发电机转子绕组匝间短路故障的诊断分析
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1. 引言1.1 背景介绍汽轮发电机是一种重要的发电设备,广泛应用于工业生产和生活中。
在汽轮发电机运行过程中,转子匝间短路问题是一个常见但严重的故障,可能导致设备损坏和生产事故。
对汽轮发电机转子匝间短路问题进行检测和处理具有重要意义。
转子匝间短路问题的出现主要是由于转子绝缘老化、绝缘失效等原因导致的。
转子匝间短路问题一旦发生,不仅会影响发电机的正常工作,还会增加维修成本和停机时间。
及早发现并解决转子匝间短路问题对于确保发电机的安全运行至关重要。
针对汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理,需要采用科学的方法和有效的工具设备。
只有通过合理的检测方法和及时的处理措施,才能确保汽轮发电机的长期稳定运行。
为此,本文将从转子匝间短路问题的原因分析、检测方法与原理、常见检测工具及设备、处理方法以及预防措施等方面进行深入探讨。
1.2 问题提出汽轮发电机转子匝间短路问题是一种常见的故障现象,可能会导致发电机的正常运行受到影响甚至引发严重事故。
转子匝间短路是指两个或多个匝线之间由于绝缘失效或损坏导致的短路情况,可能会导致发电机绕组局部过热、线圈烧损、导致机械振动增加等问题。
及时发现和处理转子匝间短路问题对于确保发电机运行的安全稳定至关重要。
在实际生产中,汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理一直是工程技术人员关注的焦点。
怎样有效地分析转子匝间短路问题的原因,采取合适的检测方法与处理措施,是解决这一问题的关键。
本文将对汽轮发电机转子匝间短路问题进行深入的分析和研究,探讨不同的检测方法和处理方案,以期为相关工程技术人员提供一些有益的参考和借鉴。
2. 正文2.1 汽轮发电机转子匝间短路问题的原因分析1. 绝缘老化:随着发电机使用时间的增长,绝缘材料会受到温度、湿度、振动等因素的影响而逐渐老化,导致绝缘性能下降,容易发生匝间短路。
2. 过载运行:发电机长时间处于过载状态下运行,会导致转子发热严重,使绝缘材料受到热应力影响,容易出现断裂或击穿,从而引起匝间短路。
发电机转子绕组匝间短路的故障分析
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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常见的故障之一。
转子匝间短路会导致发电机运行不稳定,甚至损坏发电机设备,因此及时检测和处理转子匝间短路问题非常重要。
本文将对汽轮发电机转子匝间短路问题进行浅析,探讨其检测和处理方法。
一、转子匝间短路问题产生的原因汽轮发电机转子匝间短路问题主要是由于以下几个原因导致的:1. 绝缘老化:发电机运行时间长了,绝缘材料会逐渐老化,导致绝缘性能下降,从而引发匝间短路问题。
3. 维护保养不当:发电机的日常维护保养工作不到位,导致发电机内部积灰、积水,加速了绝缘老化,从而引发匝间短路问题。
以上原因都可能导致发电机转子匝间短路问题的产生,因此在日常运行和维护工作中,需要加强对发电机的监测和维护,及时发现并解决潜在的问题。
为了及时检测发电机转子匝间短路问题,可以采用以下几种方法进行检测:1. 绝缘电阻测试:通过测试发电机转子绕组的绝缘电阻来判断绝缘状况。
当绝缘电阻值低于一定数值时,即可判断存在匝间短路问题。
2. 高压测试:利用高压测试仪对发电机绕组进行高压测试,通过观察绝缘是否击穿来判断绝缘状况。
3. 激磁测试:在发电机开机运行时,对发电机进行激磁测试,观察发电机转子匝间是否存在异常放电现象,以判断是否存在匝间短路问题。
以上方法都是常用的发电机转子匝间短路问题的检测方法,可以根据实际情况选择合适的方法进行测试,及时发现问题并进行处理。
一旦发现发电机存在转子匝间短路问题,需要及时进行处理,以避免进一步损坏设备。
处理方法主要包括以下几个方面:1. 绝缘处理:对发电机的绕组进行绝缘处理,修复匝间短路问题。
可以采用涂覆绝缘漆、更换绝缘材料等方法进行绝缘处理。
2. 清洁维护:加强发电机的日常清洁维护工作,避免灰尘、水分等对绝缘材料的影响,减缓绝缘老化速度。
3. 温湿度控制:加强对发电机运行环境的温湿度控制,避免高温、高湿度环境加速绝缘老化。
通过以上处理方法,可以有效解决发电机转子匝间短路问题,保证发电机的正常运行和设备的长期稳定性。
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。
发电机转子匝间短路故障分析与诊断
发电机转子匝间短路故障分析与诊断发布时间:2021-06-25T02:55:40.638Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第6期作者:徐东东[导读] 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电网的崩溃,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,这些部件将受到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。
