发电机匝间短路故障诊断
大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断
大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断摘要:随着我国电力工业的发展进步,当下汽轮发电机功率越来越大,基本在600MW或者以上,这类大型汽轮发电机转速快,并且电压等级非常高,所以转子非常容易出现问题,除了接地、开路,就属匝间短路故障次数最多。
虽然转子绕组匝间短路属于轻微故障,并且在初期阶段,不会对发电机的运行造成较大的影响,但如果不及时处理,发展成严重的匝间短路,就会限制发电机无功功率,甚至会造成转子烧毁事故。
本文针对大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断进行分析,提出有效的诊断方法作为有利参考。
关键词:汽轮发电机;匝间短路;故障诊断引言:引发转子绕组匝间短路故障的原因有很多种,最常见的可能就是检修期间,遗留下异物刺破绝缘,从而导致这个问题出现,其次还有转子绕组自身质量问题,以及绝缘材料品质较差,都会引发匝间短路。
该故障早期没有明显的特征,所以很容易忽视这个问题,虽然早期不会有太大的问题,但随着匝间短路的逐步恶化,就会引发一系列的后果,为了避免危及发电机的运行,必须及时进行故障诊断,并做出有效的治理措施。
一、转子绕组匝间短路故障原因1.转子制造工艺结构我国的大型汽轮发电机组,多是通过引进国外的技术,自己研发制造出来的,在技术上还没有做到完全吸收,所以制造的产品本身就存在一定缺陷。
其次制造工艺、水平、材料等方面,与国外有着很大差距,设备的稳定性会较为薄弱,在运行过程中,因为高电压、大电流等因素,导致运行环境相对较差,所以对设备的性能要求非常苛刻。
我国在该方面技术还不成熟,所以制造出的设备,出现问题的机率较大,尤其是转子匝间短路故障,出现次非常多,由国内某电厂生产的两台600MW汽轮发电机,先后出现过该故障,最终只能进行返厂修理,最终带来了很大的经济损失。
2.转子运行维护方面由于大型汽轮发电机,长期频繁的调峰运行,所以造成转子运行工况频繁变动,尤其是温度上的变化,会让转子材料承受较大的交变热应力,这对转子本身也是一个较大的考验。
浅谈发电机转子绕组匝间短路故障诊断
浅谈发电机转子绕组匝间短路故障诊断摘要:发电机作为电能生产的主要设备,对整个电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
发电机转子绕组匝间短路是一种常见的发电机电气故障,对发电机进行监测,提前发现转子匝间短路故障,可以防止发电机转子一点和两点接地,避免事故的进一步扩大,从而保护发电机设备。
基于此,本文介绍了发电机转子绕组匝间短路故障的研究现状、危害、分类和原因,并探讨了一些常用的诊断方法,仅供参考。
关键词:发电机;转子绕组;匝间短路;故障诊断引言转子绕组匝间短路是发电机的一种常见电气故障。
轻微的匝间短路故障机组仍可继续运行,一旦故障恶化,会导致转子一点甚至两点接地等恶性故障的发生,使得被迫停机检修,造成巨大经济损失。
如果在匝间短路故障发生初期能够及时做出预报,不仅可以避免恶性事故带来的经济损失,还有利于机组安排检修,提高故障处理效率。
因此,发电机转子绕组匝间短路故障的早期检测预报十分必要。
一、发电机转子绕组匝间短路故障的研究现状与危害(一)发电机转子绕组匝间短路故障的研究现状关于发电机转子绕组匝间短路故障的研究,目前主要分为两个方向,即离线和在线,而且提出了很多解决的方法,其中在线监测的方式越来越被学者看重,故目前发电机转子绕组匝间短路故障研究的方向开始偏重在线监测。
(二)发电机转子绕组匝间短路的故障危害若发电机的短路故障无法准确灵敏的检测出来,会给发电机带来巨大的损坏,主要危害可分为两点:第一,由于短路时会在一点产生大量的热,烧坏绝缘层而导致线路接地,若过热点在线棒,还会变形甚至融化。
若这个时候没有处理,故障会进一步恶化,比如由于过热导致护环破坏或者发生主轴承磁化等严重后果,更严重的会将转子损坏;第二,当出现短路问题时,会使绕组温度升高,机组无用功功率输出降低,同时励磁电流产生变大的情况。
若是一个磁极匝间发生短路时,会导致电力系统输出质量降低,烧损轴瓦、轴径,而短路故障会使旋转磁场平衡遭到毁坏,导致发电机磁场平衡,发电机组产生剧烈的震动,导致其他保护部件的损伤。
定子绕组匝间短路故障诊断分析
定子绕组匝间短路故障诊断分析一、定子绕组匝间短路故障的表现当电机存在定子绕组匝间短路故障时,常常会出现以下几个方面的表现:1.增大电机运行的噪音:匝间短路故障会导致电机的运行产生异常噪音,其主要表现为嗡嗡声、响声等。
这是因为匝间短路会导致绕组的电流分布不均匀,从而引起电机的振动和噪音。
2.行程限制:定子绕组匝间短路故障还会导致电机的转子与定子之间的间隙变小,甚至引起机械交锋,使得电机的行程变得不正常,运行受限。
3.温度升高:定子绕组匝间短路的存在会引起电机的温度升高,这是因为匝间短路会导致绕组的电流密度增大,进而产生更多的热量。
4.异常电流:绕组匝间短路会导致电机的工作电流异常,出现波动或异常升高的情况。
同时,匝间短路会导致电机工作效率下降,从而使电机的功耗增加。
以上是定子绕组匝间短路故障的一些常见表现,但需要注意的是,这些表现可能与其他故障或问题有关,因此需要进行深入的诊断和分析。
二、定子绕组匝间短路故障的诊断方法1.观察和听觉检测法:通过观察电机运行的噪音变化和外部温度的升高情况,初步判断是否存在定子绕组匝间短路故障。
同时,通过电机运行时的听觉检测,如听嗡鸣声、弦音等,也可以作为诊断定子绕组匝间短路故障的参考。
2.温度检测法:通过定期测量电机运行过程中的温度变化情况,如果发现温度异常升高,可能存在定子绕组匝间短路故障。
同时,还可以通过红外热像仪等设备进行温度画像检测,确定热点位置,进一步判断故障位置和程度。
3.电阻检测法:在电机停机状态下,使用万用表或电阻测量仪器对电机的定子绕组进行电阻检测。
对于正常的定子绕组来说,应该是一定程度上均匀的变化。
如果存在匝间短路故障,其中一个或多个匝间的电阻值将会偏离正常范围。
4.高压绝缘测试法:通过对电机定子绕组进行高压绝缘测试,检测绝缘强度是否符合要求。
如果存在匝间短路故障,由于绝缘的破坏和强度下降,高压测试会出现异常现象。
5.电流检测法:通过电流检测仪器对电机运行时的工作电流进行监测和分析。
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析在汽轮发电机中,转子匝间短路问题是一种常见的故障。
