发电机转子匝间短路试验方法
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。
汽轮发电机转子匝间短路的分析
汽轮发电机转子匝间短路的分析摘要：本文主要论述汽轮发电机转子绕组匝间短路问题，分析匝间短路的产生的原因及表现形式，介绍几种检测匝间短路的方法以及查找匝间短路的方式，最后从工艺角度提出预防匝间短路的方法。
关键词：汽轮发电机转子绕组匝间短路1、引言转子绕组匝间短路是汽轮发电机常见的故障。
转子绕组匝间短路，会造成发电机转子磁极间的电磁负荷不平衡、热不平衡，从而使轴系振动加剧，严重时可造成机组的损坏，经济损失很大。
2、匝间短路产生的原因及表现形式2.1造成匝间短路的原因造成匝间短路的原因有很多，其中设计、制造工艺的缺陷及运行使检修不及时都有关系，以下列出常见的几个原因。
(1)制造工艺不良，如铜线打磨不净，有毛刺、线圈整形不规矩、成型平弯直角时，内圆弧厚，外圆弧薄，烘压时容易将内圆弧绝缘压伤，外圆弧压不紧、端部不整齐;(2)发电机运行时间较长，转子绕组发生热变形，匝间绝缘或垫条易破裂或错位而造成匝间短路;(3)局部过热将匝间绝缘烤焦、炭化剥落而造成匝间短路；(4)出厂时或大修中清理不净，槽内或端部留有金属异物，如铜焊渣、银碎粒、铝粉等造成匝间短路；(5)设计时绝缘厚度考虑不够。
2.2匝间短路的表现形式匝间短路的表现形式是各不相同的，有的短路随转子的转速而变化；有的短路则随转子的温升而变化。
就是说，转子线圈在静止状态或者低速下可能无短路，但随着转速的升高，则出现了短路；在温升较低情况下无短路，而在温升较高时则出现了短路等等。
这就是所谓的不稳定短路或称动态短路。
与此相应，与转速和温升都无关的短路就称为稳定短路或静态短路。
显然，稳定短路比较容易检测，而不稳定短路的检测就比较困难了。
3、转子匝间短路的几种测定方法3.1比较直流电阻法在发电机预试验过程中，必须对转子绕组的直流电阻进行精确测量(冷状态)。
与设计值比较，其变化不应超过2%，否则需要对转子绕组进行检查。
当绕组中存在匝间短路时，直流电阻的数值将变小。
通常，大型汽轮发电机转子绕组的线匝数都在200匝以上，如只有一二匝短路，即使测量十分精确，直流电阻降低也不超过1%。
汽轮发电机转子绕组动态匝间短路的检测
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《 东方 电机｝ ００ ２ １ 年第 ３ 期
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８４－ ２０ ． ４ ６ ０ ５ 隐极式 同步发电机转子匝间短路试 ， 被迫 停机 。因此正确 检测 判断发 电机 转子 绕组 是 验方法》要求旋转试验中各极线圈在每一转速及 电压 下 的阻抗 差 不得 大 于最 大值 的 ３ ％。如测 量 否存在匝间短路 ， 特别是动态匝间短路 ，对于保 每极线 圈 阻抗 困难 ，亦 可测量 整个 转子 绕组 的阻 证产 品质量 和机 组的安 全运行 至关 重要 。 抗， 但每隔 ３０／ ｉ 之间的阻抗差不得大于最大 ０ｒ ｎ ｍ 值的 ５ ％。图 １ 为正常时的阻抗曲线 ，图 ２ 为短 ２ 动态匝间短路 的特征及其检测方法
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图 ３ 正常时的 匝间波形 图
波形
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图 ４ 短 路 时的 匝间 波 形 图
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％以下的直流 电流 ，将探测 线圈两端 的电 ３ 交流 阻抗 和 探 测 线 圈波 形 法 判 断 动 态 匝 磁 电流 ４