淮南电力检修有限责任公司风台项目部安徽省淮南市 232100摘要:随着我国国民经济的迅速发展,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。
关键词:发电机;转子;绕组1.1引言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电网的崩溃,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,这些部件将受到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,绝缘电阻值通常大于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,因为励磁电源的泄露电阻很大,一般不会造成多大的伤害,限制了接地泄露电流的数值,但是当发电机转子发生两点接地故障时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,历次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,从而引起发电机的震动。
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。
关于发电机转子匝间短路故障的判断及分析
关于发电机转子匝间短路故障的判断及分析Abstract:This paper mainly describes the judgment andanalysis method of the turn-to-turn short circuit fault of the rotor winding during the operation of the large turbogenerator,and quickly determines the position of the turn-to-turn short circuit fault through the analysis and detection of the turn-to-turn short circuit fault of the generator rotor. The purpose of this paper is to provide a reasonable basis for the formulation of the follow-up treatment scheme.Keywords:rotor winding; turn-to-turn short circuit; fault 近年来,随着用电量的增加发电机组数量、容量也跟随着增加,从200MW的中小型发电机,到1000MW的大型发电机,都有各种不同的故障出现,有的故障还是非常特殊的故障现象。
此种情况可能跟近年来机组的负荷迅猛增长有关系,也跟国内前几年新建发电机组数量的爆发性增长有关系,还有就是与发电机生产厂家的制造工艺有关。
这些故障分布在发电机定子、转子、以及发电机外围附属设备等各个方面。
不论是在定子线棒、绕组端部,还是在定子铁芯,或是在转子绕组方面,一旦出现故障将会1/ 7造成经济上重大的损失。
在这里对转子绕组匝间短路故障分析、处理方面的技术和经验跟大家进行交流。
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。
大型汽轮发电机转子匝间短路故障诊断分析
大型汽轮发电机转子匝间短路故障诊断分析摘要:发电机转子匝间短路与转子所处的运行状态有关,早期故障往往表现为不稳定的动态匝间短路,故障点难以确定,同时匝间短路故障处理时间长,难度大,及早发现转子匝间短路,合理安排检修时间及缩短故障处理时间,对保证电厂机组安全运行、减少经济损失具有重要意义。
关键词:短路故障;汽轮发电机;转子绕组一、匝间断路的概述匝间短路是转子经常发生的故障之一,发现、处理不及时会引起转子绕组烧损及机组振动。
1.1转子绕组发生匝间短路的原因,综合起来大概有制造和运行两个方面。
1.1.1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性硬粒,刺穿了匝间绝缘,造成匝间短路。
1.1.2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、位移,致使匝间绝缘断裂、磨损、脱落或由于脏污等,造成匝间短路。
1.2匝间短路的危害当转子绕组发生匝间短路时,会造成整个发电机转子磁力的不平衡,使机组振动增大,甚至可能造成转子过电流及降低无功出力。
因此,当发生上述现象时,必须通过试验找出匝间短路点,并予以消除,使发电机恢复正常运行。
诊断转子匝间短路的方法较多,直流电阻法、交流阻抗和功率损耗法、直流压降法是现场采用较多的方法。
