转子匝间短路引起发电机组振动的分析及处理
发电机转子匝间短路振动特性研究的开题报告
发电机转子匝间短路振动特性研究的开题报告1.研究背景和意义发电机转子作为电力发生器中最重要的部件之一，其性能直接影响到整个发电机的运行稳定性及寿命。
在发电机的运行过程中，由于各种因素的影响，如电磁力的作用、温度变化、机械载荷等，容易造成发电机转子匝间短路，从而引起转子振动问题。
因此，研究发电机转子匝间短路振动特性，对于提高发电机运行的可靠性和稳定性，具有重要的意义。
2.研究内容本论文的研究内容包括以下方面：(1) 发电机转子匝间短路振动机理的分析和研究。
主要涉及匝间短路对转子振动特性的影响机理，振动频率、振幅等关键参数的解析。
(2) 基于有限元方法对发电机转子匝间短路振动特性进行数值模拟。
通过建立发电机转子匝间短路的有限元模型，研究匝间短路对转子振动的影响规律，分析不同工况下转子振动的特性及其变化规律。
(3) 实验研究发电机转子匝间短路振动特性。
通过搭建实验平台，对发电机转子进行匝间短路的实验操作，实测并分析了不同工况下发电机转子匝间短路振动的特性及其变化情况。
3.研究方法本论文主要采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对发电机转子匝间短路振动特性进行研究。
(1) 理论分析：通过对匝间短路的机理分析，推导出匝间短路引起转子振动的模型，分析影响转子振动频率、振幅等关键参数的因素。
(2) 数值模拟：基于有限元理论，建立发电机转子匝间短路的模型，模拟不同工况下发电机转子匝间短路引起的振动特性，并通过与实验结果进行对比，验证模型的准确性。
(3) 实验研究：在实验平台上进行发电机转子匝间短路的实验操作，通过实测得到转子振动的实际情况，并分析其变化规律和特性。
4.预期结果和创新点(1) 通过理论分析和数值模拟，将研究发电机转子匝间短路振动特性的机理进行深入剖析，揭示了不同因素对转子振动特性的影响规律。
(2) 基于实验平台的实验研究，得到了发电机转子匝间短路振动的实际情况，并对其进行了分析和研究。
本研究的创新点在于：对发电机转子匝间短路振动特性的研究，通过理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，深入研究了匝间短路引起的转子振动特性，揭示了不同因素对转子振动的影响规律，为发电机运行的可靠性和稳定性提供了有益的参考。
发电厂中机组常见的振动原因及分析
机械化工 发电厂中机组常见的振动原因及分析王时威（内蒙古华能兴安热电有限责任公司，内蒙古 乌兰浩特 137400）摘要：机组运行中经常出现振动超标现象，可进行转速试验、负荷试验、真空试验、轴承油膜试验、外特性实验、励磁电流试验等找到好的解决办法。
关键词：汽轮机；振动；试验现在大功率汽轮机发电机组，是一种结构复杂的高速动力机械。
机组产生振动的情况是复杂的，引起的原因也是各种各样的，下面就电厂运行中机组经常出现振动现象的原因进行分析，并进行一些相关试验，找到好的解决办法。
1 转速试验（1）转速试验的目的：是判别振动是否由于转子偏心所引起，并且可以找出机组的共振转速和工作转速接近的程度，检查和轴承座相连的支撑系统（包括基础、管道）是否存在共振现象。
（2）转子上质量不平衡引起的振动频率和转速是一致的，波形是正弦波，相位单一而稳定，径向振幅较大，这是最常见的振动原因。
如果波形不是标准的正弦波，而是含有多种频率但主要波形频率和转速相符，振动原因往往还是质量不平衡。
有时平衡了主波表示的振动后，其他频率的谐波分量也相应减少。
（3）对于刚性转子，质量不平衡产生的离心力和转速平方成正比。
但是由于转轴在离心力作用下会变形，振动和转速的平方不完全符合正比关系，然而还是能够看出变化的趋势。
（4）转子中心不正是指二转子的靠背轮有开口差，然而只要靠背轮止口不是很松，拧紧靠背轮螺丝后转子将自然同心，如果止口很松或没有止口，接上以后两个转子是偏心的；另一种是靠背轮平面瓢偏，连接以后，转子另一端会发生摇头（晃度）。
这后两种情况都会产生振动，然而瓢偏的影响较大，检修时要尽量减少和避免。
（5）轴承中心标高不在同一高度，并不影响转轴中心线的同心度，只会影响轴承上负载分配，或使转轴的临界转速偏移。
对于小型机组，一般问题不大。
但大型机组轴瓦上的比压的变化有时会引起振动增大。
因此，大型机组常在冷态下将轴承中心高度预作调整，以保证热态下比压达到设计值。
发电机转子匝间短路故障分析及处理
发电机转子匝间短路故障分析及处理作者：韩世荣来源：《城市建设理论研究》2011年第11期摘要: 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 UnitInduced bv Turn—to—Turn Short Circuit of Rotor WindingsHan 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 circuit1 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。
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。
发电机振动原因分析及处理过程