这种故障会导致发电机输出功率下降,甚至会引起发电机的过热和停机。
及时检测和处理转子匝间短路问题至关重要。
转子匝间短路问题通常通过以下几个方面来检测和处理。
可以通过观察发电机的运行状态来初步判断是否存在转子匝间短路问题。
如果发电机的输出功率明显下降,同时伴随着异常的声音、震动和发热等现象,那么很可能存在转子匝间短路问题。
可以通过测量发电机的绕组电阻来确认转子匝间短路问题。
如果发现某些绕组的电阻值明显偏低,或者存在不对称的电阻分布,那么可能存在转子匝间短路问题。
还可以使用绝缘电阻测试仪对发电机的绝缘状况进行检测。
转子匝间短路问题通常会导致绝缘电阻值下降,甚至出现接地现象。
通过绝缘电阻测试仪测量绕组之间及绕组与地之间的电阻值,可以初步判断是否存在转子匝间短路问题。
一旦确认存在转子匝间短路问题,就需要及时处理。
通常采用的方法是对发电机进行清洗和修复。
可以使用专业的清洗剂对发电机进行彻底的清洗,以去除转子匝间短路产生的污垢和积碳。
然后,对发电机的绕组进行修复,包括修复绕组的电气绝缘性能和电阻值。
还可以采取一些预防措施,以避免转子匝间短路问题的发生。
定期对发电机进行检查和维护,及时发现和处理潜在的问题。
保持发电机周围的清洁和干燥环境,避免灰尘和湿气对发电机的影响。
合理使用发电机,避免过载和长时间运行,以减少转子匝间短路的发生概率。
转子匝间短路问题是汽轮发电机常见的故障之一,通过观察运行状态、测量电阻和使用绝缘电阻测试仪等方法可以检测该问题。
对于发现的转子匝间短路问题,需要及时进行清洗和修复。
还应该采取预防措施,以避免该问题的发生。
这样可以保证发电机的正常运行和输出功率的稳定。
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析汽轮发电机转子匝间短路问题是发电机运行过程中比较常见的故障之一,如果不及时检测和处理,可能会导致发电机失效甚至事故发生。
因此,在发电机的运行维护中,对于转子匝间短路问题,需要及时进行检测和处理。
本文就针对这个问题,对其进行浅析。
一、转子匝间短路的成因转子匝间短路是指发电机转子上的同一段导体之间出现短路现象,它可能源于铜导条表面氧化、锈蚀、损坏、接触不良等问题,也可能是因为杂质进入导槽或者槽间绝缘不良导致。
除此之外,转子匝间短路的成因还可能与以下因素有关:1. 转子转速过高或运行时间过长,导致铜的疲劳损伤及热应力引起。
2. 转子因机械失衡或振动过度,导致铜板受到剪切力,从而引起匝间短路。
3. 发电机运行时,负荷变化、电压过高或过低等因素,也都可能造成转子匝间短路故障。
对于转子匝间短路问题的检测,首先需要采取非接触式检测手段,利用变压器缺陷诊断仪或高频信号发生器等工具,进行感应磁场测量,以检测是否有异物进入转子内部,导致匝间短路和绝缘损坏等情况。
具体实施时,可先将发电机转速提高到一定数值,然后使用非接触式检测仪器在转子表面扫描,检测转子上是否有异物或匝间短路等存在。
若存在匝间短路,利用高速相依波分析仪、一次流波分析仪等工具进一步加以确认,以便进行有效处理。
如果已经检测到转子匝间短路的存在,那么需要及时进行处理,以免扩大故障。
具体处理措施如下:1. 对于铜导条表面氧化、锈蚀、损坏的问题,应及时进行清洗、修复或更换。
2. 对于杂质进入导槽或槽间绝缘不良的问题,应及时清理和维修。
3. 对于转子因机械失衡或振动过度造成的匝间短路问题,应加强机械维护和动平衡控制。
总之,要想有效地解决转子匝间短路问题,需要采取综合措施,包括增强维护意识、加强设备检测和维修工作、加强机械维护等方面。
只有这样,才能保证发电机的正常运行和使用寿命。
发电机转子匝间短路故障诊断及处理措施
发电机转子匝间短路故障诊断及处理措施作者:张建锋来源:《中国新技术新产品》2016年第18期摘要:随着我国机电制造业的迅速发展,在促进机电行业和其他相关行业发展的同时,也带来很多问题。
较为明显的是发电机转子匝间的短路故障。
本文主要通过实例分析了发电机转子匝间短路现象,以及故障的诊断方法,故障处理措施以及原因分析。
关键词:发电机转子;匝间短路;诊断;处理措施;原因分析中图分类号:TM31 文献标识码:A近些年来,伴随着我国经济的快速发展,致使发电装机容量也相应地增加。
同时引起国内一些发电机生产和制造商出现超负荷运转,而且也存在设备工艺和质量出现误差,导致发电机转子匝间出现短路故障,在发电机的温度或是运行速度降低的时候,短路故障会短暂地消失,这给故障检测带来了困难。
而且,匝间短路故障需要较长的时间去处理,因此,越早发现转子匝间短路故障,并给予科学合理地检修和处理,对于保证电厂机组稳定、安全运行具有重要的意义。
本文通过对实际生产中出现的转子匝间短路处理实例进行分析,探讨了发电机转子匝间短路故障的原因,以及提出了处理措施。
希望对同类型的发电机转子故障诊断分析具有一定的参考价值。
文中探讨的发电机型号为:QFSN-600-2-22C,额定工作功率为600MW,采用水氢氢的方式进行冷却,额定工作氢压为0.414MPa。
励磁方式为:全静止可控硅机端自并励。
1.发电机转子匝间短路问题(1)发电机机组运行中转子匝间短路故障的诊断。
发电机机组在运行过程中进行转子匝间故障分析诊断,一直是转子匝间短路诊断的难题之一。
在诊断过程中,如果判断失误,会给一些生产厂商带来巨大的财产损失。
发电机组在运行过程中对转子进行匝间短路故障诊断是在转子励磁电流变化和匝间短路导致的转子热不平衡以及磁不平衡基础上。
有研究者证实,运行中的发电机转子匝间短路通常具有两个特征:一是转子出现异常的振动;二是励磁电流相对增加。
根据这两个特征,和正常运行的机组进行对比,则可以较为快速地判断出机组是否在运行期间出现了匝间短路故障。
发电机转子匝间短路和接地故障
转子匝间短路和接地故障的概述 发电机转子匝短故障的分析和检测步骤 转子运行中的匝短故障分析 转子停运后(仍在发电机定子膛内)匝短
故障的分析
转子接地故障分析
一、转子匝间短路和接地故障的 概述
• 由于部分绕组被短接,励磁绕组中电流增 加,可能引起过热而烧伤;若短路匝数较 多,会使发电机磁路中主磁通减少,使得 机组向外输出的感性无功减少,引起机端 出口电压下降,同时定子电流可能会急剧 上升;由于部分绕组被短接,使气隙磁通 失去了平衡,从而引起振动,特别是多极 机会引起更加严重的振动。
• 转子一点接地是常见的不正常的运行状态, 由于励磁电源的泄露电阻(对地电阻)很大, 限制了一点接地泄露电流的数值,一般不 会造成危害。但如果再有另外一个接地点,