二、转子匝间短路故障诊断方法2.1交流阻抗和功率损耗法这是目前常用的静态判断转子绕组匝间短路的方法,它应用转子绕组的阻抗及损耗值的变化来判断绕组有无匝间短路及其程度,具有简便、实用和较为灵敏的优点,但影响其检测结果的因素较多,如转子转速、短路电阻及其部位、试验电压高低、转子结构等。
因此该方法不能作为判断匝间短路的主要依据,要结合其他方法才能得出结论。
2.2直流电压降法该方法要在转子绕组中通入直流电,用接有毫伏表的探针来测量绕组中各匝间的电压降,在短路线匝上所测得的电压将明显小于正常绕组匝间的电压,且其电压的减小值随着靠近短路点的距离而增大。
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一种常见的发电设备,它通过转子的高速运转来产生电能。
在长期运行过程中,转子绕组可能出现匝间短路问题,这会导致设备性能下降甚至故障。
对汽轮发电机转子匝间短路问题进行检测和处理是非常重要的。
本文将对该问题进行浅析。
汽轮发电机转子匝间短路问题主要表现为电机温升过高、噪音增大、出现电流不平衡等现象。
在进行检测时,可以采用多种方法。
测量绝缘电阻是较常用的一种方法。
通过在电机断电后对绕组进行绝缘电阻测试,可以初步判断转子是否存在匝间短路问题。
如果测量结果远低于标准值,则可能存在匝间短路。
还可以利用红外热像仪进行转子匝间短路问题的检测。
热像仪可以将发电机各部件的热量分布以数字化的方式呈现出来,从而可以清晰地观察到转子绕组是否存在异常的热区。
如果发现热区异常,很可能就是转子存在匝间短路。
还需要对转子进行震动测试,通过检测转子的振动情况,可以进一步判断出是否存在匝间短路问题。
一旦确定发电机转子存在匝间短路问题,就需要进行相应的处理。
需要对发电机进行停机维修,并及时通知生产部门调整生产计划。
需要对转子绕组进行修复或更换。
修复时,可以采用绝缘漆打磨等方式将匝间短路部分清理干净,并重新上漆。
若转子绕组严重损坏或无法修复,则需要更换新的转子绕组。
在处理过程中,需要注意一些要点。
应确保绝缘漆等维修材料质量可靠,以提高修复效果。
需要严格按照操作规程进行操作,确保人员安全。
为了减少类似问题的再次发生,还需要加强设备的定期维护保养,定期检测发电机的工作状态和绝缘性能,并对设备进行合理的负荷控制。
汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理是一项重要的工作,关系到电机的正常运行。
通过绝缘电阻测试、红外热像仪检测和震动测试等方法,可以初步判断转子是否存在匝间短路问题。
一旦确定存在问题,就需要对设备进行停机维修,并进行相应的修复或更换工作。
还需要加强设备的定期维护和保养,以减少这类问题的发生。
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。
汽轮发电机转子匝间短路故障诊断和处理分析
汽轮发电机转子匝间短路故障诊断和处理分析摘要:汽轮发电机是工业生产中的关键设备之一,在工业生产企业或者发电厂中应用较为广泛,能够有效提升生产效率,提升企业经济效益。
但是,由于当前工业生产水平的提升,对于汽轮发电机运行性能提出了更高的要求,其转子匝间短路故障会严重影响设备运行稳定性与安全性。
加强其故障位置与原因的诊断,并根据不同故障采取有效的处理方法,是提升汽轮发电机运行效率的关键工作。
本文将通过分析汽轮发电机转子匝间短路故障诊断方法,探索汽轮发电机转子匝间短路故障处理措施。
关键词:汽轮发电机;转子;匝间短路;故障诊断;处理汽轮发电机的应用范围逐渐扩大,成为提升我国工业生产水平的重要机械设备。
但是,由于制造工艺不良或者热、电作用,导致其运行中容易出现转子匝间短路故障,使得设备励磁电流增大、转子振动增强,严重时会导致设备零部件的损坏与安全事故,不利于生产效率与质量的提升。
由于匝间短路故障在设备运行速度降低时会暂时消失,这也给故障的诊断与检修工作带来了一定困难。
因此,应该对不同的故障诊断方法进行分析与比较,针对匝间短路故障的特点选择有效的诊断技术,实现故障的及时处理,保障生产工作的顺利进行。
比较直流电阻法、交流阻抗及损耗测量法、转子绕组匝间短路的RSO重复脉冲检测法等,是常用的几种匝间短路故障检测方法。
1、汽轮发电机转子匝间短路故障原因与类型如果在生产过程中端部垫块稳固性较差,容易引起匝间短路的故障;工艺生产水平较低,整形与下线操作不规范,使匝间绝缘遭到损坏,这也是导致短路故障的主要原因;匝间短路故障还会由于金属硬物刺穿绝缘材料中而出现。
另一方面,在运行中汽轮发电机转子也会出现匝间短路故障。
绕组发生的变形、位移和绝缘垫块脱落等问题,往往是由于热、电等作用造成的,进而造成匝间绝缘失效,引发匝间短路故障【1】。
转子绝缘出现老化问题、通风孔堵塞、内部脏污等,也是导致匝间短路故障的主要原因。
稳定的匝间短路和不稳定的匝间短路,是转子绕组匝间短路的两种主要形式。
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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电
力
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 .