发电机振动原因分析及处理过程对运行中振动跟踪结果进行分析，得出以下结论1）发电机内氢气温度对励磁机振动的影响特别敏感，振动大小随着氢气温度的变化而变化2）机组无功负荷的变化，对励磁机振动的影响也较大。
2机组的无功负荷一般只保持在30Mvar 左右，无功负荷升高后励磁机的振动明显增大。
运行一段时间后，励磁机的外部振动再次达到0.11mm左右。
根据现场的实际情况，于2004年3月16日停机小修，再次对励磁机振动进行处理。
励磁机揭盖检查后在其端部增加平衡块75g，发电机7、8振动分别降至0.012mm至0.016mm，通过配重后调整氢气温度和无功负荷，运行不久以后励磁机部位的振动值又上升到了0.13mm，发电机组在振动超标的情况下维持运行。
32机组B级检修中对励磁机振动的分析及处理3.1振动影响着整个汽轮发电机的安全可靠运行，而且超过允许值的振动将带来许多危害,大致可以分析为以下几个方面：1）引起动、静部分磨擦，并且加速这些部件的磨损，产生偏磨。
2）使某些部件产生过大的动应力、导致疲劳损坏，其中以轴瓦钨金碎裂及烧损轴瓦居多。
3）使汽封、油封间隙加大而降低机组热效率。
4）引起某些坚固件的断裂和松脱，如轴承座地脚螺栓断裂、松动。
5）使定子铁芯叠片或定子绕组绝缘损坏引起短路根据水电部对3000r/min的汽轮发电机的轴承振动幅值的规定如表4：按这一标准规定判断，2励磁机的振动处在不合格的范围内，这将对发电机组的运行造成极其严重的危害，所以，必须停机进行振动处理。
表4汽轮发电机的轴承振动标准3-2前次大修中发电机存在并处理的异常情况1）发电机7瓦轴颈处有3道划痕，其中最严重的一处宽4mm，深2.5mm，对该划痕进行了微弧焊处理，并更换7瓦。
2）汽轮机的高、中压缸前后轴封及隔板汽封有磨损，对磨损严重的汽封进行更换，整个通流部分间隙调整在标准范围内。
3）低、发中心高低偏差0.75mm，对发电机两侧基础进行的调整，使中心高、低差达到标准要求0.04mm，左右0.004）励磁机电枢与发电机转子连接的剪切销钉中有一个犯卡，通过检修现场的手段未能拔出，原位进行了回装。
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。
转子匝间短路故障对大型汽轮发电机振动的影响
转子匝间短路故障对大型汽轮发电机振动的影响摘要：转子匝间短路是大型汽轮发电机时常发生的电气故障，会引起励磁电流增大、输出无功减小、机组振动加剧等不良现象。
并对转子匝间短路原因进行分析，提出预防发电机转子匝间短路的措施和建议。
关键词：汽轮发电机；匝间短路；振动；危害；措施转子匝间短路是大型汽轮发电机常见的电气故障，近年来对该故障的报道屡见不鲜。
本文全面分析析研究了发电机转子匝间短路的危害及影响。
一、发电机转子匝问短路危害1.发电机转子匝间短路时，产生的磁路不平衡，一方面引起转子机械上的不平衡并使振动增加，另一方面在发电机定子上感应的电压不是标准的正弦电压，当定子有电流流过时，便会产生负序电流分量，负序电流产生的负序磁场以两倍同步转速切割转子，在转子本体表面，槽楔及阻尼绕组感应出两倍频率的电动势和电流，这些感应电流流经转子上的小齿和槽楔之间的接触面、护环与本体之间的嵌装面、端部阻尼环等形成通路，在接触电阻较大之处产生局部过热，负序电流过大会烧坏护环、小齿或槽楔以及转子本体；同时负序电流引起的电枢反应还加剧磁路不平衡，引起振动加剧。
2.发电机转子匝间短路，会引起定子绕组每相并联支路的环流；使主轴、轴承座及端板磁化。
3.较大的短路电流可能会导致转子接地故障发生，特别是二点短路接地会产生很大的电流损坏转子。
4.当转子绕组发生匝间短路时，转子电流增大、绕组温度升高、限制电机的无功功率。
二、转子匝间短路时的转子振动机理汽轮发电机的转子绕组由许多串联线圈组成，具有较大的转动惯量，引起匝间短路的原因有以下四个：1.在运转过程中，由于离心力的作用，线匝绝缘的移动，转子绕组端部的热变形，局部过热将匝间绝缘烤焦炭化剥落，线匝端部垫块松动，小的导电粒子或碎物进入转子线匝端部和转子通风沟。
2.制造工艺不良，铜线打磨不光有毛刷，线圈整形不规矩，弯成直角地方内外圆弧绝缘厚薄不均匀，烘压时压伤内圆弧绝缘，外圆弧压不紧；线棒焊接后打磨工艺不严格，导致突出的焊点在运行过程中不断振动而磨穿绕组线棒间绝缘；转子端部绝缘层人工放置和裁剪工艺比较粗糙，导致转子在运行中绝缘发生移位、松动等现象，在高电压、大电流作用下出现匝间短路。
发电机动态下转子匝间短路引发振动超标的分析及处理
发电机动态下转子匝间短路引发振动超标的分析及处理李红; 郭益钻; 闫清泉【期刊名称】《《水电与新能源》》【年(卷),期】2019(033)010【总页数】4页(P30-33)【关键词】动态下; 振动; 磁极引线【作者】李红; 郭益钻; 闫清泉【作者单位】湖北芭蕉河水电开发有限责任公司湖北恩施 445800【正文语种】中文【中图分类】TM312芭蕉河水电公司二级电站位于湖北鹤峰县鸡公洞，共装机2台，合计16 MW，其流域编号为蕉4G、蕉5G，由恩施水电设计院设计，重庆水轮机厂有限责任公司制造。
蕉4G水轮机型号为HLD74-LJ-140，特性为俯视顺时针旋转，转速428 r/min，额定水头57 m。
水轮机额定出力8 333 kW，设计水头57 m。
机组水轮机为混流式机组，共16片活动导叶，7个固定导叶，活动导叶立面为刚性密封，端面为弹性橡胶织布密封，导叶与拐壁通过分半键连接，拐壁、连板、控制环通过剪断销和销钉连接，剪断销和销钉均不带偏心。
