯松动变形、定子铁芯塌陷扫膛等问题。

本文分析了出现问题的原因，制定了改造方案，实施后解决了定子运行温度高、铁芯松动变形等问题。

关键词：灯泡贯流式水轮发电机 定子运行温度高 定子铁芯松动 改造方案1 设备状况福建高砂水电厂共装有4台12.5MW灯泡贯流式水轮发电机组，发电机型号SFWG12.5-48/4950，额定电压6.3KV，额定转速125r/min，F级绝缘。

发电机定子为贴壁结构，其通风冷却采用二次热交换方式，机座起吊方式为单吊点起吊。

因水轮机出力不足，发电机出力仅达11.5MW，在此负荷运行工况下定子铁芯最高温度为115℃。

2 存在问题4台发电机自投运时，定子均存在运行温度高、其后均陆续出现定子铁芯松动、定子塌陷扫膛等问题。

期间虽经多次修复（重新叠片），但由于未对定子做结构性的改造，定子运行温度高、定子铁芯松动、定子塌陷等问题未能得到彻底解决。

存在的主要问题是：（1）定子运行温度高、定子铁芯松动。

改造前，高砂水电厂4台发电机在较长时间带11.5 MW时，定子运行温度即高达115℃。

每次机组大小修检查，均发现定子铁芯出现比较严重的松动。

为确保发电机安全运行，不得不限负荷运行（控制定子运行温度不超过100℃），采取该措施后，定子铁芯松动问题得到有效的控制。

（2）定子机座刚度较差。

改造前，机座壁较薄，定子铁芯段厚度75mm、非铁芯段厚度45mm、机座法兰面厚度50mm。

通过采用有限元法，运用美国ANSYS结构分析软件，对原定子机座进行起吊变形计算得出：机座上游侧径向变形量为2.02mm/m，下游侧径向变形量为1.88mm/m。

现场起吊实测定子机座直径变形量（X方向与Y方向直径差）最大达18mm。

发电机定子铁芯变形故障分析及处理漫湾发电厂共安装5台由东方电机厂制造的SF250/12200-48水轮发电机组，1 993年5号机作为首台发电机组正式投运，1995年，5台机组全部投产。

机组运行初期情况良好，但在1998年8月初，运行人员发现5号机机架振动、电磁噪音明显增大。

检修人员随即对5号机的空冷器、定子铁芯轭部进行外观检查，结果发现定子铁芯发生了不均匀变形的现象。

同时，相继对其余4台机也作了类似的检查，结果发现2，4，6号机都有类似的现象。

由于定子铁芯变形，形成一种磁振动，增大了机组的振动。

如果机组长期在这种状态下运行或振动进一步增大，将给机组结构造成无法预知的破坏，进而导致重大事故或损坏。

另外，定子铁芯的变形，也会破坏原机组的磁路线，形成不正常、不规则的磁路，改变原机组的正常运行状态，造成定、转子内部结构的损坏，进一步导致机组重大事故。

1 定子铁芯变形的原因鉴于定子铁芯变形给机组安全运行留下重大隐患，云南省电力集团公司多次召开有关专家及电厂技术人员参加的事故分析会，与会者认为定子铁芯变形的主要原因有以下几点：（1）发电机设计时，对机座号大、轴向较长、硅钢片轭部较宽（475mm）的定子铁芯，在其轭部未设拉紧螺杆；加上发电机通风采用无风扇鼓风系统，其风路的轴向风压偏大，由端部回风，定、转子气隙内和定子膛内风量分配不均，定子铁芯温差较大。

（2）定子叠片鸽尾与定位筋间没有足够的膨胀间隙，定子机座在工地组焊，挂定位筋后，存在定位筋与冲片间隙配合不当，定位筋与冲片径向间隙小于设计标准0. 2mm。

（3）因发电机定子铁芯压紧工艺难度较大，在定子铁芯现场叠片组装后，不能确保208根螺杆对铁芯的压紧力一致，在发电机启、停过程中热胀冷缩不均匀，导致铁芯波浪度增大。

2 定子铁芯的检查在机组进行扩大性大修期间，应对定子铁芯进行以下检查：（1）检查铁芯各部位振动值和噪声；（2）全面检查齿部和轭部；（3）检查所有拉紧螺杆与搭焊处有无裂纹；（4）做铁损试验；（5）检查定子槽楔松动情况，检查线棒绳绝缘有无磨损及电腐蚀现象，检查线棒与铁芯槽侧面有无超标间隙；（6）测绝缘电阻，做交直流耐压试验，测量槽电位及泄漏电流，观察电晕现象；（7）用紧度刀片及目测方法全面检查铁芯、齿部及轭部有无松动。