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一种将热能转换成电能的重要设备,其关键部件之一就是转子。
然而,在运行过程中,转子匝间短路的问题有时会出现,给设备的安全稳定运行带来很大的隐患。
本文将对汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理方法进行浅析。
一、转子匝间短路的原因转子匝间短路是指转子绕组中的两个匝之间在短路的状态下工作。
造成此问题的原因主要有以下几个方面:1.电气绝缘老化或破损由于长期运行和老化,转子绕组中的绝缘材料会出现老化或破损现象,导致绝缘性能下降。
2.转子振动或冲击在汽轮发电机运行过程中,由于机械振动或冲击力等因素,转子多次受到机械性负荷,在振动过程中,导致部分绝缘材料发生破裂、脱落等现象,进而导致绕组匝间短路。
3.环境影响工作环境的影响也是转子匝间短路的原因之一。
比如在潮湿环境下,转子内部可能出现霉菌、锈蚀等现象,影响转子匝间的电气绝缘性能。
二、检测方法1.直流电阻检测法直流电阻检测法是目前应用最广泛的一种转子匝间短路检测方法。
该方法利用直流电信号在绕组内部传递时遇到匝间短路时的电流反应,通过测量绕组内部的直流电阻值大小来判断匝间短路的位置和严重程度。
交流阻抗检测法是通过测量转子绕组内部的交流阻抗值大小,来判断匝间短路的位置和严重程度。
该方法与直流电阻检测方法相比,具有非破坏性、高灵敏度、高精度等优点。
三、处理方法一旦发现转子匝间短路问题,应立即采取相应的处理措施,避免问题扩大,影响设备正常运行。
具体处理措施如下:1.更换绝缘材料如果是因为绝缘材料老化或破损导致转子匝间短路,应立即更换新的绝缘材料,确保其电气绝缘性能合格。
2.进行绕组焊接在短路位置周围进行绕组焊接,将相应的绕组匝数接到一起,使其不再相互短路,保证转子稳定运行。
3.修复转子如果转子发生较重的短路,需要对其进行修复。
首先需要对短路位置进行清洗,然后进行绝缘材料涂覆、覆盖等操作,使其恢复正常使用状态。
修复时必须保证设备安全,并严格按照操作规程进行,确保操作顺利进行。
发电机转子匝间短路故障分析及处理方法
发电机转子匝间短路故障分析及处理方法发电机转子匝间短路故障分析及处理方法【摘要】转子绕组发生匝间短路,严重者将影响发电机的安全运行。
因此,必须通过试验找出短路点,并予以消除,使发电机恢复正常运行。
本文以我厂的#2发电机匝间短路故障为例,综合应用多种方法,分析和判定了绕组存在的匝间短路故障。
【关键词】发电机;转子;匝间短路;分析;处理一、发电机转子匝间短路的危害﹑原因及分类当转子绕组发生匝间短路时,严重者将使转子电流增大﹑绕组温度升高﹑限制发电机的无功功率;有时还会引起机组的震动值增加,甚至被迫停机。
因此当发生上述现象时,必须通过试验找出匝间的短路点,并予以消除,使发电机恢复正常运行。
发电机转子绕组产生匝间短路故障的原因很多,归纳起来大致有:1.结构设计不合理。
如匝间采用衬垫绝缘时,端部铜线侧面裸露,当运行中积灰和着落油垢后,会造成匝间短路。
2.制造工艺不良,如在转子绕组下线、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性硬粒,刺穿了匝间绝缘造成匝间短路。
(如铜线有硬块,毛刺都会损伤匝间绝缘。
)3.运行中在电、热和机械等综合应力作用下,绕组产生残余变形﹑位移,致使匝间绝缘断裂﹑磨损﹑脱落或由于赃污等,造成匝间短路。
4.运行年久,绝缘老化,也会造成匝间短路。
转子绕组的匝间短路,按其短路的稳定性,可分为稳定和不稳定两种。
所谓稳定的匝间短路是指这种短路与转子的转速和温度等均无关。
而不稳定的匝间短路,则与转子的转速和温度等有关,也即在高转速、低转速、高温或低温时才发生短路,或者在转速和温度同时作用下,才能出现短路。