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汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理摘要：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。
关键词：发电机转子绕组匝间短路故障诊断故障分析一、发电机转子匝间短路的原因及分类（一）发电机转子匝间短路的原因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。
（二）发电机转子匝间短路的分类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。
二、转子匝间短路的主要检测处理方法1.比较直流电阻法依据电力行业标准《电力设备预防性试验规程》中所规定，在交接和每次大、小修时，都要对转子绕组的直流电阻进行测量，测量标准是：测量值与初次（交接或大修）所测结果比较其差别一般不超过2%。
重复脉冲法检测发电机转子绕组匝间短路故障的研究
（ ｃｏｌ ｆ ｌ ｔｃｌ ｌｃ ｏ ｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｈｎ ｌ ｔｃＰｗ ｒ ｎｖｒ ｔ， ａｄｎ ７ ０ ３ Ｓｈ ｏ ｏ ｅ ｒ ａ Ｅｅｔ ｎｃ ｎｉ ｅ ｎ ， ｏｔ Ｃ ｉａＥｅ ｒ ｏ ｅ ｉ ｓ ｙ Ｂ ｏ ｉｇ ０ ， Ｅ ｃｉ ｒ ｎ ｉ ｈ ｃ ｉ Ｕ ｅｉ ０１ Ｃ ｉａ ｈｎ ）
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｈ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ａ ｇ ｆｉ ｅ －ｔ ｒ ｈ ｒ — ｉｃ ｔｉ ｈ ｏｏ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ａ ｅ ｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈｅ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｒ ｕ ｎ ｓ ｏ ｔ ｃｒ ｕｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒｗｉ ｄ ｎ ｆｇ ｎ ｒ － ｎｔ ｔｒ，ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｈ ｃ ｎ ｓ ｏ ｔｃ ｉｎ ｏ ｎ ｅ — ｕ ｎ ｓ ｏ ｔ ｉｃ ｉ ｉ ｈ ｏ ｏ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ａ ｏ ｎ ｎ ｌ ｚ ｓｔ ｅ ｍｅ ｈａ ｉｍ ｆｄｅｅ ｔｏ ｆｉ ｔ ｒ ｔ ｒ ｈ ｒ－ｃｒ ｕ ｔ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔｒｗｉｄ ｎ ｆｇ ｎ ｒ —
重 复脉 冲法 （ ｅ ｅ ｔ ｅＳ ｒｅＯ ｃｌｓｏｅ 应 用 Ｒ ｐｔｉ ｕｇ ｓｉｏｃｐ ） ｉｖ ｌ 的是波 过程理 论 ， 即行 波 技 术 。这种 方 法 是 英 国专 家 ＪＷ． ｏ 出的 ， ． Ｗｏｄ提 可用 于转 子 匝 间短 路 的早 期 发 现及 短路 的故 障定 位 ， 且 不 需要 在 汽 轮 发 电机 而 内部 安装 装置 。
高、 无功 功率相 对 降低 、 电压 波 形 畸 变 ， 重 时会 造 严 成 转子一 点甚 至两 点 接地 故 障 、 毁 护 环 等恶 性 故 烧
障。因此对发电机转子绕组匝间短路故障的测试十
分 重要 。
行波 法 已成 功 用 于输 电线 路 的保 护 、 障定 位 故
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。