即发生两点接地故障时会形成部分线匝短路。
二、发电机转子匝短故障的分析和检测 步骤
在转子匝短故障分析、诊断和处理的过程中, 一般都需要经过以下几个过程:
+ V1
V -
Ry V2
电压表法测量结线
• 在转子滑环上加直流电压,用电压表测量正负滑环间电压V,正环及 负环对地电压及,计算接地点电阻Rg:
Rg
Rv
V1
V
V2
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 如为金属性接地故障,,可按下式算出接地点对正,负滑环间的大致 电气距离,或占转子绕组总长的百分比。
• 距正环
L
V1 V1 V2
• 交流阻抗和功率损耗法的试验接线如图所示。交流电压经 自耦调压器T,接至转子滑环1-1,其值应不超过转子额定电 压。发电机大修后或交接试验应在升速过程中测其交流阻 抗或功率损耗。
• 交流阻抗法因接线简便,静态或动态,转子在定子膛内或 膛外皆可进行试验,测试的灵敏度较高等优点,而现场广 泛采用。但应注意,此方法因受多种因素影响,常常降低 其试验结果的准确度,如试验时施加电压的大小,转子所 处位置,静态或动态,电源周率、短路点接触电阻及短路 匝在槽内所处位置等。虽然可在历次试验中将这些因素的 影响缩减到最小程度,如转子所处位置、动态或静态,电 源电压大小及周率等等,但多次试验结果表明,仅用此法 尚不足以最后判定匝间短路性质及其严重程度。
发电机匝间短路故障诊断讲解
目录1 引言 (1)1.1 研究目的与意义 (1)1.2 发电机故障诊断技术的发展状况 (1)1.3 发电机转子绕组匝间短路故障检测的研究现状 (2)1.4 本文的内容和主要工作 (4)2 汽轮发电机转子绕组匝间短路的理论分析 (6)2.1 汽轮发电机的转子结构 (6)2.2 转子绕组发生匝间短路的原因 (6)2.3 匝间短路的磁场分析 (7)2.3.1 发电机发生匝间短路的磁场分析 (9)3 发电机转子绕组匝间短路故障的探测线圈法 (12)3.1 探测线圈法的测试原理 (12)3.2 探测线圈的结构及置放 (14)3.2.1 诊断系统及其功能组成 (15)3.2.2 基本参数 (16)3.2.3 传感器安装和定位 (16)3.3.3 故障判断 (16)3.3 大亚湾核电站发电机组的探测线圈法实例分析 (17)参考文献 (20)1引言1.1研究目的与意义随着我国国民经济的快速发展,电力工业正处于大电机和大电网的发展阶段。
人们的生活和生产水平迅速提高,使得电能需求量日益增长,进而对电力系统的供电质量、可靠性及经济性等指标的要求也不断提高。
发电机是电能生产的重要设备,它为整个电力系统提供电能,是整个电网的心脏,因此如果发电机发生故障,可能会导致局部停电甚至整个系统崩溃。
发电机转子作为发电机的重要组成部分,主要由励磁绕组线圈、线圈引线以及阻尼绕组等部分组成。
发电机运行时,由于转子处于高速旋转状态,这些部件将承受很大的机械应力和热负荷,若超过其极限值时将导致部件的损坏。
转子绕组是发电机经常出现故障的部位,除本体故障外,主要是转子绕组的短路故障,如匝间短路、一点接地短路、两点接地短路等。
发电机正常运行时,转子绕组对地之间会有一定的分布电容和绝缘电阻,绝缘甩阻的阻值通大于1兆欧。
但是因某种原因导致对地绝缘损坏或绝缘电阻严重下降时,就会发生转子绕组接地事故。
当发电机转子发生一点接地故障时,因为励磁电源的泄漏电阻很大,一般不会造成多大的伤害,限制了接地泄露电流的数值。
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析汽轮发电机是发电厂中常见的一种发电设备,其转子是发电机的重要部件之一。
在发电机运行过程中,由于各种原因可能导致转子的匝间短路问题,这将影响发电机的正常运行,甚至可能造成设备损坏。
对汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理非常重要。
一、转子匝间短路问题的原因1. 绝缘老化汽轮发电机转子的绝缘材料随着使用时间的增长会发生老化,绝缘老化会导致绝缘材料的绝缘性能下降,从而引发匝间短路问题。
2. 绕组磁通由于汽轮发电机转子处于磁场中,绕组中可能会产生感应电动势,如果转子绕组的匝间绝缘出现故障,就会产生匝间短路问题。
3. 加工质量汽轮发电机转子的加工质量直接影响其使用性能,如果在加工过程中出现质量问题,就有可能导致匝间短路问题。
1. 绝缘电阻测量绝缘电阻是反映绝缘性能的重要指标,通过对转子绝缘电阻的测量可以初步判断绝缘是否存在故障。
通常情况下,绝缘电阻应该在一个合理的范围内,如果绝缘电阻明显偏低,则可能存在匝间短路问题。
2. 匝间短路测试利用专业的匝间短路测试仪器,对转子的各个匝间进行测试,查看是否存在匝间短路问题。
这种方法可以较为准确地确定匝间短路的具体位置和情况。
3. 绝缘油分析对转子绝缘油进行化验分析,可以了解绝缘油中是否存在异常的金属粉末等物质,从而判断是否存在匝间短路问题。
1. 绝缘修复对于一些轻微的匝间短路问题,可以采取绝缘修复的方法,通过对绝缘材料进行修复或更换,来解决匝间短路问题。
3. 绕组更换如果匝间短路问题比较严重,已经无法通过简单的绝缘修复来解决,就需要考虑更换整个绕组,进行彻底的绝缘处理。
四、结语在汽轮发电机的运行中,转子匝间短路问题是一个常见但又十分严重的问题。
对于汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理需要引起重视。
只有及时发现问题、采取有效的处理方法,才能保证发电机的正常运行,延长设备的使用寿命,确保电力系统的安全稳定运行。
希望通过本文的介绍,能够对相关人员有所帮助,提高对汽轮发电机转子匝间短路问题的认识和处理能力。
发电机转子匝间短路分析及处理
短 路故 障 。 转 子绕 组发 生匝问短路后会使 发 电 机无功 出力降低 , 不平衡的匝间短路会 引起机组
及R S O 试验等多种手段, 可以发现发电机转子绕组匝间 短路故障。 利用直流电压分步法可以确定发电机转子绕
组 匝间短 路点的位置 。 通过 对发 电机定 、 转 子进行检查 , 分析 了一起发 电机 转 子 匝间短 路 故障 发 生 的原 因 , 并 阐 述了处 理 匝问短 路 故障 的具体 方 案 , 提 出了预防 该类 故
me a s u r e s l i k e t h e i n t e r - t u r n s h o r t - c i r c u i t mo n i t o r i n g d e v i c e ,