二、匝间短路故障的最初发现在1997年,我厂#2发电机大修时,按规程规定,进行了转子规定项目的试验。
1.现行试验标准和规程规定,发电机在交接或大修时都应对转子绕组的直流电阻进进行测量。
用双桥法测得转子直流电阻Rdc= 0.3408Ω(注:已换算到20°C,以后的数值无特殊说明,均为已换算后的),和历史数据相比,降低了0.23% 。
汽轮发电机转子匝间短路故障诊断及分析
汽轮发电机转子匝间短路故障诊断及分析本文主要以日立公司生产的600MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的检测和诊断方法进行了介绍和分析,结合实际的运行经验,就大型汽轮发电机转子绕组匝间故障诊断技术的特点及存在的问题进行了研究和探讨。
标签:发电机转子绕组匝间短路故障诊断故障分析引言汽轮发电机转子的匝间短路严重影响发电机的安全稳定运行,运行中造成励磁电流增大,输出无功功率减少。
转子振动加剧、转轴轴电压增高等不良影响。
如果对转子匝间短路故障不能及时发现,则会产生很大的危害,短路点处的过热会导致绝缘损坏造成接地、线棒过热会引起局部变形或烧熔,故障的进一步发展会造成大轴整体磁化,护环烧损,或烧伤轴颈和轴瓦等,甚至会造成转子烧损事故。
所以。
必须及时找出故障点,予以消除,这而解决这一问题,必须进行发电机转子匝间绕组短路故障的分析,并采用正确的处理方法。
一、发电机转子匝间短路的原因及分类转子绕组发生匝间短路的原因,综合起来大概有制造和运行两个方面:1.厂家制造工艺不良。
如:端部垫块固定不牢,脱落端部绕组匝间短路;在转子绕组制造中,工作人员在下线、整形等工艺过程中,损坏了匝间绝缘;或绝缘材料中遗存有金属硬物(如铜线有硬块,毛刺),刺穿了匝间绝缘导致匝间短路。
2.转子在运行中在热、电、机械等综合应力作用下,其绕组就会产生位移﹑变形或端部绝缘垫块松动脱落,致使匝间绝缘磨损﹑断裂﹑脱落,或由于内部脏污等原因,造成转子一点或多点匝间短路。
运行中检修残留异物堵塞通风孔引起高温造成匝间绝缘损坏引起匝间短路。
运行年限长久,转子绝缘老化,也会造成匝间短路。
转子匝间短路的分类:转子绕组的匝间短路,按其短路的稳定性,可分为不稳定和稳定两种。
所谓不稳定的匝间短路,则与转子的温度和转速等有关,也即在低转速、高转速、低温或高温时才发生的短路,或者在温度和转速同时作用下,才能出现的短路。
而稳定的匝间短路是指此短路与转子的温度和转速等均无关的短路。
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。
一起发电机转子绕组匝间短路故障分析和处理
一起发电机转子绕组匝间短路故障分析和处理孙善华;孙福春;韩忠钦【摘要】转子绕组匝间短路是汽轮发电机最常见的故障之一,以一起330MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障为例,采用直流电阻法、转子绕组交流阻抗和功率损耗法、单开口变压器法以及极间电压法确定短路类型和大体位置,随后采用线圈压降法和匝间电压分布测量确定故障具体位置.最终发现短路原因为转子绕组端部塑性变形、顶匝线圈错位及匝间绝缘破损.对线圈进行整形处理,处理后的线圈经检测合格.所用匝间短路定位方法简单实用,提高了发电厂的经济效益.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2018(045)005【总页数】3页(P73-75)【关键词】匝间短路;转子绕组;分析和处理【作者】孙善华;孙福春;韩忠钦【作者单位】国网山东省电力公司电力科学研究院,山东济南 250003;国网山东省电力公司电力科学研究院,山东济南 250003;国网陕西省电力公司汉中供电公司,陕西汉中 723000【正文语种】中文【中图分类】TM3110 引言近年来,由于制造、运行等原因,大型汽轮发电机转子绕组经常发生匝间短路故障。