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 概述汽轮发电机是一种常见的发电设备，其转子是发电机的关键部件之一。
在汽轮发电机运行过程中，常常会出现转子匝间短路问题，这可能会导致设备损坏和事故发生。
对汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理显得尤为重要。
本文将从汽轮发电机转子匝间短路问题的检测方法、处理方法、预防措施以及其他相关问题的处理等方面进行探讨。
我们将介绍目前常用的转子匝间短路问题的检测方法，包括传统的检测技术和先进的无损检测技术。
然后，我们将讨论匝间短路问题的处理方法，包括维修和更换转子等方面。
接着，我们将探讨一些可行的预防措施，以减少匝间短路问题的发生。
我们还将讨论一些与匝间短路问题相关的其他问题的处理方法，以提高设备运行的安全性和可靠性。
通过对汽轮发电机转子匝间短路问题的检测、处理、预防和其他问题的分析，可以更好地了解该问题的本质，并提出有效的解决方案。
我们也将通过案例分析的方式来深入探讨实际问题的解决过程，为今后类似问题的处理提供借鉴。
2. 正文2.1 汽轮发电机转子匝间短路问题的检测方法1. 绝缘测试：使用绝缘电阻测试仪对转子的匝间绝缘进行检测，确保绝缘电阻符合要求。
2. 高频电压法：通过向匝间施加高频电压，检测匝间是否存在短路问题。
3. 热敏电阻法：利用热敏电阻在电热作用下的电阻变化特性，检测匝间是否存在热点问题。
4. 视觉检查：通过目视检查转子的表面，查找是否有烧焦、变色等异常情况，以判断是否存在匝间短路问题。
5. 开路测试：通过在匝间施加开路信号，观察匝间的响应情况，以判断是否存在短路问题。
以上是常见的汽轮发电机转子匝间短路问题的检测方法，结合多种方法可以更全面地检测转子的匝间状况，确保设备的正常运行和安全性。
2.2 匝间短路问题的处理方法1. 检修法：当发现汽轮发电机转子匝间短路问题时，首先需要进行检修。
检修包括对发电机的内部结构进行检查，确保匝间短路问题的具体位置和程度。
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。
发电机转子交流阻抗试验与发电机短路试验
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TSH
试验方法及注意事项
❖ 转子到现场后，未穿入发电机前，应做膛外转 子交流阻抗试验，穿入发电机后，可做膛内测 试。此项目属于单体试验，应由安装单位进行。
❖ 机组整套启动前，提前准备试验仪器及接线。 测试工作负责单位由调试单位和安装单位协商 进行。
❖ 在机组升速过程中，选取不同的转速点测试， 直到机组定速3000转。
T❖SHK出2口（PKT3，）A点屏：A发B相电电机压额为定基电准流）时CT幅值及相量测试（电压以发电机
C号T编
A°
B°
C°
A值 B值 C值
N
备注
4311 117
239
358
0.32
0.33
0.33
0.001
机组变 送器
4311 118 4311 116
239 239
357 358
0.34 0.33
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TSH
试验方法及注意事项
❖ 《电力设备预防性试验规程》对转子交流阻抗 试验的规定：
❖ 1.阻抗和功率损耗值自行规定。在相同试验条 件下与历年数值比较，不应有显著变化
❖ 2.隐极式转子在膛外或膛内以及不同转速下测 量。
❖ 3.每次试验应在相同条件、相同电压下进行， 试验电压峰值不超过额定励磁电压 。
8
TSH
试验方法及注意事项
❖ 碳刷研磨的必要性
❖ 碳刷的弧度应研磨至和滑环的弧度一样,不然升 速时转子打火很厉害,况且电弧产生熄灭间会有 过电压,另外也直接影响到试验接线各环节接触 的良好性，从而影响试验数据的准确性。
❖ 另外，所有的测量线最好用粗短线,因为有功功 率损耗大部分消耗在转子线圈上,还有一部分会 消耗在测量导线上,应尽量减少测量导线的有功 损耗.
