發(fā)電機熱彎曲與發(fā)電機勵磁電流有關，但運行過程中勵磁電流一般隨有功負荷的增加而增加。因此只要振動與負荷有關，屬于熱彎曲的可能性就很大。下面介紹詳細的診斷方法。

01 振動與轉子電流的關系

如果1X 振動的大小與轉子電流（勵磁電流）有關，則意味發(fā)電機轉子存在熱彎曲。

熱彎曲是與轉子溫度有關的一種彎曲變形，發(fā)電機轉子的溫度取決于轉子的發(fā)熱量Q，而發(fā)熱量又取決于轉子電流

Q∞I2R

式中 I——轉子電流；

R——電阻。

因此，在診斷發(fā)電機的熱彎曲時，首先要觀察1X振動與轉子電流的關系。

振動與電流有關，并不意味著兩者是一一對應的。如果熱彎曲是由冷卻系統(tǒng)的故障引起的，則兩者的對應關系較好；如果熱彎曲是由轉子線圈膨脹故障引起，則兩者的對應關系較差。

在診斷熱彎曲的振動試驗中，應該交替改變轉子電流和有功負荷，觀察振動的變化規(guī)律。試驗時改變其中一項時，另一項保持不變，在振動穩(wěn)定之后，改變另外一項。如果試驗結果表明振動與電流有關，說明發(fā)電機存在熱彎曲。

有的機組無法直接測量轉子電流，但在有功負荷一定的條件下，轉子電流與無功負荷相對應。因此，也可以通過測量振動與無功負荷的關系來判斷熱彎曲。西屋公司制訂的該項試驗的方案（該公司稱為熱穩(wěn)定性試驗）見表1。

表1 發(fā)電機熱穩(wěn)定性試驗方案

需要注意的是：轉子的發(fā)熱量與轉子電流是一一對應的，但是與無功負荷并不一一對應。無功負荷一定時，若有功負荷不同，轉子電流是不同的，因而轉子的發(fā)熱量也不同。為了避免其他因素引起的混淆，在進行試驗時最好直接觀察振動與轉子電流的關系。

02 不同熱彎曲故障特征的差異

如上所述，引起發(fā)電機熱彎曲的故障包括冷卻系統(tǒng)故障、線圈膨脹受阻和匝間短路。下面比較這幾種故障振動特征的差異。

1）冷卻系統(tǒng)故障

冷卻系統(tǒng)局部堵塞，將破壞冷卻的對稱性，使轉子橫截面出現(xiàn)溫度不對稱，引起轉子的彎曲。由此引起的振動與轉子電流和冷卻介質的溫度有關。診斷要點如下：

①振動與轉子電流的關系。存在不均勻冷卻時，振動（嚴格地講，應該是振動變量）與轉子電流有比較好的對應關系。從理論上講，振動應與電流的平方成正比，從實測看也大體符合這個規(guī)律。

②停機過程的振動和轉子的彎曲。在轉子處于熱態(tài)的情況下迅速解列停機，由于熱彎曲尚未完全恢復，經過臨界轉速的振動通常比啟動過程大；停機后立即測量轉子的彎曲值，也將比開機前大。

③振動與冷卻介質溫度的關系。存在不均勻冷卻時，冷卻介質的溫度越低，振動越大（嚴格地說應該是熱變量越大）；反之，冷卻介質的溫度越高，振動越小。

這種規(guī)律似乎不符合常規(guī)的判斷，但也不難理解。存在不均勻冷卻時，隨著冷卻介質溫度的升高，雖然轉子的溫度也會升高，但是轉子徑向溫差卻會減小，而轉子的熱彎曲取決于溫差的大小。設想一種極端的情況，如果將介質的溫度提高到與轉子的溫度相同，即相當于冷卻系統(tǒng)退出運行，此時即便存在著冷卻通道的堵塞，轉子也不會出現(xiàn)溫度不對稱。

因此通過觀察冷卻介質的溫度對振動的影響，就可以判斷是否存在不均勻冷卻。試驗時，改變水溫（水內冷機組）和氫溫（氫內冷機組），然后測量振動的變化，進而判斷是否存在不均勻冷卻。對于雙流式氫冷系統(tǒng)，還可以改變發(fā)電機某一側氫冷器的溫度測量振動，以判斷不均勻冷卻發(fā)生在轉子的哪一端。

2）線圈膨脹受阻

轉子電流越大、線圈的膨脹量越大，因此這種振動總體上也與電流的大小有關。但與冷卻系統(tǒng)故障引起的振動比較，它又有若干明顯不同的特點：

①振動與電流的不對應性。當線圈的膨脹受到約束時，振動可以迅速上升，這時振動隨轉子電流增大；但是如果電流繼續(xù)增加，當膨脹力積累到一定程度時，線圈沖破約束膨脹出來使應力釋放，振動反而降低。因此線圈膨脹受阻時，振動的大小與轉子電流不是完全對應的。

②振動的不可逆性。由于摩擦力的存在，線圈受熱時膨脹受阻，線圈冷卻時收縮受阻，兩者都可以引起轉子的彎曲。所以當電流增加后振動上升；如果電流恢復到初始狀態(tài)，振動不會完全恢復，往往比開始要高。

③振動的突變現(xiàn)象。當線圈的膨脹受到約束時，在某一時刻有的線圈沖破約束使應力釋放，振動將發(fā)生突變；如果某一個線圈膨脹到一定程度后發(fā)生卡澀，而其他線圈仍能夠自由膨脹，這時振動也會突變。

④降低轉速的效應。出現(xiàn)這種振動之后，如果將轉速降低，然后再定速和并網，振動將有所改善。

由于離心力（或摩擦力）與轉速的平方成正比，當轉速降低到一定程度之后，摩擦阻力將小于線圈的膨脹力，線圈就可以膨脹出來。再次并網后振動將明顯改善。需要注意的是：整個過程要在轉子仍處于熱態(tài)的情況下完成。如果解列后拖延的時間過長，轉子已經冷卻（線圈也收縮回來），這時再定速和并網的話，振動將呈現(xiàn)原始狀態(tài)。

⑤振動的可恢復性。有的發(fā)電機存在線圈膨脹受阻，在經過一段時間的運行后，可以膨脹出來，于是振動恢復正常。

3）匝間短路

匝間短路既可以破壞轉子溫度分布的對稱性，又可以影響線圈的膨脹。但是從已有的觀測看，對后者的影響是主要的。