AC i mp e d a n c e t e s t a n d RS O t e s t .T h e s h o r t - c i r c u i t p o i n t s
o f g e n e r a t o r r o t o r wi n d i n g s c o u l d b e p o s i t i o n e d b y me a n s
o f t h e DC v o l t a g e d i s t r i b u t i o n me ho t d . Ca u s e t o r e s u l t i n i n — t e r - t u r n s h o r t - c i r c u i t i n t h e g e n e r a t o r wa s a n a l y z e d t h r o u g h i n s p e c t i n g t h e s t a or t a n d r o t o r o f t h e g e n e r a t o r , a n d t h e n , d e t a i l e d p r o g r a ms t o t r e a t t h e s h o r t - c i r c u i t d e f a u l t s we r e
发电机转子绕组匝问短路故障诊断研究
文献标 志码 :A
Abs t r ac t :I n a c c o r d a n c e wi t h t h e d e i f c i e n c i e s e x i s t i n f a u l t d i a g n o s i s o f wi n d i n g i n t e r — t u r n s h o r t c i r c u i t i n r o t o r o f s y n c h r o n o u s g e n e r a t o r 。e . g .,
c h a r a c t e r i s t i c s o f e x c i t a t i o n ma g n e t i c f i e l d a f t e r wi n d i n g i n t e r — t u n r s h o t c r i r c u i t a r e a n a l y z e d; t h e n t h e c o n c e p t o f wa v e l e t p a c k e t c o re l a t i o n
c h ra a c t e r i at z i o n; i f n a l l y t h e f a u l t d i a g n o s i s i s c o n d u c t e d a n d f a u l t d e g r e e i s j u d g e d i n a c c o r d a n c e w i t h t h e c a l c u l a t i o n o f d i me n s i o n d i s t nc a e u n d e r
i n Ro t or o f P o we r Gen er a t o r
汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判断与分析
4 直流电阻法
5 RSO法
灵敏性 特点
一般 一般 较好 较差 好
受转子槽楔的材料、转子本体剩磁、试验 时施加电压高低、试验电源频率、波形的 谐波分量等多种因素的影响
试验方法简单,但存在检测盲区
无需专用试验仪器,但需要对转子绕组内 部结构有清晰的把握
只有在严重的匝间短路下,数值才会出现 明显变化
利用行波技术,灵敏度高,可用于匝间短 路的早期发现
P1在6点钟 200.5 99.8 100.7 0.9 0.9%
P1在6点钟 198.0 96.7 101.3 4.6 4.5%
P1在9点钟 199.3 101.7 97.6 4.1 4.0%
P1在3点钟 202.2 98.8 103.5 4.7 4.5%
P1在12点钟 200.5 98.3 102.1 3.8 3.7%
• 2、动态下的检测方法
序 号
检测方法
灵敏性
基于转子振动 1 与励磁电流相 一般
关的分析方法
2
气隙磁场探测 线圈法
好
3
空载试验或短 路试验
较差
特点
唯一在实际运行工况下的分 析方法,无需额外的试验仪 器
需要安装专用在线监测装置
只有在严重的匝间短路下, 数值才会出现明显变化
• 以上所列出的几种检验转子绕组匝间短路 的方法各有其优点和不足之处,因此在实 际诊断过程中各种方法的结合使用,结果 相互印证,才能最大限度提高诊断的正确 性,使隐患和故障尽早的发现和排除。
汽轮发电机转子绕 组匝间短路故障的
判断与分析
大型发电机转子常见故障
• 由于制造过程中的加工工艺不良和运行中 各类机电耦合作用的影响,大型汽轮发电 机转子经常出现转子匝间短路,热弯曲, 碰磨,轴承轴向振动,轴承动态刚度恶化, 发电机转子不平衡等故障。
发电机转子绕组匝间短路的判断分析
2019年第3期上沣电力39发电机转子绕组匝间短路的判断分析殷春伟(上海上电电力工程有限公司,上海200090)摘要:发电机在日常运行过程中,转子绕组由于制造或运行年久等原IM 会导致匝间绝缘损坏.造成绕组匝间 短路,通过试验分折法对匝间短路点进行判断寻找J f •采用了迅速、冇效的检修方法,在实际发电机转子绕组 匝间短路的抢修T _作中.取得了很好的效果,大大缩短了检修时间,提高了检修T 作的质M ,为发电机的安全 运行提供了有利的保证关键词:发电机转子;匝间短路;试验分析;K S ()脉冲法;探测线圈波形法1发电机转子绕组匝间短路的危害及原因发电机转子绕组的匝间短路是一种比较常见的转子故障,一旦转子发生了匝间短路,其危害主 要表现在:匝间短路在最初阶段影响并不大,但发 展下去危害比较大,短路点局部过热会导致绝缘烧 毁接地;线棒发热会导致变形,转子电流增大、绕组 温度升高;有时还会引起机组的振动值增加,甚至 被迫停机;进一步发展会造成大轴磁化,甚至是转 子绕组烧损事故。
另外,4相空载特性曲线与未短 路前比较将会下降,短路特性曲线的斜率也将会减小,一般在转子绕组短路的匝数超过总匝数的3 ~ 5%时,才会在这两个'持性曲线上反映出来,发生匝 间短路是非常危险,必须予以立即消除c引起发电机转子匝间短路综合起来主要冇 两点:(1)制造方面。