轻微的匝间短路对运行影响不大,但应注意加强对机组的监视。
严重的匝间短路故障,会使发电机转子电流增大、转子绕组温度升高、无功功率受限[1],甚至造成机组的振动加剧,导致非计划停运事故。
因此,当发生上述现象时,必须通过试验找出匝间短路点,并予以消除,使发电机恢复正常运行。
1 故障检测情况山东某发电厂5号发电机为330 MW水氢氢冷却方式发电机,2006年4月投产,已运行11年。
2017年5月,试验人员按照《电力设备预防性试验规程》的要求,对5号发电机进行大修的相关试验时,发现其有匝间短路的特征。
1.1 直流电阻法标准规定,交接和每次大修时,都应对转子绕组的直流电阻进行测量,并与基值数据比较,其变化应不超过2%,否则须查明变化的原因。
直流电阻法灵敏度低[2],据计算,仅当绕组短路匝的数量超过总匝数的2%时,直流电阻值才会超过规定值。
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发电机转子绕组匝间短路故障的诊断分析
摘要:本文通过对车间24MW汽轮发电机1#发电机内部转子绕组匝间运作时出
现的短路故障进行分析和讨论,并结合积累的运行经验,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。
并据此提出转子绕匝组间发生短路故障的
几种常见形态,同时对各种状态模式下所选用的检测方法其自身的适用性进行有
效评价,对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供了
一些建议。
关键词:短路故障;汽轮发电机;转子绕组;诊断
前言:2012年11月2日,车间按照检修工作计划对1#汽轮发电机组进行同
轴度调整时,检修人员揭开4#瓦上轴承盖后,发现轴承座底部有大量金属铁削,于是立即对4#瓦进行检查,结果发现4#瓦处发电机转子轴颈磨损严重,下瓦口
与轴颈接触面处挤有数块金属脱落物,上瓦有较严重的划痕,下瓦磨损严重,磨
蚀区已失去金属光泽,表面巴氏合金磨损严重,于是发电机转入大修,委托济南
宏宝高压电机大修厂进行维修。
维修后试运行,发电机组振动值偏高,对发电机
做转子交流阻抗试验,根据试验数值,怀疑发电机存在匝间短路故障。
当前发电机转子绕组在实际运行过程中,其出现匝间短路的主要表现有:发
电机组本身无功率不断下降;轴系振动逐渐加大;轴电压不断升高等等。
上述所
讲的几种现象都是转子出现匝间短路的典型特征。
因此我们在实际的检测以及诊
断过程中,可以根据这些特征来做出正确的判断以及评价。
为了以后更好的点检发电机组运行状态,及时发现并处理匝间故障现象,定
时对发电机轴电压进行检测,增加轴振监测点,并对匝间短路故障进行检测和诊
断的方法作以下研究。
一、对匝间短路故障进行检测和诊断的方法
应该说,现阶段发电机转子绕组在运行过程中出现匝间短路问题,依据机组
运行时转速与温度等内容,可以将其划分成为非稳定性短路以及稳定性短路。
按
照机组本身的停运状态,检测方法可以将其分为静态检测以及动态检测。
在对匝间短路进行诊断和检测时,会涉及到两个重要点,一个就是对于出现
匝间短路转子机组的早期发现;另一个就是对于匝间短路故障的正确定位。
而在
真正诊断过程中,能够及早发现转子匝间短路的诊断方法主要有RSO重复脉冲法
以及相应的探测线圈波形测量法。
1、RSO重复脉冲检测法
该检测方法能够实现对转子绕组运行中出现的匝间短路以及断线还有绕组接
地故障进行有效检测,并能确定出故障的准确位置。
这种检测技术所遵循的工作
机理就是通过使用专业的双脉冲信号设备对运行中的发电转子两级,同步施以一
段高频率的冲击脉冲波,并利用双线示波器将两组发生响应的特性曲线记录下来,借以实现对其波形响应时间的有效测定,然后通过专业的计算分析或者是将所得
到的检测结果同设备出厂时所自带的标准波形进行认真比对,就能够准确的判断