水轮发电机定子铁芯松动故障分析及处理摘要：定子铁心松动是水轮发电机在运行过程中较为常见的一类故障。

在故障处理时，需要提前查明导致定子铁心松动的具体原因。

对于材料本身存在质量缺陷的，或是因为使用年限增加材料老化的，通过更换新的材料可以解决；如果是安装不合格、运行环境差导致的，需要重新进行安装并优化运行流程。

在有效解决定子铁心松动问题的基础上，还要尝试运用新技术、新工艺和新材料，预防此类问题的发生，确保水轮发电机始终保持高效、稳定的运行。

关键词：水轮发电机；定子铁芯松动；故障分析1定子铁心松动的原因分析1.1材料方面的原因材料质量不合格，或是不符合使用要求，是造成定子铁心松动的常见原因。

早期的水轮发电机定子铁心是以硅钢片为材料经过叠压形成。

这些硅钢片的尺寸存在较大的误差，还有就是硅钢片随着使用年限的增加，平整度变差，导致硅钢片之间的间隙增加，难以被压紧，从而造成了定子铁心松动。

1.2设计方面的原因零件设计不科学，按照设计方案加工制造出来的产品，也会出现各种问题。

在定子铁心设计中，可能导致松动的原因有：铁心齿压条的设计强度偏小，在实际运行后，齿压条受到了远超其设计强度的作用力，导致齿压条变形，出现了松动；设计人员没有考虑到拉紧螺栓在实际运行中，会因为受到高温环境影响而发生一定幅度的膨胀。

在拉紧螺栓反复多次胀缩之后，也会造成定子铁心松动；定子铁心齿压板的设计不当，齿压板越大，铁心的轴向刚度越强。

如果设计的齿压板偏小，也会因为轴向刚度不足而引起铁心松动。

1.3制造方面的原因定子铁心对精密度有极高的要求，在加工制作时，若生产工艺不过关，很容易留下质量瑕疵，在投入使用后有较大概率发生铁心松动故障。

例如，硅钢片在冲剪之后，省略了毛刺去除工艺，导致硅钢片边缘部位存在毛刺，也会影响叠压效果；通风槽钢采用焊接方式固定，焊接质量差，存在焊瘤、焊渣，或是焊接热变形等；定子冲片喷涂绝缘漆时，漆的厚度不一致，或是喷涂工艺差，导致漆膜收缩率不一致等。

大容量水轮发电机定子铁心翘曲分析对某大容量水轮水电机的定子铁心翘曲问题进行了分析，研究了温升和运行载荷对铁心翘曲的影响程度。

经过分析发现，在机组运行时，定子铁心翘曲主要是由定子铁心和机座间的温差引起的。

标签：大容量水轮发电机；环向应力；铁心翘曲1 概述水轮发电机定子铁心是定子的重要部件，由铁心冲片、通风槽片、定位筋、齿压板、拉紧螺杆及固定片等零部件装压而成。

在水轮发电机运行过程中，由于温升和结构等因素的影响，定子铁心可能会产生沿环向的波浪形变形，称为定子铁心的翘曲变形。

为尽力避免定子铁心翘曲的发生，需要从根本上分析各种可能导致定子铁心发生翘曲的因素，在机组前期设计中最大程度的减少各种因素的影响。

根据理论分析及经验，定子铁心的环向应力是导致定子铁心发生翘曲的主要原因，而影響环向应力大小的因素主要有机座温升和定位筋个数等。

文章以某大容量水轮发电机组为基础，计算比较了机座与铁心温差不同时定子铁心环向应力的变化情况。

2 机组结构及参数某大容量水轮发电机容量为550MW，定子铁心外直径为12782mm，内直径为11810mm。

定子机座用螺栓和径向键固定在基础板上。

定子支墩共16个，均匀分布。

定子铁心受热膨胀时，机座可沿径向键移动。

径向键同时限制机座切向位移以承受发电机受到的电磁扭矩。

机座沿圆周位置分布81个定位筋。

3 有限元模型描述定子的有限元模型见图1。

铁心和定位筋采用实体单元，机座采用壳单元，铁心和机座分别与定位筋直接相连。

定子整体为直支臂结构，结构边界条件及载荷设置如下：（1）定子支墩处约束环向和轴向自由度，允许径向有位移；（2）考虑定子机座和铁心温升；（3）铁心内圆施加偏心磁拉力和额定扭矩。