检修密封为封闭式空气围带，工作气源压力为0.7 MPa；工作密封采用水压橡胶活塞式密封，水导轴承为分块式油润滑导轴承，乌金瓦，数量为6块，设计单边间隙为0.15～0.20 mm。
发电机型号为SF-8000-14/2860，为悬吊型水轮发电机，上机架为负荷机架。
其上导轴承和推力轴承共用一个油槽，导轴承各有8块乌金瓦，设计单边间隙均为0.10～0.15 mm，推力瓦为8块塑料瓦，在推力瓦的下方有8块丁腈耐油橡胶板来配合调整，并且要求每块丁腈耐油橡胶板厚度差不大于0.05 mm，8块推力瓦与丁腈耐油橡胶板配合后的厚度差不大于0.05 mm，于2002年04月28日投产发电。
1 振动现象描述2018年3月通过对电站群设备进行日常专责巡检，发现蕉4G运行时上机架的振动比蕉5G运行时的振动明显偏大，随即对该机组的径向振动和垂直振动进行测试检查，并将各部位测试数据进行分析，依据：《水轮发电机组安装技术规范》(GB/T8564-2003)、《立式水轮发电机组检修技术规程》(DL/T817-2014)相关标准，确认蕉4G径向振动值严重超标，数据如表1、表2所示。
汽轮发电机组振动原因及处理措施
汽轮发电机组振动原因及处理措施【摘要】汽轮发电机组振动大小是反映机组设计制造、安装检修及运行管理等方面的综合指标。
为保障汽轮发电机组长期安全运行，要求对机组振动严格控制在允许范围内。
或者说，机组的振动是表征汽轮发电机组稳定运行的重要标志之一。
汽轮发电机转子是一个复杂的弹性系统，造成振动的原因很多。
我们若能抓住振动时表现出来的不同特点，并加以分析判断，就有可能找出振动的内在原因并予以解决。
随着机组容量的不断增大，对机组振动的判断与分析对运行人员提出了更高的要求。
【关键词】汽轮发电机组振动运行与2003年取得电力工程师资格，河北西柏坡发电公司运行机长，参加过（#5、#6）600MW超临界机组试运。
一、振动过大的危害和严重后果。
汽轮发电机组转子是在振动状态下工作的，其振动值的大小直接影响汽轮机组的安全运行。
汽轮发电机组转子振动超过某一限值时，轻者噪音增大，影响转子及其零部件的使用寿命；严重者动静部分发生碰摩，损坏零部件，甚至造成整台机组毁坏事故。
汽轮发电机组振动过大的危害主要表现如下：机组部件动静部分摩擦。
随着机组容量和参数的提高，为提高效率汽轮机通流部分间隙，尤其是径向间隙要求较小，在加上热膨胀和热变形的影响，通流间隙在运行中还会进一步减小。
2、造成一些部件的疲劳损坏。
机组振动过大会加速联轴器、轴瓦、发电机密封瓦、滑销系统及励磁机等的磨损。
3、造成紧固件的断裂和松脱。
振动造成轴承座地脚螺栓松动断裂，进一步加大机组振动，从而引起恶性循环。
4、损坏基础及周围建筑物。
振动过大造成基础裂纹、二次灌浆松裂等，有时振动还会传递到附近的建筑物引起损坏。
5、振动过大会引起危急保安器和其他保护设备的误动而造成停机；会引起水冷发电机组水管断裂漏水的事故等。
6、使机组的经济性降低。
振动过大会造成通流间隙加大，轴封磨损，使漏气损失加大，影响机组经济运行。
7、对人员的损害。
过大振动造成噪声加剧，给运行人员的听力及身心造成损伤。
转子匝间短路导致过临界振动超标分析和处理
Ⅱ极 的 ８号线 圈 的第 ４ ５匝匝 间 的绝缘 层 跑位 ， 、 导 致 匝间短路 ， 该处 是静态 固定 的匝 间短路 ； 汽轮 机端
该工 况 ，０ ８ ２月 ２ 日， 停 机 降速 时 ， 转 子 ２０ 年 ０ 在 对
收 稿 日期 ：２ １— ８ １ ；修 回 日期 ：２ １— １ １ ０００—７ ０ ０ １－ ７
某 厂建 有 ３×３ ０Ｍ 燃气 一蒸 汽 联合 循 环 机 ９ Ｗ
施 加 ８ ０Ａ的励磁 电流 ，过 一 阶临界 转速 时转子 汽 ０ 端 瓦 的振动 幅值 为 ３ ０ｔ 该振 动的频 率和 发 电机 １ ｍ， ｘ 转 子转频 一样 ；第二 次则 对转 子施加 ２ ０Ａ的励磁 ０
组， 机组是 日启停运 行 ， 组 的启 动都 是通过 静态 变 机
刘 锡 海
Ｕ Ｕ Ｘｉ ｈ ｉ — ａ
（ 深圳能源集 团东部电厂，广东
ห้องสมุดไป่ตู้
深圳
５８２） １ １０
摘要 ： 分析和处理了某厂的 ２ 号发 电机转子过一阶临界转速振动超标 问题 。 采用转子加励磁 电流降速、 两极电压法 、 Ｓ 转 Ｒ Ｏ、
子解体等方法确定转子存 在匝问短路。转子 匝间短路产生 的不平衡磁拉力和转子过临界共振是导致振动超标的主要原因 ， 粘贴
频器 （Ｆ 拖动 发 电机 转 子并 带 动燃 机 转 速 到 ５ ０ Ｓ Ｃ） ０ ｒ ｉ 右 ， 机 点 火 ， 后 Ｓ Ｃ伴 随 机 组 升 速 到 ／ ｎ左 ｍ 燃 然 Ｆ ２０ ０ｒ ｉ 后 脱离 ，机组接 着 冲转 到 ３ ０ ｍｉ ０ ｍ ｎ ／ ０ｒ ｎ并 ０ ／ 网 。 ２号 发 电机 转 子 在 转 速 上 升 过 一 阶临 界 转 速
（５ ｒｉ） ， ７ ０ｒ ｎ 时 汽端 轴 瓦 处 的振 动 幅值 在 半 年 内 由 ／ ａ
600MW机组发电机转子匝间短路分析与处理
600MW机组发电机转子匝间短路分析与处理发布时间：2022-09-13T01:16:31.138Z 来源：《当代电力文化》2022年9期作者：李超[导读] 600MW级火力发电机组由于发电机容量大，转速高，如果在设计和制造上存在不足，或者运行检修工艺不当，则转子出现问题几率就比较大。