如制造工艺不良,在转子绕组下线、整形等工艺过程中损伤了匝间绝缘,或绝 缘材料中存在有金属颗粒,刺穿了匝间绝缘,从而 造成匝间短路。
(2)运行方面;,在电、热和机械等的综合应力 作用下,绕组产生变形、移位,致使匝间绝缘移位、断 裂、磨损、脱落或由于脏污等原因,造成匝间短路。
转子匝间短路可分为稳定性和不稳定性两 类。
稳定性匝间短路是指这种短路与转子转速和 温度等均无关。
而不稳定性的匝间短路(动态短 路)即发电机达到一定转速或在额定转速下或带 负载时,转子绕组在离心力的作诏下或离心力和 热应力等的综合作用下,发生的匝间短路,当这 些作用力消除,回到静止状态,它的短路点又消失了。
发电机动态匝间短路诊断试验
发电机动态匝间短路诊断试验发电机动态匝间短路诊断试验,这个名字听上去有点复杂,是吧?让人一听就觉得像是某种高科技的实验,离我们这些普通人好像有点远。
但是,大家别担心,今天就带大家通俗易懂地聊聊这个话题。
发电机嘛,说白了就是咱们家里和工厂里那个负责“供电”的“超级英雄”。
它的任务可不简单,得一直保持稳定运行,提供电力,没点本事谁敢让它工作?发电机的绕组可能会发生所谓的“匝间短路”。
听起来有点吓人,对吧?其实这就像是电线内部的一部分“自带短路”,导致电流跑偏,发电机就“生病”了。
你想想,如果发电机突然“生病”,不但电力供应会受到影响,周围一片“乌烟瘴气”,严重的还可能引发大规模停电。
所以,咱们要做的就是及时发现问题,避免“病情加重”,对不对?说到诊断这个问题,咱们得先弄清楚怎么发现匝间短路。
传统的方法可不一定好使,像是肉眼看不见、也听不着的电流问题,想要找到它,不是那么简单。
要是按老办法来做,得停机检查,完全得停掉发电机来检修,那时间和成本都得大幅增加。
谁家愿意为了这点小问题停机呢?那可就麻烦了。
怎么办?这时候咱们就得借助“动态匝间短路诊断试验”了。
这个试验听上去有点“高深莫测”,其实就是在发电机运行的过程中,通过一些先进的设备和技术手段,实时监测发电机的状态。
当它出现问题的时候,咱们就能提前发现,及时进行修复。
这一招简直是“省时又省力”,比传统的停机检查要“聪明”多了。
你要问怎么做的?简单!通过一些高科技传感器和监控设备,我们能在发电机运行的过程中,检测到电流、电压这些重要参数的变化。
如果发现不对劲,马上报警,提醒工作人员采取行动。
可以说,这种“动态监测”就像是给发电机装上了一双“火眼金睛”,把潜在的匝间短路问题揪出来,防患于未然。
不过,可能有人会疑问,发电机里的“匝间短路”到底会有什么影响?如果发生了,能不能恢复呢?别急,我告诉你。
匝间短路虽然看上去不是什么大问题,但如果不及时发现,后果可不小。
1000MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的诊断与分析
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科
学
与
工
程
2 0 1 3征
表 2 转 子 动 态 交 流 阻抗 及 损 耗 试 验 结 果 ( 盘 车状 态 )
Ta b . 2 Ro t o r d y n a mi c a c i mp e d a n c e a n d l o s s t e s t
子 烧 损 事 故 ,对 发 电 任 务 造 成 巨 大 影 响 ,给 电 厂
表 1 转 子 动 态 交 流 阻 抗 及 损 耗试 验 结 果 ( 下降过程 )
Tab. 1 Ro t or dy na mi c a c i m pe da nc e a nd l os s
r e s u l t s f b a r r i n g s t a t u s )
如 图 1和 图 2所 示 。 图 1为 阻 抗 随 转 速 变 化 的 关
系 曲线 ,图 2为损 耗 随转 速 变 化 的关 系 曲线 。
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图 3 转 子盘车状态下的 R S O 试 验 结 果
1 0 0 0 MW 汽 轮 发 电机 转 子绕 组 匝 间短 路 故 障 的 诊 断 与 分 析
尹 文俊 ,李 挺
( 1 .广州粤能 电力 科技开发有 限公 司 ,广 东 广州 5 1 0 0 0 0 ;2 .武汉大学 电气 工程学 院 ,湖北 武汉 4 3 0 0 7 2 ) 摘要 :对 某电厂 1 0 0 0 MW 汽轮 发电机在运行 过程 中发现 转子 的轴振动 异常为例 进行 了故障 分析 。在结 合运行记 录和 大修 试验检测的相 关数据进行 分析后 ,认 为转子存在 早期 匝间短路 隐患。就大型 汽轮 发 电
大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的诊断研究
积 累的运行 经验 , 对 其 故 障诊 断 技 术 所 存 在 的 问题 及 其 特 点 进 行 深 入 性 的 探 讨 。 据 此 提 出 了 转 子 绕 组 匝
间发 生短路 故 障 的几种 常 见形 态 , 同时 , 在各 种状 态模 式 下 , 对所 选 用的检 测 方 法 的适 用性 进行 了有效 评
价, 为未 来一段 时间 内进一 步提 高 匝间短 路 故 障的检 测 以及 诊 断水 平提 出了一 些 建议 。
关 键词 : 短 路 故障 ; 汽轮 发 电机 ; 转子 绕 组 ; 诊 断 中图分 类 号 : TH 6 1 l 文献 标志 码 : A
XUE J i a n s h e
f a ul t d i a gno s i s t e c hn ol ogy a nd i t s f e a t ur e s .Ac c or di ngl y, pr op os e d r ot or wi nd i n g t u r ns s e ve r a l c o mmo n f o r ms o f s h or t c i r cu i t
目前 , 发 电机转 子 绕组 在实 际运 行过 程 中 , 出现
电机转 子绕 组在 运行 过程 中 出现 匝间短路 可 以划分
匝间短 路 的主要 表 现 为发 电机 组本 身无 功功 率不 断 下降 、 轴 系振 动逐 渐加 大 以及轴 电压 不 断升 高等 , 这
是 转子 出现 匝间短 路 的典 型特 征 , 在 实 际 的检 测 以 及 诊 断过程 中 , 可 以 根 据 这些 特 征 做 出正 确 的判 断
n o s i s i n t h e f u t u r e .
