发电机转子匝间短路故障分析处理

发电机转子匝间短路故障分析及处理摘要: 某电厂2号汽轮发电机组运行中7#瓦轴振突然增大，经全面分析原因，通过直流电阻和交流阻抗试验，判断为发电机转子匝间短路引起振动。解体检查发现，转子端部固定薄弱，引起部分转子匝间垫条、线圈发生位移，绝缘磨损导致匝间短路，处理后转子试验数据合格，机组投运正常，振动消失。

关键词：发电机；转子；匝间短路。

analysis and treatment of vibration of turbo generator unit

induced bv turn—to—turn short circuit of rotor windings han shirong

(guangdong red bay generation co., ltd. shanwei guangdong516623)

abstract: a sudden severe vibration fault occurred in no．7 bearing of no．2 turbo generation unit． the dc resistance and ac impedance test showed that the turn—to—turn short circuit of rotor winding brought about the vibration of no ．2 generation．disintegration inspection discovery, rotor nose fixed weak, causes the partial rotor circle the pad strip, the coil has the displacement, the insulation attrition causes the turn-to-turn short circuit, after processing the rotor tentative data to be qualified, the unit throws

transports normally, vibration vanishing.

key words: turbo generator，rotor windings，turn—to—turn short circuit

1 引言

某电厂#2发电机是东方电机股份有限公司生产的

qfsn-655-2-22a型汽轮发电机，2005年12月出厂，2008年2月通过168后，正式投入商业运行。2009年3月，2#发电机大修后投入运行后不久，7#轴瓦振动值由正常运行时的60μm突然增大到130μm，超过报警值（125μm），最高上升至144μm，随后一直稳定在135μm运行。

#2发电机的转子存在如下特性：转子振动与负荷之间都存在着明显的相关性：各轴承瓦振随负荷、励磁电流增加而增大。对电气设备进行外部检查，未发现异常。经对机组运行工况及相关操作进行全面分析，基本排除机械原因引起的振动，初步认定2号发电机转子匝间短路导致机组发生振动。停机对转子做直流电阻和交流阻抗试验，判断发电机转子发生匝间短路。

2 故障分析

引起汽轮发电机组突发振动主要有机械和电气两方面的原因。机械方面主要有断叶片、动静部件摩擦、汽流激振、转子突然受到外界大的扰动冲击、油膜振荡等；电气方面通常是转子在制造、运行过程中发生了匝间短路故障。由于励磁电流减小时振动会减弱；励磁电流为零时振动会消失，基本判定为转子绕组匝间短路引起的

振动。

发电机转子结构复杂，匝间绝缘薄弱，因制造、安装、运行、维修等原因，常发生绕组匝间短路故障．导致发电机转子电流增大、机组振动增加。判断转子绕组匝间短路常用方法有：测量转子绕组直流电阻，比较发电机短路和空载特性曲线，测量转子绕组交流阻抗和功率损耗，测量单开口变压器的感应电势和相角，双开口变压器感应法，功率表相量投影法，直流压降计算法等，以及励磁电流判别法，定子环流判别法．rso重复脉冲检测法．小波分析等新方法。从方法的简便、可靠、灵敏程度来看，现场多采用测量转子绕组交流阻抗和功率损耗法，并结合直流电阻法测量结果进行综合分析，即可判断转子绕组是否存在匝问短路。

为了获取该转子存在匝间短路的数据资料，安排了停机前的相关试验，其中发电机出口三相短路状态下的匝间录波波形见图1。

图1：#2发电机转子的动态匝间短路波形（定子绕组三相短路状态）

通过匝间录波波形分析，确认＃2发电机转子确存匝间短路。由于图2中的波形与以往发电机三相短路状态下所做匝间短路检测波形不一致，且图2中左右两个波形还不对称，波形也有较大差异，因此，分析认为图2中的波形在检测过程中，可能受到了某种因素的影响，使检测到的波形的准确性有所欠缺，因此有必要进行转子绕组分布电压试验，以便确定匝间短路故障具体发生在哪个或哪些线圈上。2010年6月14日，#2发电机转子从发电机膛内抽出来置

于平板大货车上，准备返厂处理。为掌握转子绕组静态下的故障情况，在转子封装启程前，对该转子进行了静态下的电气试验，主要进行了转子绕组的绝缘电阻测量和绕组分布电压测量。

首先，测量了转子绕组的绝缘情况，测量数据如表1所示。

表1：转子绕组对本体的绝缘电阻测量值

试验仪器及试验电压转子绕组对本体的绝缘电阻（ω）

数字兆欧表，dc：1000v 0.0

数字兆欧表，dc：500v 0.0

数字兆欧表，dc：250v 0.0

用fluke万用表测量0.0

表1中的绝缘电阻测量值说明，2#发电机转子绕组存在着接地故障。

其次，进行了转子绕组的分布电压测量，测量结果如表2所示。

表2：两极各个线圈上的电压值（试验电压：50.7v）

极1（外环）的各个线圈极2（内环）的各个线圈

#1线圈 1.457 #1线圈 1.387

#2线圈 3.204 #2线圈 3.201

#3线圈 3.450 #3线圈 3.402

#4线圈 3.655 #4线圈 3.486

#5线圈 3.773 #5线圈0.837

#6线圈 3.90 #6线圈 3.68

#7线圈 3.91 #7线圈 3.271