大型发电机转子绕组匝间短路检测方法分析与探讨
大型发电机转子绕组匝间短路检测方法分析与探讨摘要：本文介绍了大型发电机转子绕组匝间短路故障的原因及分类，重点探讨转子匝间短路故障的常见检测方法，并根据某电厂历史上发生的转子接地事故介绍转子匝间短路检测方法的实际应用。
关键词：转子绕组；匝间短路；检测方法前言随着我国电力工业的发展，目前汽轮发电机的功率越来越大，特别是新建超临界燃煤发电机组和核电机组，基本上都是100MW及以上，其汽轮发电机往往转速高，电压等级高，电流负荷大。
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，严重影响各机组安全运行。
1、转子绕组匝间短路故障研究的意义1.1转子绕组匝间短路的危害发电机组可以在转子绕组一点接地的情况下短时间运行。
但如果出现第二点接地则会在绕组、大轴之间形成环流，影响磁场对称性，从而引起机组强烈振动和转子轴磁化。
若故障得不到有效控制，短路点局部过热会导致绕组绝缘烧毁接地，线棒过热会导致变形或烧熔，甚至会造成转子烧毁事故。
对机组的安全、稳定和经济运行构成巨大威胁。
1.2匝间短路产生的原因在下线、整形等工艺过程中损伤匝间绝缘；铜线有硬块、毛刺，也会造成匝间绝缘损伤。
运行中，在电、热和机械等综合应力的作用下，绕组产生变形、位移，造成匝间绝缘断裂、磨损、脱落。
异物进入，异物的危害体现在以下三个方面：金属性异物会造成线棒绝缘磨损，造成转子接地；油类脏污加速绝缘材料的化学性老化；异物堵塞风道引起局部过热，从而引发绝缘失效。
1.3 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，以及在高转速、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出现短路。
稳定与不稳定的匝间短路往往是相互牵连的，稳定的非金属短路常常＼是不稳定的金属短路征兆，而不稳定的短路最后都会发生成稳定的短路。
发电机转子绕组匝间短路故障的常见形式及其检测方法
道， 转子 内部容易掉人金属异物 ， 使短路故障形成。导电螺钉 的 外 面是绝缘 的 ， 然而接触密封圈 的表面却不是 ， 在密封结 构以及 螺 帽支承结构 的支撑下 ， 能够紧紧固定导 电螺钉
２ 转子绕组匝间短路故障的常见形式及原 因
动机组 的幅度 ， 使转 子毁坏 ， 甚至机器无 法运行 ， 或 者产生其他 较为严重的故 障 ， 威胁着发 电机组 的运行安 全。所以 ． 十分有必 要进 行故 障诊 断以及检测发电机转子绕组 ，使系统安全运行水
法。
－
３ ． １ 静 止状态 的检测方法
半成 品工 序 ， 比较适用于这种 检验 匝间短路 的方法 。静态 检查转子半成 品 ， 到现在为止还没有 比较可靠 的方法 ， 特别是短
８ 辐射形捧
ｂ 平ห้องสมุดไป่ตู้摊列
路故 障由离心力作用 以及金属 活动异物所造成 ，在静 止状 态下 转子没有被准确查出故障。 在俗称为死接的稳定短路之 中， 如果 发生故障 ， 应当采用两极 电压法对短路槽进行确定 ． 这是一种有
平得 到提 高。
１ 转 子 绕 组 的 结构
无论是旋转或是静止 ， 有许多 因素 能够造成汽轮发 电机转 子绕组匝间短路故 障，短路情况会 因为小疏忽或者其他原 因而
发生 。动态以及静态 的情况有如下概括 ：
２ ． １ 静态匝间短路 ： 短路的产生是 由于转子端部绕组没有 牢固 固定 ， 匝间绝缘发 生窜位或者破损 ， 毛刺残存于导条加工之
图 １ 转子 绕 组 槽 的形 状
国产 的电机通常所使用 的是辐 射形 槽 。在转子外 圈之 中，