发电机转子匝间短路判断及预防措施
发电机转子匝间短路判断及预防措施摘要:发电机转子发生匝间短路,严重时将影响发电机的安全运行,本文以一台300MW汽轮发电机匝间短路故障为例,综合应用转子交流阻抗、重复脉冲法分析和判断转子绕组存在动态匝间短路故障。
关键词:发电机转子匝间短路0 引言近年来,我国电力工业持续快速发展,高参数、大容量发电机机组投产越来越多。
在大型发电机高速旋转状态下,转子绕组将承受较大的离心力和热应力。
由于转子结构复杂、匝间绝缘薄弱,再加上设计、工艺和制造过程中的问题,以及运行中电磁、机械、热力等的综合作用,使得转子绕组发生移动、摩擦、绝缘下降,从而造成匝间短路。
1 发电机转子匝间短路的危害在发电机转子匝间短路初期,故障表现不明显,对发电机的正常运行影响较小,故一般较容易忽视发电机转子匝间短路问题。
当匝间短路严重时将使转子电流显著增大,绕组温度升高,限制了发电机无功功率的输出,有时还会引起机组机组振动加剧,甚至烧坏发电机。
因此发生上述现象时,必须通过试验判断是否发生匝间短路并予以消除,使发电机恢复正常运行。
2 故障经过某电厂发电机额定功率300MW,空载励磁电流824A。
事件发生前,该机组冲转正常,发电机以90%额定机端电压正常启励,起励后机端电压18.1kV,励磁电流815A,较前两次启动时励磁电流增加约100A左右。
同时,发电机#5瓦X方向轴振由22.8μm上升至87μm,#6瓦由34.3μm上升至87μm。
发现异常后,操作员立即断开灭磁开关,#5、#6瓦振动逐步降至起励前正常值。
为验证振动与励磁电流关系,再次以20%初始电压启励,过程中发现发电机振动随着励磁电流的增加而变大,励磁电流在相同机端电压下也较以前大,并且最大值超过额定励磁电流,初步怀疑转子存在匝间短路故障。
3 进一步检查情况事故发生后,对发电机转子在3000转/分情况下进行了交流阻抗测试。
与历年数据趋势图如下:图一 3000转速下交流阻抗历年变化趋势图从图一可见,发电机在3000转/分的转速下转子交流阻抗变化明显,且呈下降趋势。
1000 MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的诊断与分析
2 0 1 4年 2月
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1 0 0 0 MW 汽 轮 发 电机 转 子绕 组 匝 间 短 路 故 障 的诊 断 与 分 析
e x p o u n d s t h e p o s i t i v e c o r r e l a t i o n b e t we e n v i b r a t i o n a mp l i t u d e a n d l o a d c h a n g e , w h i c h l e a d s t o h i d d e n d a n g e r o f s h o r t c i r c u i t . I n t h e p a p e r , i t i s a d v i s e d t h a t v i b r a t i o n a mp l i t u d e a n d l o a d c h a n g e s h o u l d b e p a i d c l o s e a t t e n t i o n t o S O
Ab s t r a c t : T a k i n g t h e a b n o r ma l r o t o r s h a f t v i b r a t i o n d u i r n g t h e o p e r a t i o n o f a 1 0 0 0 MW t u r b i n e g e n e r a t o r a s a n e x — a mp l e , t h i s p a p e r d i a g n o s e s a n d a n ly a z e s t h e i n t e r t u m s h o r t c i r c u i t i n r o t o r wi n d i n g . T h e e x p e i r me n t o n r o t o r d e c e l — e r a t i o n p r o c e s s a n d a c i mp e d a n c e a n d l o s s o f b a r r i n g s t a t e a n d t h e RS O e x p e r i me n t o n b a r r i n g s t a t e a r e ma d e . h e T
定子绕组匝间短路分析与故障诊断
定子绕组匝间短路分析与故障诊断提出大型汽轮发电机定子匝间短路阶跃式恶化过程的特征量在一段时间内是稳态的,基于此的数学模型可以作为故障识别的理论依据。
针对故障匝建立复合序网,具体分析了故障相电流的变化和纵向零序电压产生作为稳态故障特征量的数学模型,并且做出算例程序可行性验证。
标签:定子;匝间短路;故障;分析;诊断0 前言同步发电机主要分为定子和转子两部分。
定子主要由铁心、绕组及机座组成。
铁心是磁路的一部分,其内腔均匀冲槽,槽中嵌放对称三相绕组。
定子绕组相间或匝间绝缘的破坏,将形成严重的相间或匝间短路。
对于相间短路,国内外均装设纵联差动保护装置,但其不能反应匝间短路。
定子绕组匝间短路是破坏性很强的发电机内部常见故障,对其的保护和状态监测远非完善,还需要从理论上进一步定性和定量分析发掘故障特征。
1 定子匝间短路的对称分量法分析发电机定子通常从匝间短路开始积累到机组故障停机有一个时间过程,这段时间内的故障特征为通过状态监测早于保护识别匝间故障提供了可能。
由于匝间短路是一个逐步阶梯状积累的过程,其故障逐步形成过程中每一状态都将持续一定的时间。
发电机定子绕组匝间短路是一种纵不对称的故障形式,这为使用对称分量法对其故障特征进行基于状态监测的分析提供了理论基础,其中确定绕组短路电流中有正序、负序和零序分量,且各序电流相等,同时短路初瞬也出现非周期分量。
由于中性点附近的匝间短路灵敏度最低,这里的研究将同相同分支和同相不同分支匝间短路的分析等效处理为短路点对中性点短路作为进行复合序网计算的条件,如图1、图2、图3所示:本文的序网是一个稳态参数下的序网,计算序网的主要目的在于揭示和提供状态监测特征量的理论依据。
复合序网的计算值和实测值比较相符,这里作为理论分析依据有其科学性与合理性。
(1)匝间短路稳态序阻抗的确定。
设发电机的一相绕组中有α份额匝间短路。