李超内蒙古京能盛乐热电内蒙古呼和浩特 011518摘要：600MW级火力发电机组由于发电机容量大，转速高，如果在设计和制造上存在不足，或者运行检修工艺不当，则转子出现问题几率就比较大。
转子绕组出现的问题主要有接地、开路和匝间短路等故障，其中转子绕组的匝间短路故障占有非常大比例。
轻微的转子匝间短路故障在开始阶段对发电机运行影响不大，但如果发展成严重的匝间短路后，会使励磁电流增大，线棒过热会导致变形，限制发电机无功功率，电压波形畸变，有时还会增加机组的振动幅值，甚至被迫停机，故障的进一步发展会造成短路点局部过热会使绝缘烧毁接地、护环烧坏、大轴磁化，甚至造成转子烧损事故。
因此完善优化设计、改进制造和检修工艺尽可能避免在非正常工况下长期运行，就成为保障大型发电机组安全可靠运行的前提。
近几年国家大力推进风电、光伏等新能源发电，电网对火力发电企业设备的可靠性、灵活性提出更高要求，频繁调频、调峰对大型火力发电机组安全运行的影响愈发明显。
由东方电气制造的QFSN-1000-2-27型发电机目前在我国火力发电机组建设当中得到了广泛的应用，因此通过对QFSN-1000-2-27型发电机的转子匝间短路故障进行总结分析将对同型号发电机在的安全运行具有十分重要的意义。
关键词：600MW机组;发电机转子;匝间短路;判断处理1.发电机概述QFSN-1000-2-27型汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二机、三相同步发电机。
发电机采用水氢氢冷却方式，配有一套氢油水控制系统，采用静止可控硅，基端变自励方式励磁，并采用端盖式轴承支撑。
转子绕组采用具有良好的导电性能、机械性能和抗蠕变性能的含银铜线制成。
超临界600MW机组发电机转子匝间短路引发振动的处理
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投 入商 业运 行 ， 在机 组 满负 荷运 行 时 ， 轴瓦 ｙ方 向 ７号 轴 振 由 ６ ｃ 逐 渐 上 升 至 １ ７／ ４月 １ ８ｂ ｍ ３ － ￣ ｍ， ３日机 组 满 负 荷 ６ ０Ｍｗ 运行 时 ， 轴 瓦 ｙ方 向轴 振 突然 爬 升 ０ ７号
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发 电机 ７ ８ Ｙ、Ｙ轴振 的幅度 变化 与 励 磁 电 流 、 功 无 功率 的变 化 有 直 接 关 系 ， 与有 功 功 率 的 变 化 无 关 。 而 通过改 变无 功功 率测 振试 验获 得发 电机 无功 功 率 升高 时振 动趋势 及频 谱 图（ ２ 。 图 ）
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（ ）６ ０ＭＷ 负 荷 时 ７ 振 动 频 谱 ｃ ０ Ｙ
机组停 机 检查 取 出线 圈后 发 现线 圈汽 侧绝 缘 已被 击穿 ， 穿 面 积 约 ３ ０ ｍｍ 线 圈 并 未 严 重 烧 损 （ 击 ５ ， 图 ３ 。更换 绝缘 后机组 带 负荷运 行振 动恢复 正 常 。 ）
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表 ２ １ 机 组 发 电机 转 子 交 流 阻 抗 试 验 值 号
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发电机转子匝间短路振动特性分析
发电机转子匝间短路振动特性分析摘要：发电机转子励磁绕组匝间短路是一种常见的电气故障，造成此故障的原因很多。
它将导致转子振动，甚至发展为转子接地、转子绕组烧损、发电机失磁、发电机部件磁化等，危及电机和系统的安全，因此分析转子励磁绕组匝间短路故障的机理和诊断方法具有重要的现实意义。
本文将详细分析转子励磁绕组匝间短路故障时定转子径向振动特性、短路位置对振动的影响，从而提出基于定转子径向振动特性的发电机转子故障识别方法。
关键词：转子匝间短路；气隙磁场；振动；磁拉力1 引言同步发电机的振动一般分为机械振动和电磁振动，而在实际运行中二者往往混在一起，相互影响。
要实现用振动量来诊断故障必须先区分是哪一种振动类型。
因转子绕组匝间短路引起的振动与一般机械振动是容易区分的：当励磁电流减小时，振动会减弱，励磁电流断开时，振动会消失，振动幅值取决于短路匝数的多少。
但在实际情况中我们不可能对运行中的发电机减励磁或断开励磁，因此我们有必要对发电机转子绕组匝间短路引起的定转子振动特性进行分析，找出特征振动频率，以实现转子绕组匝间短路的在线检测。
2 转子匝间短路磁不平衡分析则P点受到的瞬间磁拉力5 实验研究与验证以本次实验SDF-9型发电机为例，发电机主要参数如表5-1所示发电机运行，在轴承座水平方向和定子铁心垂直方向分别安装 CD-21S 型和CD-21C 型速度传感器（北京测振仪器厂生产，灵敏度为 30mv/mm/s），采集仪采用北京波谱公司生产的 U60116C 型采集仪，设置每通道采样频率5kHz。
表5-2列出了具体振动数据，很明显，发生转子绕组匝间短路后，转子基频和三倍频振动增加。
当短路6%、12%时，转子基频振动分别增加19.07%、23.43%。
定子二倍频振动下降，同时受转子振动的影响，定子基频振动也上升。
当短路 6%、12%时定子基频振动增加25.12%、5.90%，二倍频振动减小38.62%、41.17%。
以上表明实验结果与理论分析基本吻合。
