1 问题描述
2020年7月，某核电厂汽轮发电机定子端部振动探头#424出现频繁的闪发报警（报警定值250μm），其数值频繁从正常数值30μm跳跃至300~450μm不等，随后立即恢复到原数值。该探头位于汽侧定子绕组水电接头位置，该电厂共设6个定子端部振动探头，汽侧3个励磁3个，同侧的3个探头一个位于定子绕组端部，两个位于锥形环下部，#424出现闪发报警时，其它5个探头数值正常未上升或波动。
2 原因分析及处理
2.1 对振动数据波形的分析
造成发电机定子端部振动的振动源主要包括：①从定子基座传递的机械振动，振动频率与发电机转速有关，在该电厂为25Hz。②从定子铁芯传递的振动，其频率为100 Hz。③线棒所受的电磁力，频率为100 Hz。根据振动产生的机理，导致发电机运行期间振动恶化的振动源的振频为二倍频100Hz，并且导致恶化的原因多为发电机端部固有频率发生变化逼近共振频率。
2.2 排查处理过程
（1）缩小范围：
图1. 排查示意图
按照端部振动设备的组成和失效机理，排查范围可以分为：振动探头部分（区域1）、同轴电缆及BNC部分（区域2）、振动处理主机及上游的DCS系统（区域3）。排查后确认故障出现在发电机内部，具体结论如下：
（2）对探头振动的频谱分析频谱分析：
振动探头为加拿大VibrosystM的FOA-100E加速度传感器，其信号输出为固定的6V/DC加上振动引起的交流电压，灵敏度为100mV/g。因为配套的端部振动主机无频谱分析功能，故外接振动分析仪（艾默生CSI2140）对探头输出信号进行频谱分析。
根据波动期间的频谱分析，能确定近期的报警不是发电机的振动异常导致：如果出现真实振动，频谱图上25Hz或100Hz频率上的振动会增加（源于轴系的振动为25Hz，源于定子线棒的为100Hz），而实际时域振动波形出现波动时主要振动频率集中在10Hz。
图2. #424探头振动的频谱图
2.3 报警响应要求
由于故障处理需要停机，在故障处理前会持续出现误报的情况，必须保证对端部振动信号进行有效的监盘，避免真实报警被误报掩盖。
出现振幅稳步上升的A波形，为发电机端部真实振动的可能性较高，需立即进行故障排查，同时运行人员需关注振动趋势并作相应响应：根据国标GB/T 20140-2016《隐极同步发电机定子绕组端部动态特性和振动测量方法及评定》，振动高于250μm后机组可以运行一段时间，在此期间需找出振动原因，并确保振动能维持在某个范围；若振动持续增加接近400μm，需准备降功率，功率下降的程度视振动下降的情况而定，必要时需停机。
出现振幅大幅度跳变的B波形，为误报的可能性较高，若频繁出现，需要使用振动分析仪振动信号进行频谱分析，确认25Hz及100Hz频率上振幅是否出现异常。
3 总结
根据排查结果和频谱分析，结合发电机定子端部振动产生的机理，本次闪发报警不是发电机的振动异常导致，判断为振动传感器受到干扰：可能是传感器自身的问题或传感器安装问题，后续继续运行，加强监视，待大修或调停窗口进行相应检查。
发电机大修期间的端部振动模态试验必须执行，同时关注端部固有频率的趋势，为运行期间的故障判断提供依据支持。
参考文献
[1]邢超.大型汽轮发电机定子绕组端部振动的研究[D].华北电力大学(保定),2011.
[2]谢子浩.大型发电机端部振动超标的诊断及处理[J].机电信息,2018,(21):63-64.