4 温升对定子铁心翘曲的影响引起定子铁心翘曲的环向压应力主要由偏心磁拉力以及定子机座和铁心间温差引起的热膨胀不均产生。

因此在计算中主要考虑的载荷为温升和偏心磁拉力。

为分析比较不同温升对定子的应力和变形、铁心环向应力的影响，分别进行了以下四种工况下的定子有限元计算：（1）铁心内圆温度70℃，机座外壁温度35℃，只考虑温升作用。

发电机定子变形原因分析及改造方案摘要：发电机定子是电机的静止部分，其主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。

对发电机转子所形成的旋转磁场进行切割并产生电势就是定子的作用。

本文针对螺丝池水电厂发电机组定子运行中存在的异常情况，对发电机定子铁芯变形的原因进行分析，并提出了相应的改造方案。

关键词：发电机定子；变形；铁芯；短路一、基本概况：螺丝池水电厂是国网明珠集团有限责任公司下属骨干企业，枢纽工程由拦河坝、电站、船闸、升压场等组成，属坝后式电站。

工程始建于1987年10月，1991年3月11日首台机组并网发电，1992年1月25日竣工投产，总装机容量3×10.5MW，设计水头11.5m，设计年发电量1.8亿kW.h，年利用小时5726h，水库有效库容6250万m3，不完全日调节，正常蓄水水位337.70m，在水力梯度上紧接上游金华水电站。

二、机组设计参数：10.5MW水轮发电机组额定运行参数：1.发电机的型号：SF10.5—48—6400SF—水轮发电机 10.5—额定功率48—磁极个数 6400—定子铁芯外径2.主要参数3．水轮机型：ZZ560—LH—410ZZ—代表轴流转桨 560—代表比转速；LH—代表立轴混凝土涡壳 410—代表转轮标称直径410cm。

4．水轮机主要参数三、机组异常情况：1.异常情况统计2001年6月20日，3号发电机运行时，机组＋Y与＋X夹角间有异常声响，且随着负荷增加，声响越大。

2009年7月27日，3号发电机运行时，机组＋Y与-X夹角间有异常声响，且随着负荷增加，声响越大。

2010年11月12日，2号水轮发电机组运行时，机组+X、-Y夹角方向有异常声响，且随着负荷增加，声响越大。

2.异常检查现象该电厂共安装了3台水轮发电机机组（东方电机厂制造），3台机组于1992年全部投产。

运行初期，机组运行状态良好，但在自2001年6月起，机组先后出现了电磁噪音明显增大等问题。

发电机定子铁心松动变形问题的处理发电机定子铁心是电力设备中的重要组成部分，它们可以将外界输入的机械能转换成电能，并形成发电机装置的支撑结构。

然而，由于发电机定子铁心使用不当、选材不当或者操作不当，可能会出现松动变形问题，给发电机定子铁心的拆装、安装和运行带来严重的影响。

因此，在发电机设备使用中，必须要正确地解决发电机定子铁心松动变形问题。

首先，发电机设备的维护人员应该确保定子铁心的材料符合要求，保证发电机设备的安全性。

由于发电机定子铁心必须在很高温度环境下工作，因此必须选择高热稳定性的超硬材料进行制作，以保证发电机定子铁心的变形抗力。

此外，发电机定子铁心的加工精度也必须符合要求，以有效地减少发电机定子铁心加工过程中的误差，从而降低松动变形的可能性。

其次，在发电机定子铁心安装过程中，应注意垫片的选用。

垫片是发电机定子铁心的重要支撑结构之一，如果垫片有质量问题，会影响定子铁心的安装效果，并且会增加发电机定子铁心松动变形的可能性。

因此，垫片的选用必须谨慎，选择具有良好抗腐蚀性、抗热性和抗变形性的垫片，以保证发电机定子铁心的稳定性。

此外，发电机定子铁心的安装还应注意拧紧头和锁紧螺栓的情况。

拧紧头部和锁紧螺栓要求较高，注意旋紧头部和螺栓时要严格按照要求，保证头部和螺栓达到设计要求的力矩。

在这一过程中，可以使用力矩扳手，以达到更好的拧紧效果。

最后，发电机定子铁心在使用中不断变形，为了降低发电机定子铁心松动变形问题的可能性，应定期进行检查。

发电机定子铁心不断变形会增加其松动变形的可能性，定期检查能够及时发现发电机定子铁心变形的情况，适时进行松动变形矫正，以保证发电机设备的正常运行。

综上所述，发电机定子铁心松动变形问题是发电机设备使用过程中不可忽视的一个问题，必须要积极有效地处理，以确保发电机设备可靠的运行。

希望通过本文，能够为企业提供一定的参考，更好地解决发电机定子铁心松动变形问题。