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
发电机组振动分析及处理
发电机组振动分析及处理步骤一、机组振动产生的影响与危害机组的振动是有害的，它使机组的零部件承受附加的动载荷，影响安全运行。
1、动静部分发生摩擦，若摩擦部分发生在转轴处，会造成转子的热弯曲，使轴承和轴的振动进一步增大，造成轴的永久弯曲。
2、加速机组的部品和组件磨损。
3、造成动静部件的疲劳损耗。
由于振动将会使某些部品产生过大的应力，从而加速疲劳损坏，使事故进一步扩大。
4、使某些紧固件断裂和松脱。
轴承座的地脚螺丝损坏会松脱，会使轴承座动刚度降低，从而使轴承座振动进一步加剧，甚至引起基础共振破坏周围建筑物，会直接或者间接的造成设备事故。
二、机组振动一般原因（一）、电气原因：1、发电机转子匝间短路；2、定、转子气隙不均；3、定、转子椭圆；4、转子本身或线圈受热后引起不规则的热变形等。
（二）、机械原因：1、机组轴系残余不平衡量过大；2、联轴器对接中心超标；3、动态摩擦；4、油膜振荡；5、转子有裂纹或转子变形；6、汽轮机转子膨胀造成热态联轴器对中变化；7、转子上零部件松动等原因。
三、分析步骤（一）、首先收集机组运行和检修资料1、运行资料：振动发生的时间，当时机组运行的情况和振动值；振动变化的情况，在什么情况下易发生振动；在运行中有哪些参数和原制造厂不符；发生振动时有哪些现象（机组的声音、膨胀和温度等）。
2、检修资料：转子扬度；转子找中心情况；轴瓦安装情况；发电机定、转子气隙；转子轴颈跳动情况等。
济南龙昌采用火电机组振动国家工程研究中心研制的振动采集分析系统设备，是专门针对火电厂旋转机械的振动测量与分析和现场动平衡设备。
（二）、振动测量及分析1、通过发电机转子励磁电流，判断转子是否匝间短路及定、转子气隙是否不均或转子热变形；2、通过振动频率分析及油温变化判断是否是油膜振荡及轴瓦间隙问题；3、测量轴承座轴向振动、基础及底板振动，判断基础及螺栓是否松动；4、如振动以基频为主，可能是轴系残余不平衡量过大、联轴器对中超标。
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% 。
电动机匝间短路现象和诊断处理方法电动机
电动机匝间短路现象和诊断处理方法 - 电动机电动机同一个绕组是由很多圈（匝）线绕成的，假如绝缘不好的话，叠加在一起的线圈之间会短路，这样一来，相当于一部分线圈直接被短路掉不起作用了。
匝间短路后，电机的绕组由于一部分被短路掉，磁场就和以前不同了，不对称了，而且剩余的线圈电流比以前大了，电机运行中会振动增大，电流增大，出力相对减小。
发生电机匝间短路，会有以下现象：1）被短路的线圈中将流过很大的环流（常达正常电流的2－－-10倍），使线圈严峻发热；2）三相电流不平衡，电动机转矩降低；3）产生杂音；4）短路严峻时，电动机不能带负载起动。
电动机的故障一般可分为电气故障和机械故障两种，其中绕组匝间故障是电动机本身的一种较为常见的电气故障。
电动机绕组匝间故障形成的主要缘由有：绕组本身的线材质量不高、加工工艺性缺陷和各种过电压冲击损伤。
分析了其危害，并介绍了匝间故障的诊断和处理方法，还重点通过对低压散嵌绕组和高压成型绕组匝间故障的处理实例提出了增加匝间绝缘的方法。
1 匝间故障的缘由及危害(1)电动机绕组的匝间接触面积与绕组的匝长基本相同。
匝间绝缘往往是电磁线本身的绝缘或很薄的附加匝间绝缘，如薄膜或云母垫条等。
匝间绝缘的介电强度远不如对地绝缘。
此外，匝间绝缘在绕线、嵌线、拉形、复形、烘压等工序中都可能受到损伤。
(2)电动机在运行中绕组绝缘承受工频电压、瞬时过电压、操作过电压和雷电过电压。
这些电压同时作用于对地绝缘和匝间绝缘上。
额定匝间工【频电压仅几十伏，对匝间绝缘损伤少。
损伤匝间绝缘的主要因素是各种过电压。
过电压是一种非周期性的瞬态电压，称为冲击过电压，其峰值可高达额定电压的数十倍，波前时间可短至0.1 us。
在幅值升降的同时以肯定速度进入到电机绕组。
假如在波前时间内波前部分全部进入线圈第1匝内，则匝间绝缘承受到峰值电压，假如进入第1～2匝内，则减为一半。
一般认为在高压电机中，由于导线排列整齐，冲击波的幅值均匀分布在绕组的第1只线圈各匝之间，匝间绝缘承受的冲击电压为幅值除以第1只线圈的匝数。
发电机转子匝间短路故障振动分析与检查
行 监视 手段 。 某 台 １５ Ｗ 汽 轮发 电机 组 ２ ０ ３Ｍ ０ ５年 １ Ｏ月第 一
汽轮发电机轴系为三转子五支撑结构形式 ， 如
附 图所示 。
匝
＃４ ＃ ５
附图 １ ５ ３ ＭＷ 汽轮 发 电机 轴 系结构 示意 图
汽轮发 电机 转子 的临界转 速 Ｉ １９ｒ ｉ￣ 阶 ２０ ｍ ｎ ／
１６ ｒ ｉ， 阶 ３ ０ｒ ｎ额定 工作转速 ３０ｒ ｉ。 ３０／ ｎ Ｉ ｍ Ｉ ６ ０／ ． ｍｉ ００／ ｎ ａ ｒ
制的汽轮发 电机组 。 多采用测量设备转子轴振动作 为监 测评 价 机 组运 行 安全 与稳 定 状 态 的考 核指 标 。 测量转子轴的径向振动信号数据 。 具有直观监测轴 的径向间隙、 转子动力载荷 、 振动特性变化等多项