表面三分之二 有较 多的均匀下线 ， 且 有着小 齿 ， 也就是较 窄的槽 与槽 之间的空 隙。而另外 的三分之一 ． 则有开 下线槽 的存在 ， 有 大齿得 以形成 。磁极 中心也就是转子大齿的中心线 。 大 型汽轮发 电机 转子之 中有两 个磁极 。 ｎ个槽存在 于每个 磁极之 中 ， 槽 内存有 串联 的是槽 的数量一半 的线 圈 ， 而在每个线
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。
发电机转子匝间短路静态查找方法探讨
图２
直 流 电阻法
Ｖ 直 流 电压 表 一 ｍ 一 量 ｖ测
于是对 １ 号磁极用直流压降法进行 匝间的压 ０
降测 量， 个磁 极 匝数 均 为 ５ 匝 。此 时加 入 电流不 单 ０
Ｂ￣ 调 压 器： Ｂｙ 升 流 器 Ｃ一 ｔ一
直 流 电压 表 Ｒ 一 流 器 Ｓ分
Ｚ一整流 桥 Ｌ
少， 并对环 境要 求宽松 ， 多采用 这两种 方法 。 故 ２２ 交 流 阻抗 和功 率 损耗 法 的原理 。交 流 阻抗 和 ．
功 率 损 耗法 的原 理 是 在转 子 引 线 两端 加 入 交 流 电
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石 河子科技
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第２ 期
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２１ 年 ４ ０１ 月
验 对 比说 明 了直流 压降发 电机静 态下查找 匝间短路 的 方法及优 点 。 摘要 发 电机转子 ； 态 ； 静 交流 阻抗 ； 流压 降 直
中图分 类号 ：Ｍ ２ 文献标识码 ： Ｔ ６２ Ｂ
文 章编 号 ： ０ ８ ０ ９ （０ １ ０ － ０ ８ ０ １ ０ － ８ ９ ２ １ ）４ ０２ — ２
数为 ７ ， 对 转子绝缘为环氧绝缘。
１ 匝间短 路后 的危害
转 子线 圈 由于制造 工 艺不 良以及运 行 中 电 、 热 左右 下 ， 间短路 主要 是 匝 间或 多 匝之 间绝 缘破 坏 匝 造 成 ， 量 的 匝 间短 路 会 造 成 短 路 线 圈 的温 度 升 少
高， 旋转 磁 场不平 衡 ， 使发 电机 震动 增大 ， 毁轴 致 烧 瓦 ， 追停 机 ， 重 的匝 间短 路 会 造成 整 个 转子 烧 被 严
毁 或励 磁 装 置 损 坏 。所 以及 时 发现 匝间 短路 可 以
测量发电机转子绕组匝间短路的三种方法
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、限制电机的无功功率；有时还会引起机组的振动值增加，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短路点，并予以消除，使发电机恢复正常运行。
（一）测量转子绕组的直流电阻在现行DL/T 596《电力设备预防性试验规程》中规定，在交接和每次大修时，都应对转子绕组的直流电阻进行测量（冷态下），并与原始数据比较，其变化应不超过2%。
理论上，当绕组发生匝间短路时，直流电阻值会减小。
但一般汽轮发电机转子绕组的总匝数较多（约160匝以上）．如果其中只有一、两匝短路，即使测量很精确，直流电阻值减小也不超过l%。
如一台汽轮发电机（FG500/185ak型）转子绕组的总旺数为294匝．当在大线圈（远离大齿线圈）的上层或下层两匝之间（经292μΩ）短路时，直流电阻值仅减小0.389%，远未超过2%。
所以根据计算，在测量直流电阻准确的条件下，仅当绕组短路匝的数量超过总匝数的2%及以上时，直流电阻减小的数值才能超过规定值2%．并且在实际测量时还会有些测量误差。