在考虑漏抗影响情况下,短路部分的正序电抗Xα1由定子漏抗Xl和直轴同步电抗Xd修正:Xα1=kX1α+(Xd-kXl)α2定子漏抗Xl包括槽漏抗、谐波漏抗和端部漏抗三部分,短路部分的谐波漏抗和槽漏抗被认为是和短路匝数成正比,余下直轴同步电抗的短路部分包括端部电抗被认为是和短路匝数的平方成正比。
发电机转子绕组匝间短路故障的常见形式及其检测方法
故障维修发电机转子绕组匝间短路故障的常见形式及其检测方法汪成喜(惠州市光大环保能源(龙门)有限公司,广东 惠州 516000)摘 要:通过电机试验对两种方法的灵敏性和可靠性进行了验证。
根据电机生产企业对电机转子绕组匝间短路测试的实际需求,提出了测试方法的组合方案,既能保证判断的准确性,又能检测出具体的故障槽位置。
关键词:发电机;短路;方法汽轮发电机组在高速旋转时,其转子在运转时,经常会出现转子绕组匝间发生短路,严重影响运行安全。
若汽轮发电机间存在短路,则不会对发电机造成其它影响,但若出现较大的问题,则会增加机组振动幅度,造成转子损坏,甚至机器不能运行,或者就是会有一些比较严重的故障,影响到其运行的安全问题。
所以,对于发电机转子进行故障检测是十分有必要的,并在检测过程中还能够不断的提高系统运行的水平。
1 转子绕组结构由于汽轮发电机组容量不稳定,转子间的冷却方式也不尽相同。
空冷系统一般为小容量机组所采用。
其优点是维护量较小,可靠性较高,并且对于运行部门来说,对于这一种模式也是十分的欢迎,但是,由于单机容量正在不断的提高,使用空冷方式已经并不是一个最好的解决办法,并且现在有绝大多数的国家依然在对材料的结构以及性能进行改进。
但是由于性价比比较合理,一些容量比较大的空冷机组都得到了生产,并且在容量比较适合的机组中,存在氢冷以及水内冷这两种冷却的方法。
除此之外,转子的开槽也是两种方式中转子的开槽形式,这对于励磁绕组的放置来说,是十分的方便。
从目前的状况来看,国内外的代行机组基本上都是用了一个氢冷的方法,而这一种方式的发电铣削的时候有一个槽,大汽轮发电机转子中有两个磁极,每个磁极上存在 n个槽,槽内存有串连的是一个槽的个数——半个线圈,而在每一个线圈中都有一个含有银的扁铜线并联成匝。
就像中心绕组一样,整个绕组是由末端的转子绕组中包含的线圈组成的。
与转子两极相连的是末端开始的线圈。
在电机转子线圈的时候使用到这一方式,以实心裸铜线绕制,然后贴上垫片或匝间绝缘。
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目录1 引言 (1)1.1 研究目的与意义 (1)1.2 发电机故障诊断技术的发展状况 (1)1.3 发电机转子绕组匝间短路故障检测的研究现状 (2)1.4 本文的内容和主要工作 (4)2 汽轮发电机转子绕组匝间短路的理论分析 (6)2.1 汽轮发电机的转子结构 (6)2.2 转子绕组发生匝间短路的原因 (6)2.3 匝间短路的磁场分析 (7)2.3.1 发电机发生匝间短路的磁场分析 (9)3 发电机转子绕组匝间短路故障的探测线圈法 (12)3.1 探测线圈法的测试原理 (12)3.2 探测线圈的结构及置放 (14)3.2.1 诊断系统及其功能组成 (15)3.2.2 基本参数 (16)3.2.3 传感器安装和定位 (16)3.3.3 故障判断 (16)3.3 大亚湾核电站发电机组的探测线圈法实例分析 (17)参考文献 (20)1引言1.1研究目的与意义随着我国国民经济的快速发展,电力工业正处于大电机和大电网的发展阶段。
人们的生活和生产水平迅速提高,使得电能需求量日益增长,进而对电力系统的供电质量、可靠性及经济性等指标的要求也不断提高。
发电机是电能生产的重要设备,它为整个电力系统提供电能,是整个电网的心脏,因此如果发电机发生故障,可能会导致局部停电甚至整个系统崩溃。
发电机转子作为发电机的重要组成部分,主要由励磁绕组线圈、线圈引线以及阻尼绕组等部分组成。
发电机运行时,由于转子处于高速旋转状态,这些部件将承受很大的机械应力和热负荷,若超过其极限值时将导致部件的损坏。
转子绕组是发电机经常出现故障的部位,除本体故障外,主要是转子绕组的短路故障,如匝间短路、一点接地短路、两点接地短路等。
发电机正常运行时,转子绕组对地之间会有一定的分布电容和绝缘电阻,绝缘甩阻的阻值通大于1兆欧。
但是因某种原因导致对地绝缘损坏或绝缘电阻严重下降时,就会发生转子绕组接地事故。
当发电机转子发生一点接地故障时,因为励磁电源的泄漏电阻很大,一般不会造成多大的伤害,限制了接地泄露电流的数值。
但是,发电机转子两点接地故障将会产生很大的电流,经故障点处流过的故障电流会烧坏转子本体。
而部分转子绕组的短接,励磁绕组中增加的电流可能会导致转子因过热而烧坏,气隙磁通也会失去平衡,从而引起发电机的振动,还可能使转子大轴磁化,甚至会导致灾难性的后果,因此两点接地故障的后果是很严重的。
目前,在国内运行的大型发电机组中,发电机匝间短路故障占故障总数的比重较大,大多数发电机都发生过或已经存在转子绕组匝间短路的故障。
由于转子绕组绝缘的损坏,转子绕组匝间短路后会形成短路电流,从而导致局部过热。
发电机长期在这种环境下运行,会进一步引起绝缘的损坏,导致更为严重的匝间短路,最终形成恶性循环。
据统计资料表明,发电机转子匝间短路故障并不会影响机组的正常运行,所以常常被忽略,但是如果任其发展,转子电流将会显著增加,绕组温升过高,无功输出降低,电压波形畸变,机组振动加剧,并且还会引起其它的机械故障,严重时还会影响发电机的无功出力。
如果发生的是不对称的匝间短路故障,发电机组的振动将会加剧,转子绕组的绝缘也有可能进一步的损坏,进而发展成为接地故障,对发电机组的安全稳定运行构成了严重的威胁。
因此,对发电机绕组匝间短路故障的诊断与识别是十分必要的。
1.2 发电机故障诊断技术的发展状况早期的故障诊断主要依靠人工经验,如:看、听、触、摸等方法进行诊断,具有一定的局限性。
随着发电机组容量的不断提高,对机组的状态监测和故障诊断的要求也越来越高。
近些年来,故障诊断技术不断吸收各学科的发展成果,诊断技术的理论与应用都得到了很大的发展,其涉及控制论、信息论、系统论、检测与估计理论、计算机科学等多方面的内容,成为集数学、物理、化学、力学、电子技术、信息处理、人工智能等多学科集于一体的新兴的交叉学科。
其中人工智能、计算机网络技术和传感技术是发电机故障诊断技术的重要组成部分。
随着科学技术的发展,故障诊断技术己经成为保证发电设备安全稳定运行的重要手段之一,是国内外相关科研单位研究的一门新技术。
发电机状态监测和故障诊断系统的内容十分广泛,主要包括定子绕组、转子、铁芯、氢油水系统以及机组轴系等各个方面。