Ａｃ ｏ ｄｎ ｂ ｏｍ ａ ｈ ｎ ｖｂ ａｉｎｏ ３ Ｍ Ｗ ｒｏ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｎｔＴｈ ｏ ｇ ｅｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｎ ｃ ｒ ｉｇｔ ａ ｎ ｒ ｌ ａ ｉｒｔ ｆ ｎ１ ５ ｏ ｓ ｏ ａ ｕ ｔ ｂ －ｅ ｅａｏ ｉ ｕ ． ｒ ｕ ｈｔ ｃ ａ ｉａ ｄ ｈ ａ ｅｅ ｔ ｃ ｌｅ ｔＡｎ ｌｓｓａ ｄｄａ ｎ ｓｓｆｒ ｑ ｉｍｅ ｔ ｅｅ ｔ ｅｉｆｕ ｎ ｅｆ ｃｏ ｌ ｎａｅ ｒａ ｎ ｒ ｌｃｒ ａ ｓ． ａｙ ｉ ｉｇ ｏ ｉ ｏ ｕｐ ｎ ｆｃｉ ｌ ｅ ｃ ｔｒｉｅｉ ｉ ｔ ｎ ｅ ｄ ｖ ｎ ａ ｔ ｍｉ ｔｄａｇｅ ｔ ｎ ｅ ｉ
（ ． ｎｎＥｅ ｔｃ ｏ ｅ Ｒ ｓａ ｈＩｓ ｔｔ ，ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ １ Ｈｅ ａ ｌｃ ｉ Ｐ ｗ ｒ ｅｅ ｒ ｎｔｕｅ Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ５ ， ｈｎ ｒ ｃ ｉ
转子匝间短路故障对大型汽轮发电机振动的影响机理
转子匝间短路故障对大型汽轮发电机振动的影响机理摘要：励磁绕组匝间短路是发电机常见故障之一。
为保证机组和电网的安全可靠运行，有必要对该故障进行在线分析检测。
在实际中出现较多由于转子匝间短路故障引起的发电机振动超标的案例,当电厂运行人员发现瓦振或轴振超标,且振动幅值与励磁电流和无功功率呈现较为一致的变化趋势时,就会怀疑发电机发生了转子匝间短路。
而当振动超标后,往往短路已经十分严重,且实际中引起发电机振动的因素也很多。
因此,应着手对故障后的定、转子振动特征及其机理进行深入的研究。
只有明晰故障对振动的影响机理,并找出转子匝间短路所独有的故障振动特征,那么基于振动的故障监测才具可行性。
关键词：发电机；励磁绕组；匝间短路故障发电机作为电能生产的基本设备，对电力系统的安全运行起着至关重要的作用。
伴随电力系统的快速发展，发电机的容量也在不断地增加，人们对大型发电机安全运行的要求越来越高。
转子高速旋转中励磁绕组承受离心力引起的相互挤压及移位变形、励磁绕组的热变形和金属异物等是造成同步发电机发生转子匝间短路故障的主要原因。
这些原因引起的动态匝间短路故障多在发电机的实际运行中发生,发电机停机时往往无法检测到，近年来,对该故障的检测提出了很多方法。
一、汽轮发电机发生转子匝间短路时的故障电流特征分析1、故障后的定子电流谐波特征。
对于励磁绕组正常的汽轮发电机,由于两磁极的励磁线圈绕向相反,各极下的励磁磁动势分布情况相同、方向相反。
因此,励磁磁动势中只包含空间基波和奇数次谐波。
在不考虑齿槽对气隙磁导影响的前提下,磁动势在隐极发电机的均匀气隙中产生相同次数的磁密。
这些空间基波及奇数次谐波磁场在定子同相并联分支感应出相同的电动势,负载时各并联分支电流相等,不会产生基波及奇数次谐波不平衡电流。
各种空间磁场对汽轮发电机定子A 相绕组两个分支的不同作用如图所示。
而转子匝间短路故障会导致两磁极下励磁绕组结构的差(除非两极发生完全对称的短路故障,励磁电流除了产生空间基波以奇数次空间谐波磁场外还将产生偶数次谐波磁场因极对数为1,没有分数次谐波。
大型汽轮发电机转子绕组匝间短路的故障分析与处理
因此 完 善 优 化 设 计 、 进 制 造 和 检 修 工 艺 、 可 能避 免 在 改 尽 非 正 常 工况 下长 期 运 行 ， 成 为 保 障 大 型 发 电机 组 安 全 可 靠 运 就 行 的前 提 ，本 文 就 某 ６ ０ Ｗ 燃 煤 发 电机 组 发 生 的一 起 转 子 绕 ０Ｍ 组 匝 间短 路 故 障 ， 行 分 析和 探 讨 。 进
电 网 运 行 分 析 和 诊 断 功 能 组 中 的 电 网运 行 模 拟 主 要 实现 以 下 功 能 ： 演 历 史任 意 记 录 时 刻 的 系 统 运行 状 态 ． 拟 在 最 大 重 模 负荷 、 小 负 荷 和 平 均 负 荷 情 况 下 采 用 不 同运 行 方 式 时系 统 各 最 元件 的三 相 电 流 、 节 点 三 相 电 压 以及 三 相 功 率 分 布 算 三 相 各 计 馈电线路负载率以及疲劳元件估计与报警 。 电网 电能 损耗 分析 与 诊 断模 块 计 算 各 元 件 、 条 线 路 和 全 各 系 统 的 月 、 度 、 度 的理 论 电 能损 耗 和 实 际 电能 损 耗 ， 断 可 季 年 诊 能 的漏 电元件 的窃 电现 象 。 电 网运 行 优 化 包 括 配 电系 统 电压 无 功 运 行 最 优 化 和 网 络 重构两部分。配电系统电压无功运行最优化在各 负荷 点历 史运 行月均、 季度或年均 日负荷 曲线 的条件下． 电变压器低压无 在配 功 补 偿 设 备和 配 变 分 头 可 调节 的范 围 内，以网 络 损 耗 最 小 为 目 标 ， 定 线 路 首端 和 各 配 电变 压 器 低压 侧 最 佳 运 行 电压 日曲线 、 确
频振动成分 ， 因此判断发电机转子可能存在 问题。
２２ 诊 断过程 ．
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Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｒｂｏ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｕｎｉｔ Ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｔｕｒｎ－ ｔｏ－ Ｔｕｒｎ Ｓｈｏｒｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ Ｒｏｔｏｒ Ｗｉｎｄｉｎｇｓ
