在线检测发电机转子绕组匝间短路的新方法_武玉才

在线检测发电机转子绕组匝间短路的新方法

武玉才1

,李和明1

,李永刚1

,赵艳军2

,万书亭

3

(1.华北电力大学电气与电子工程学院,保定071003;2.深圳中广核工程设计有限公司,深圳518124;

3.华北电力大学能源与动力工程学院,保定071003)

摘　要:针对转子绕组匝间短路故障频发的现场实际情况,首先分析了隐极同步电机转子绕组匝间短路后励磁磁势的变化,采用气隙磁导法分析了电机气隙磁场,指出转子匝间短路故障使电机气隙磁场不对称,从而产生不均衡的磁拉力。由力的相互作用原理可知,该磁拉力不仅作用于转子,改变转子基频振动,同时还影响定子铁心的振动。随后对不平衡磁拉力引发的定子铁心的振动模态进行了分析,得出了转子匝间短路后定子铁心基频振动幅值增大的结论。最后在M JF -30-6故障模拟发电机组上进行了转子绕组匝间短路模拟实验,实验结果表明,可以通过定子铁心基频振动诊断隐极同步电机转子匝间短路故障。

关键词:同步电机;转子绕组匝间短路;气隙磁势;定子;振动;诊断中图分类号:T M 311文献标志码:A 文章编号:1003-6520(2009)11-2698-06

基金资助项目:国家自然科学基金(50677017);教育部博士点基金(20060079007)。

Project Su pported by National Natural Science Foundation of C hina (50677017),Doctorate Fund of the M inis try of Edu cation of C hina (20060079007).

New On -line Diagnosis Method for Generator Rotor Winding

Inter -turn Short Circuit

WU Yu -cai 1

,LI H e -ming 1

,LI Yong -gang 1

,ZH AO Yan -jun 2

,WAN Shu -ting

3

(1.School of Electrical Electronic Engineering ,North China Electric Pow er University ,Baoding 071003,China ;

2.China Nuclear Pow er Desig n Co .,Ltd .,Shenzhen 518124,China ;

3.Scho ol o f Energy and Pow er Engineering ,No rth China Electric

Pow er Univer sity ,Baoding 071003,China )

A bstract :A iming at the frequent occurrence o f ro to r winding inte r -turn sho rt circuit fault in actual co nditio ns ,first -ly ,we analy ze the change o f co ncealed po les sy nchro nization machine air -g ap mag ne tic potential af te r ro tor w inding s inter -tur n shor t circuit fault .It is pointed o ut that this fault makes the machine air -g ap field dissy mmetry ,so unbal -anced mag ne tic pull appear s .Accor ding to the principles of interactio n ,this pull not only chang es roto r fundame ntal frequency vibr ation ,but also influences stato r co re v ibra tion .Subsequently ,the stato r co re vibratio n mode caused

by unbalanced mag netic pull is analy zed ,the conclusio n is drawn that the value of stato r co re fundamental frequency vibra tion increases after ro to r winding s inter -tur n sho rt circuit fault .Fina lly ,the roto r windings inter -turn sho rt cir -cuit fault simulatio n ex pe riments are do ne on M JF -30-6fault simula tion g ene rato r of N or th China Elect ric Pow er U -niv ersity .We can de tect roto r winding s inter -turn shor t cir cuit fault o f concealed po les sy nchro nization machine by sta tor co re fundamental frequency vibratio n .

Key words :sy nchro niza tion machine ;ro to r w inding s inter -turn sho r t circuit ;air -ga p mag netic po tential ;stato r ;v i -bra tion ;diag no sis

0　引言

转子绕组匝间短路是同步电机常见的电气故障之一。目前,随着机组朝着大型、高利用率方向发展,以及功率调节的影响,转子绕组匝间短路故障发生的几率大大增加。轻微的匝间短路故障机组仍可以继续运行,一旦故障恶化,会导致转子一点接地及

两点接地故障的发生,使得发电企业被迫停机检修,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,对汽轮发电机转子匝间短路故障的在线检测显得尤为重要。

针对发电机的转子绕组匝间短路故障,目前国内外已有很多成型的方法[1-6],总体上可以分为离线的检测方法和在线的检测方法两类。由于离线监测存在需要停机,不能及时发现故障的弊病,因此,在线的方法越来越受发电企业的青睐。目前针对该故障的在线监测的方法并不多,已经投入应用的在线监测方法主要有如下两种:

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2698·第35卷　第11期

2009年11月30日

高　电　压　技　术

High Voltage Engineering Vol .35No .11

Nov .30,2009

DOI :10.13336/j .1003-6520.hve .2009.11.019