世界上已经开发使用的发电机在线监测系统有20多种。
在国外,以美国为主的一些西方发达国家在发电机故障监测和故障诊断方面处于领先地位,如美国的Bently,IRD,BEI等公司,其先进的信号处理和数据分析技术为设备的状态监测提供了强有力的支持;日本的三菱电机公司开发了汽轮发电机在线绝缘诊断系统,利用发电机运行中局部放电现象的检测来进行诊断;瑞士开发的水电机组运行状态监测系统,其开放式的模块系统具有很强的灵活性;此外,还有德国的发电机无线电频率监测系统、意大利ENEL公司的定子绕组端部振动监测系统和韩国的在线局放诊断系统等。
我国在故障诊断技术方面研究发展的很快,70年代末至80年代初,通过吸收国外的先进技术,对一些故障机理和诊断方法进行了研究。
其中清华大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学等一些高校做了大量研究,并取得了一定成果,在国内处于领先地位。
如:东南大学开发的125MW汽轮发电机组状态实时监测与故障诊断系统;哈尔滨工业大学开发的200MW汽轮发电机组集散式状态监测与故障诊断系统,此系统可进行状态监测和趋势分析。
由于发电机故障的复杂性,它往往受到多种因素的影响,而且各因素之间还存在耦合作用,同一种故障在不同的系统中所表现出来的症状也不尽相同。
另外,诊断软件的诊断依据是通过理论分析计算或实验室模拟得来的,与发电机的实际情况有较大的差异。
一些故障诊断装置在实际的应用中存在诊断结果准确性差的问题,“漏诊”和“误诊”现象时有发生。
因此,确定故障诊断规则和故障征兆已经成为发电机故障诊断系统研究的“瓶颈”问题。
1.3发电机转子绕组匝间短路故障检测的研究现状在以往多年的实际工作中,全国各发电厂以及一些研究机构提出了许多转子绕组匝间短路故障的检测方法。
目前对发电机转子绕组匝间短路的检测方法主要分为静态检测和动态检测两种[]。
其中静态检测方法主要有以下几种:1.直流电阻法当绕组发生匝间短路时,直流电阻的数值将变小。
通常大型汽轮发电机转子绕组的总匝数较多(约在160匝以上),如果只有一二匝短路,即使测量很精确,直流电阻的降低也不超过1%。
根据计算,仅当短路匝数超过转子绕组总匝数的2%及以上时,直流电阻减小的数值才能超过规定值的2%。
因此直流电阻的灵敏度是比较低的,它不能作为判定匝间短路的主要方法,只能作为综合判断的方法之一。
2.交流阻抗和功率损耗法此方法是在转子绕组中通入交流电,测量转子绕组的阻抗及功率损耗值,与原始数据或上次试验的记录进行比较。
当绕组中有匝间短路时,在交流电倍,它有着强烈的去磁作用,并导致交流阻抗大大下降,功率损耗却明显增加。
此方法是判断转子绕组有无匝间短路比较灵敏的方法之一。
但是此方法要受到很多因素的影响,比如槽楔装配工艺和阻抗、转动状态下的定子附加损耗、转子本体剩磁、实验时施加电压的高低和护环等,有时不能准确判定较为轻微的匝间短路故障。
3.发电机空载、短路特性曲线法当转子绕组中存在匝间短路时,其三相稳定的空载特性曲线与未短路前的比较将会有所下降,短路特性曲线的斜率也将减小。
通过测量发电机空载电压、短路电流与励磁电流的关系曲线,观察其斜率有无变化,从而判断转子绕组有无匝间短路故障。
但由于测量精度的限制,灵敏度较低,一般在匝数较多(转子绕组短路的匝数超过总匝数的3%以上)时,才能从曲线上反映出来。
4.单开口变压器法在转子绕组中通入交流电后,转子槽齿上便产生交变磁通。
利用一只开口变压器和槽齿构成闭合磁路,测量转子各槽上漏磁通引起的感应电压。
线圈中有无匝间短路时,在开口变压器线圈上所感应的电势的大小和与电源电压之间的夹角是不同的,据此将各槽测量结果进行相位比较,即可得到判断。
当短路点发生在线槽上部时,可以得到明显的结果;而短路点靠近槽底或槽的中部时,开口变压器中所测得的感应电势的数值将明显降低。
实验证明,当磁性槽楔下的线圈发生匝间短路时,此方法反映不灵敏。
5.双开口变压器法双开口变压器法是基于电磁感应的原理,用两个开口变压器置于转子本体同一线圈的对应槽齿上,对其中一个变压器施加励磁电源,当槽内线圈有匝间短路时,由于部分磁通要经另一变压器闭合,所以会在此变压器上感应出电势。
通过测量另一个变压器的感应电势,若发现比无匝间短路时成倍增加则说明转子线圈存在匝间短路故障。
6.RSO(Repetitive Surge Oscilloscope)方法RSO重复脉冲检测法应用的是行波理论,用双脉冲信号发生器对发电机转子两极同时施加前沿陡峭的高频冲击脉冲波,当该脉冲信号沿绕组传播到阻抗突变点时,会导致反射波和透射波的出现,由此会在检测点测得与正常回路无阻抗突变时不同的响应曲线,通过与制造厂家提供的标准波形进行比较,可判断转子绕组是否出现匝间短路以及匝间短路的位置。
该方法对匝间短路的反应比较灵敏,易于发现比较小的匝间短路,但不能实现在线监测,而且需要脉冲信号。
文献[5]中提到2002年大亚湾2#发电机在历年停机换修期间曾通过ROS方法对绕组匝间短路的发生、发展以及最后的接地过程进行了分析。
发电机转子绕组匝间短路故障的静态检测方法对保证发电机安全运行和检修质量起到了良好的作用,但对于不稳定的动态匝间短路无法判断。
大型发电机的转子绕组,一旦出现问题,其危害程度较为严重,因此研究发电机转子绕组匝间短路的在线检测方法具有一定的现实意义。
在线检测的方法主要是探测线圈波形法。
在一定的运行条件下,如果存在转子匝间短路,就会引起磁场的不对称,破坏气隙磁场的正常分布,同时故障所在槽的槽漏磁齿谐波也会相应发生变化。
在发电机气隙磁场中加装探测线圈,通过对探测线圈上的电势采样,其电势波形反映了发电机气隙磁通密度的变化,便可以可靠地获取转子匝间短路故障的信息和故障点位置信息等[]。
探测线圈法是由阿尔布莱特(Albright)[]首先提出的,是把一静止探测线圈放在电机气隙中的在线检测方法。
探测线圈的直径比转子的一个齿宽要小,装在定子空气隙表面,它既可测磁通的径向分量,也可测磁通的切向分量。
根据谐波的峰值和谷值的高度变化来确定短路匝数的多少和短路点的位置,这就是阿尔布莱特的方法和内容。
他测的发电机在开路和短路试验状况下的探测线圈两端的波形,然后根据示波器上的峰值高度来识别故障。
目前,气隙探测线圈法对检测波形的处理和分析国内外还未形成统一的标准。
美国西屋公司是采用将探测线圈的感应电动势积分得出磁通波形,然后再用于分析和判断;英国原GCE公司是采用电动势波形的谐波分析方法,认为正常时只存在奇次谐波,若存在偶次谐波则说明发生了匝间短路;日立公司的判断原则是:如果两极对应点的电压波形幅值的比值SN/在0.95到1.05之内,认为是正常的,否则可能存在匝间短路。