ＬＩ Ｐｅｎｇ１， ＺＨＡＮＧ Ｘｉｕ－ｇｅ１， ＤＡＩ Ｇｕｏ－ｃｈａｏ２ （１．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００４， Ｃｈｉｎａ；
收稿日期： ２００７ － １１ － １０ 作者 简 介： 李 鹏（ １９６８－ ）， 男， 硕士， 工程师， 讲师， 从事高电压技术理论和实践的教学研究工作．
－ ８－
第 ２１ 卷
转子匝间短路引起发电机组振动的分析及处理
２００８ 年第 ２ 期
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［３］。
－ ８．０５ － ６．６２ － ９．０６
－
故障后（２００５－１２－２５）
１ ５００ ２ ３００ ３ ０００
５０
２００ ２９．４ ６．８ ４ ０５０ ２００ ３０．５ ６．５６ ４ １５０ ２００ ３０．５ ６．５６ ４ １５０ ２００．７７ ２６．９８ ７．４４ ３ ８２１
３．３４ ０．９２ － ０．９１
所示。从表 １ 中可见， 在交接试验时转子直阻值与出
厂值就相差较大， 达到 １．４８ ％， 但没有超过 ２ ％。在第 一次大修时， 其直流电阻与原始值比较偏差已达到
３．４９ ％， 远超过 ２ ％， 已经显露出转子绕组故障的迹
象， 但没有引起运行单位的重视。直至故障发生后， 测
量出的转子直阻值继续增大， 偏离原始值达 ４．８９ ％，
－
交接试验
盘车（约 ６０） １７０ ２５．５ ６．６７ ３ ０４０
－
５００ １７０ ２６．７５ ６．３６ ３ １２０ － ７．９６
１ ５００ １７０ ２８．１ ６．０５ ３ ２００ ２ ３００ １７０ ２８ ６．０７ ３ １６０ ３ ０００ １７０ ２８．２５ ６．０２ ３ １３６ 大修后（２００５－ ９） 盘车（约 ６０） ２００ ２５．２ ７．９４ ３ ５００
图 ２ 转子励磁侧发现的 Ｍ１６×２００ 螺栓
图 ３ 转子绕组线圈绝缘层碰磨痕迹 为准确判断故障点， 经与厂方人员研究决定对发 电机转子进行直流加压法查找故障点（ 三大、四小） ，
并对故障点进行了实际测量： 总电压 ５．７ Ｖ， 上部故障 点电压 ４．６０４ ３ Ｖ， 下部故障点电压 ４．９８６ Ｖ， 被短接部 分的阻值占转子线圈总阻值的 ６．７３７ ％。故障点位置为 ３ 大第 ６ 匝与 ４ 小第 ６ 匝， 与实际突增电流值相符。
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 是否存在匝间短路［３］。
１．１ 测量直流电阻 现行 ＤＬ／Ｔ５９６《电力设备预防性试验规程》规定，
交接和大修时， 都应在冷态下对转子绕组的直流电阻
进行测量并与原始数据比较， 其变化应不超过 ２ ％。
该发电机故障前、后转子历次直流电阻测量值如表 １
试验类型 出厂试验
转速／（ｒ·ｍｉｎ－１） Ｕ／Ｖ Ｉ／Ａ Ｚ／Ω Ｐ／Ｗ 阻抗变化／％
０
２００ ２８．５ ７．０２ ４ ０９５
－
６００
２００ ２８．９５ ６．９１ ４１６７
－
１ ５００ ２００ ３０．３８ ６．５８ ４ ３２０
－
２ ４００ ２００ ３０．７５ ６．５０ ４ ３４４
－
３ ０００ ２００ ３０．２３ ６．６２ ４ ３２０
测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗并与原始 测量值比较， 是判断转子绕组有无匝间短路比较灵敏
的方法［３，４，６］。为判断转子是否存在匝间短路， 决定采用 此方法。试验接线如图 １ 所示， 数据见表 ２。试验电 压、电流分布由 Ｕ、Ｉ 读取， 交流阻抗 Ｚ＝Ｕ／Ｉ。
图 １ 转子绕组功率损耗和交流阻抗试验接线 表 ２ 转子交流阻抗及功率损耗（ 膛内）
１ 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［１，２］。
０．１７３２３５
３．４９
故障后（２００６－ １－ ６） ０．１３６５（６ ℃）
０．１７５５８１
４．８９
从理论上说， 发电机转子发生匝间短路时其直阻 值一般应减小， 故障后测量的直阻值却增大， 似乎相 矛盾。但笔者认为可以这样解释： 存在某种原因造成 转子绕组绝缘及铜排受损， 铜排截面减小导致直阻增 大， 在转子动态时又发生匝间短路。由于隐极式转子 绕组制造时采用铜排扁绕的方法［５］， 转子绕组发生严 重故障时出现直阻增大现象也是可能的。为准确判断 是否发生了匝间短路， 应进一步采取其它试验手段进 一步确诊。 １．２ 测量交流阻抗和功率损耗
确定无疑地表明转子绕组存在较严重的故障， 但是否
是匝间短路还不能十分肯定。
表 １ 转子直流电阻值
Ω
测量时间
测量值
转子直流电阻 ７５ ℃值 差别 ％
出厂试验
０．１３５（１５℃）
０．１６７４
－
交接时（２００４－ ２） ０．１３５９（１３ ℃）
０．１６９８７５
１．４８
大修时（２００５－ ９－ １４） ０．１４２５（２０ ℃）
２００８年第 ２ 期
华中电力
第 ２１ 卷
转子匝间短路引起发电机组振动的分析及处理
李 鹏 １， 张秀阁 １， 代国超 ２
