9.2 일반적인 발전기 로터 진동

General Generator Rotor Vibration

 

발전기 로터 진동의 목표는 발전기 로터 진동이 허용한도 이내에서 유지되고, 모든 운전 속도에서 그리고 용량 곡선 이내의 정격속도의 어떠한 운전 조건하에서도 순조롭게 운전하는 것이다. 그림 3-63의 용량 곡선에서 보면 3개의 별개 영역으로 나타난다. A-B 영역은 계자에서 발생하는 열에 의한 한계를, B-C 영역은 전기자에서 발생하는 열에 대한 한계, C-D 영역은 전기자 철심 끝단에서 발생하는 열에 대한 한계이다. 일반적으로, 열적으로 민감한 계자는 B-C, C-D 영역에서 운전될 때는 계자전류가 크지 않으므로 영향을 받지 않으며 로터 정격 온도에 도달하지 않는다.

그러나, 계자권선이 발전기 정격 출력점인 B에 다다를 때 열적으로 민감한 계자는 계자전류 증감에 따라 진동이 변한다. 이러한 변화는 진동 크기의 증가 또는 감소, 또는 위상 변화로 나타난다. 모든 발전기 계자는 어느 정도의 열적 민감도를 가지고 있지만, 진동의 크기가 허용 한계(저널에서 50~80 ㎛ pp) 이내로 유지한다면 열적 민감도는 일반적으로 문제가 안된다. 용량 곡선 이내에서 운전하는 동안 진동이 허용치를 초과할 때 문제가 된다.

발전기 계자에서의 고진동 발생 원인은 여러 가지가 있다. 그 중에서 가장 일반적인 것은 기계적 질량 불평형, Thermal Sensitivity, Misalignment, 베어링 기능 저하이다. 그 외로 다른 원인으로는 Rubbing, Bent Overhang, 로터 강성의 비대칭, 저널 진원도

그림 3-63 일반적인 전기자 반작용 용량곡선

 

불량 및 비정상 운전에 의해 일어나는 설계와의 편차 등이다. 이러한 원인들은 각각의 주된 주파수와 응답 특성을 가지고 있다. 진동의 원인은 진동 데이터의 분석을 통해 진단할 수 있다. 예를 들면, 가장 빈번하게 관찰되는 진동의 원인은 기계적 질량 불평형이다. 진동의 형태는 진동 주파수가 로터 회전 주파수와 같은 동기 주파수로 나타난다. 이는 발전기 부하나 계자전류와 같은 운전 조건 변화에 응답하지 않는다. 대부분의 경우, 질량 불평형이 크지 않다면 기계적인 진동은 발란싱에 의해 교정될 수 있다.