出转子绕组匝间在运行过程中有没有出现短路状况,以及出现短路状况的具体位
置等等。
图1所示即为一台发电机组在检修时所记录的RSO波形。
记录中两条响
应曲线相同时,所得出的差值为一条直线,这就说明匝间在运行中没有出现短路
现象。
相反,则说明在发电机组运行中出现匝间短路现象。
2、气隙探测线圈波形法
(1)发电机内部气隙探测线圈的具体设置
以QFW-24-2A 型号的24MW发电机为例,该发电机最大电压值为10.5KV ,
电流值为1650A,而其额定容量为30MVA。
因此在设置探测线圈时,需要在发电
机汽侧大约距离铁心实际端部约700mm的位置处,将两个专用气隙探测线圈呈
对称状且保持120°角装置起来。
在该设备上装有两个小型的探测线圈,其中一个
主要应用于对径向磁通的实际测量,而另一个主要是对轴向磁通的实际测量。
需
要注意的是,在安装探测线圈时,应将其安置到距离实际转子表面大约14mm位
置处的气隙当中。
依据当前气隙磁场的实际计算以及检测现场的相关实测表明,
当探测线圈安置的位置距实际转子表面的最终距离越小,那么所测量到的实际感
应电压就会越高。
图1 RSO录波图
(2)检测波形的具体分析以及判定标准
依照当前国内相关机械行业标准来说,对匝间故障进行判定的方法就是选用
探测线圈中的实际电压进行正确计算。
其中一个广泛应用的判定原则就是:当发
电机组两级相对应点的实际电压波形幅值其具体比对值S/N,如果在0.95—1.05
范围内,那么就认为其运转正常,没有出现短路情况。
二、对转子匝间短路故障诊断方法的评价
为了对匝间短路故障的诊断技术的特性进行比较和评价,有必要对转子绕组匝
间短路故障状态模式进行进一步的定义,匝间故障发生分为三个故障状况,即萌芽期、发展期和故障期。
萌芽期:转子绕组匝间出现初始异常征兆,但传统的检测方法并不能发现这种异常。
机组运行也未受到影响(发电机组振动、励磁电流、机组无功及轴电压等均符合正常运行工况) 。
匝间的故障可以表现为局部过热、匝间以稳定的高阻短路或
匝间绝缘间存在油污、漆片等污染物。
发展期:匝间短路已经可以通过一些传统的方法鉴别。
这种状态下机组运行已
经出现异常,匝间短路基本或已经具备稳定特征。
发电机运行状况下出现振动增大、机组励磁和无功功率受到影响等,但运行工况限制尚未突破,在限制负荷和有效监
督等保护措施下来控制机组的运行状态,可维持机组在短期内(几个月至一年) 为发
电机的经济效益和大修的统筹安排而带病运行。
此现象与我车间24MW1#机组运
行现象基本吻合,震动增大,但可稳定运行,已具备了匝间短路的初步特征,处
于发展期。
图2 转子绕组匝间短路检测方法应用范围评价
故障期:绕组匝间绝缘已经出现明显的严重短路征兆,发电机组振动超标、无功功率严重降低(励磁电流超过额定要求) 、转子温度高等异常运行工况已经危机发
电机组的安全运行,甚至包括已经促发转子接地等故障的发生。
针对着三种故障状态模式,综合目前现场应用的检测技术,其主要的现场应用方法对应的使用范围评价结果见图2 所示。
三、总结:
(1)发电机转子匝间短路故障的状态模式可分为三种形态,即萌芽期、发展期和
故障期。
RSO 试验(冲击脉冲法) 能够较准确地分析三个阶段的故障。
气隙波形法
借助于计算机数据分析技术对萌芽期故障有一定的检测能力。
对5 %及以上的匝
间短路,这两种方法都有足够的灵敏度和准确性。
(2)文章结合24MW发电机组故障,主要对发电机转子绕组运行中如何对匝间
短路故障进行诊断和判定进行了简单的分析和探究,并据此提出了几种诊断和判
定方法,为日后的匝间短路故障诊断和处理提供了一些服务。
参考文献:
[1] 周春阳.发电机转子绕组匝间绝缘监测装置的研究与设计[D].华北电力大学,2012 .
[2] 李永刚,石薇.基于多回路理论的发电机励磁绕组匝间短路故障时励磁电流
谐波分析[J].山东电力高等专科学校学报,2011(04).。