（ １．郑州电力高等专科学校， 河南 郑州 ４５０００４； ２．周口隆达发电有限公司， 河南 周口 ４６６０００）
摘要： 某公司 ２ 号汽轮发电机组运行中 ５ 号瓦轴振突然增大， 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
０引言
某公司 ２ 发电机型号为 ＱＦＳ－ １３５－ ２， ２００４ 年 ２ 月 投入运行后， 除振动略高于 １ 号机外， 未有其它异常。 ２００５ 年 １０ 月第一次大修启动后， 测量 ５ 号瓦轴振受励 磁干扰达 １５０μｍ， 其他各轴振动均稳定在 １００ μｍ 以 下， 各轴承瓦振均在 ３０ μｍ 以内。２００６ 年 １２ 月 ２４ 日 １５ 时 ４７ 分， 在机端电压和无功功率没有变化情况下， ２ 号发电机励磁电流由 １３３９．４６ Ａ 突增至 １４１５．７８ Ａ， 发电机 ５ 号瓦及汽轮机 １、２、３ 号轴瓦振动增大， 汽轮 机 ４ 号瓦振动减小。发电机东侧 ５ ｍ 平台和 ９ ｍ 平台 垂直振动分别增大到 ６０ μｍ 和 １００ μｍ。运行人员对 ２ 号机减负荷至 ７０ ＭＷ 时， 各轴承轴振和瓦振随之减 少。增加负荷至满负荷， 各轴承瓦振随负荷、励磁电流 增加而增大， 发电机东侧 ５ ｍ 平台和 ９ ｍ 平台垂直振 动随负荷增加而增大； 减小励磁电流到零振动消失。
转子匝间短路引起振动。解体检查发现， 转子绕组中嵌有一个螺栓引起线圈匝间短路， 处理后转子试验数据合格， 机组投运正
常， 振动消失。还对制造、安装、运行和维护等方面提出了相应预防措施。
关键词： ： 汽轮发电机； 转子绕组； 匝间短路； 振动
中图分类号： ＴＫ２６８．＋１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００６－６５１９（２００８）０２－０００８－０３
２ 解体情况
根据转子的结构及励磁端部绕组常发生匝间短 路的特点， 决定抽出转子后拔励磁侧护环。拔护环前， 应发电机厂家要求对转子进行外部检查、清扫及反冲 洗。清洗发现转子腐蚀较重， 但没有堵塞现象。
拔出励侧护环后， 在转子励磁侧端部发现 Ｍ１６× － ９－
２００８年第 ２ 期
华中电力
第 ２１ 卷
２００螺栓一只， 且螺栓帽有短路灼伤痕迹， 如图 ２ 所 示。转子绕组绝缘严重破损， 已经发展为匝间短路， 如 图 ３ 所示。匝间短路原因可推理如下： 在发电机组装、 运输或安装过程中， 由于某种原因该螺栓进入转子励 侧端部。在机组投产初期， 由于转子线圈外面有三层 绝缘材料而没有引起转子匝间短路， 只是对发电机动 平衡产生了影响。运行时该螺栓在高速旋转的发电机 转子端部， 受到向外离心力的作用而紧贴在转子线圈 内表面， 并通过它们之间的相互摩擦力保持相对静止。 但实际运行中机组转速会发生轻微变化， 使二者之间 的摩擦加剧， 长期摩擦逐渐使转子线圈绝缘磨损破坏， 最后导致匝间绝缘瞬时击穿， 形成匝间短路故障。
２．Ｚｈｏｕｋｏｕ Ｌｏｎｇｄａ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｌｔｄ．， Ｚｈｏｕｋｏｕ ４６６０００， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓ ｔｒａ ｃｔ：Ａ ｓｕｄｄｅｎ ｓｅｖｅｒｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｕｌｔ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ＮＯ．５ 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． Ａ ｂｏｌｔ ｗｈｉｃｈ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｅ ａｎｄ ｅｘａｍｉｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ａｆｔｅｒ ｒｅｐａｉｒｉｎｇ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ ｒｕｎ ｉｎ ｇｅａｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｄｉｓａｐｐｅａｒｅｄ．Ｓｏｍｅ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎａｒｙ ａｄｖｉｃｅｓ ｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ， ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｒｕｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ ：ｔｕｒｂｏ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ， ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇｓ， ｔｕｒｎ－ ｔｏ－ ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ， ｖｉｂｒａｔｉｏｎ