因此，比较直流电阻法的灵敏度是很低的，不能作为判断匝间短路的主要方法，只能作为综合判断的方法之一。
（二）测量发电机的空栽、短路特性曲线当转子绕组发生匝间短路时，其三相稳定的空载特性曲线与未短路前的比较将会下降；短路特性曲线的斜率也将会减小。
但由于受测量精度的限制，一般在转子绕组短路的匝数超过总匝数的3% -5%时，才能在空载和短路特性曲线上反映出来。
所以，其灵敏度较低，也只能作为综合判断转子绕组有无匝间短路的方法之一。
同时还应说明，因空载特性曲线与发电机的转速有关，并且是非线性函数，在测量时因转速不同会造成一定的误差，而短路电抗和短路电势，均与转速成正比。
一般在1/3额定转速以上时，短路电流I K即与转速无关，因而避免了由于转速不同而引起的测量误差。
所以，一般采用比较短路特性曲线作为判断转子绕组有无匝间短路，比空载特性曲线准确。
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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机械工业部 １ ９ 一 ９ ０ 批准 ９ ６０ 一３
１ ９ 一１０ ９ ７ ０ 一 １实施
Ｊ Ｔ ４ ６－ ９ Ｂｉ ８ ４ １ ６ ９
电压、 电流、 功率或两极电压（ 指两极机）
表 １
序号
试 验 阶 段 转 子装配 全序 完
转 速（／ ｉ） ｒｍ ｎ
电压 （ ） Ｖ－ 喊
５ ．０ ． ５ ． ０ ， ２ ０ １ ０ １０ ２ ０ ２ ０
３ 试验准备
测量中所用仪器、 仪表的准确度应符合Ｇ ／ １２－９ 要求 ＢＴ ９ ３ ０ 探测线圈波形法所用探测线圈的横截面积、 匝数及安装位置应保证其具有足够的灵敏度和准确度
４ 测最环境 当进行静态转子阻抗测量时， 若不在机座内， 转子本体与周围铁磁物体的空间距离必须在 ｌ 以 ｍ 上 如上述条件无法满足， 必须在转子旋转几何 １０ ８０ 前后读取两组数据， 以作比较 ５ 测且状态 转子匝间短路测量分别在静止及旋转两种状态下进行（ 见表 １０ ）
中华人民共和国机械行业标准
Ｊ／ ８ ４ 一１ ９ Ｂ Ｔ ４ ６ ９６
隐极式同步发电机转子匝间短路判别方法
１ 范围
本标准规定 隐极式同步发电机转子匝间短路的测量方法及限定值 了 本标准适用于隐极式同步发电机制造过程、 交接试验的转子匝间短路的测量。 发电机的交流励磁机 转子匝间试验参照本标准执行 ２ 引用标准
２ ２ ０
降速测量
升速及降
速 测量
叹一。间隔 ３０ Ｎ ０
‘试验中所加试验电压峰值不得超过转 子 绕组的额定励磁电压
注： 交接试验中做序 １序 ｂ 、 曲线上 ‘ 点
６３ 旋转状态 Ｆ ． 探测线圈波形法测量 ６３１ 探测线圈的布置： ．． 探测线圈为径向布置， 应安装在与转子本体表面之间适当距离（ 一般为气隙的 １３的固定支架上。在安装探测线圈时， ／） 应保证探测线圈的轴线与转子径向重合。 ６３２ 转子绕组的线圈标号： ． ． 紧靠磁极的第一槽的线圈标号为 １ １ 第二个槽的线圈标号为２ ２， 或 ＇ ， 或 ＇ 以Ｆ 类推， 在转子轴上做好定位标记。 ６３３ 测量仪器的选取： ．． 应选择输人阻抗大、 频域宽、 灵敏度高的专用匝间短路测试仪或测量精度、 功 能达到本标准要求的其他测试仪器 ６３４ 测量及数据记录； ．． 在转子动平衡期间， 被试转子绕组通人其额定励磁电流 ４ ％以下的直流电流，
７３ 如阻抗法 与 ． 波形法测量结果有矛盾时， 以波形法为准。
（２ ）
下 标准所 包含的条文， 过 本标准中 而 列 通 在 引用 构成为本 标准的 文。 标准出 条 本 版时， 所示版 本均
为有效 所有标准都会被修定， 使用本标准的各方应探讨使用 下 列标准最新版本的可能性。 （ ／ １２ 一 ３ ， ９ 三相同步电机试验方法 ＇ Ｔ ． Ｂ ０ （Ｕ ０ －１９ ４ －９６ 透平型同步电机的技术要求 ： 丁７６ １
将探测线圈两端的电压信号接至转子匝间短路测试仪或满足本标准要求的其他测试仪器， 绘出探测线
圈的感应电势波形
７ 限定值
７１ 转子交流阻抗限定值 ． ７１１ 静态试验中， ．． 各极线圈间的阻抗差不得大于最大值的 ３ ％。 ７１２ 旋转试验中， ．． 各极线圈在每一转速及电压下的阻抗差不得大于最大值的 ３ 如测量每极线圈 ％， 阻抗有困难时， 亦可测量整个转子绕组的阻抗， 但每隔 ３０／ ｉ之间的阻抗差不得大于最大值的 ５ ０ｒｍｎ ％． ７２ 探测线圈波形法限定值 ． 取丫个磁极上的一个线圈电压与另一磁极上相对应的同号线圈电压之差值与二者较大值之比。
同号线圈电压之差 ｘ ０ ・・・ ・・ ． １ 写・ ・・・ ・ ．…… ０ ・・ ・ ・ ・． （１ ） 同号线圈电压较大值 如按公式（） １算得的比值大于公式（） （ 所计算的数值时 ， ２ 可判定被试转子存在匝间短路。
转蔽糟＿ ‘ “““‘ ””” 一４ ‘“ ’‘ “ 弄 ５ 。 “ ” “‘” ‘ 。 ‘’ ” ” ％’ ”
６ 测最方法
６１ 静态 下 ． 转子交流阻抗测量： 用导线将转子引线（ 或集电环或径向导电螺钉） 同测试电源相连接， 测 试电源为 ５Ｈ 实际正弦电源， Ｏｚ 测量并记录电压、 电流、 功率和各极电压。
６２ 旋转状态 卜 转子交流阻抗测量 ： 用装在绝缘刷架上的电刷将测试电源接到集 电环上 ， 测量并记录
５１ 静止 ． 状态： 采用阻抗测量法。 试验中， 所测各级绕组间阻抗差值超过限定值时， 可采用感应电势向 量法‘ 即开日变压器法） 或二极电压分布法进一步检测。
在制造过程中， 应在各阶段对转子绕组做匝间短路测量。 ５２ 旋转状态； ． 采用阻抗测量法， ０ 及以上的机组（ ｌ ＭＷ ０ 水冷除外） 还应采用探测线圈波形法 ５２１ 旋转状态 下 ．． 转子阻抗测量时， 对电流应连续监测， 并按表 １ 进行记录， 作转子阻抗一转速及转子 阻抗 电压的曲线‘ ５２２ 探测线圈波形法测量应在转子动平衡期间首次达到额定转速时和超速后（ ． ． 精平衡后） 在额定转 速各进行一次
Ｊ ／ ８４ － １９ Ｂ Ｔ ６－ ９６ ４ －
前
言
本标准根据我国隐极式同步发电机多年来的制造和运行经验， 规定了隐极式同步发电机转子匝间 短路的测量方法及限值。 转子匝间短路分别在静止和旋转二种测量状态下进行， 这种测试可以监控隐极式同步发电机制造 过程及交接试验中转子匝间短路情况。 本标准与产品技术条件，Ｂ Ｔ ２《 Ｇ ／ １ ９三相同步电机试验方法》Ｇ ／ ７６－１９《 ０ ， Ｂ Ｔ ４ ９６透平型同步电 ０ 机的技术要求》 等协调一致。 本标准由全国旋转电机标委会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位： 哈尔滨大电机研究所、 哈尔滨电机有限责任公司、 东方电机股份有限公司、 湖 北电力试验研究所等。 本标准主要起草人： 付刚、 富立新、 隋银德、 高峰、 阮羚 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会负责解释。
５ １ ０， ５ ． ０ ２ ０ ０． ０ １ ０ ２ ０， ２ ５ ， ０ １ ０ ２ ０， ２ ０ １ ０， ５ ． ０ ２ ０
备 速测量
动平衡、 启动前
动平衡 首次达到后
４ Ｉ 超速 前
ｏ 、 －ｎ 间隔 ３０ ０
，一。间隔 ３０ Ｚ Ｎ ０
０ － Ｎ
超速后（ 精平衡后） 总装试验 转子在定子膛内定子绕组开路