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【专业知识】发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障配置主保护规定
【学员问题】发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障配置主保护规定？
【解答】1、1MW、及以下单独运行的发电机，如中性点有引出线，则在中性点侧装设过电流保护；如中性点无引出线，则在发电机端装设低电压保护。
2、1MW、及以下与其它发电机或与电力系统并列运行的发电机，应在发电机机端装设电流速断保护。如电流速断保护灵敏系数不符合要求，可装设纵联差动保护；对中性点没有引出线的发电机，可装设低压过流保护。
3、对1MW、以上的发电机，应装设纵联差动保护。
4、对发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护；当发电机与变压器之间没有断路器时，100MW、及以下发电机，可只装设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW、以上发电机，除发电机变压器组共用纵联差动保护外，发电机还应装设单独的纵联差动保护，对200～300MW、的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。
5、对300MW、及以上汽轮发电机变压器组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵联差动保护和发电机变压器组共用纵联差动保护；当发电机与变压器之间有断路器时，装设双重发电机纵联差动保护。
6、应对纵联差动保护采取措施，例如用带速饱和电流互感器或具有制动特性的继电器，在穿越性短路及自同步或非同步合闸过程中，减轻不平衡电流所产生的影响，以尽量降低动作电流的整定值。
第23卷 第2期2010年6月江西电力职业技术学院学报 Journal o f Jiangx iV ocati ona l and T echnical Co ll ege o f E lectr i c ity V o.l 23N o .2J un .2010 大型汽轮发电机转子绕组匝间短路的故障处理与分析 张亮杰 (广东粤电靖海发电有限公司,广东 揭阳 515223) 摘 要:某公司一台国产600MW 汽轮发电机组,在开机过程中出现发电机轴振偏大,并且随励磁电流增大而增大,经 过振动分析、电气试验等一系列检测程序,快速对故障进行了准确判断和较精确的定位,为机组尽快消缺争取了宝贵时间,为同类大型发电机组积累了相关经验和提供了相应参考。 关键词:大型汽轮发电机;转子绕组;匝间短路;试验;诊断 中图分类号:TM 311;TM 307+.1 文献标识码:B 文章编号:1673-0097(2010)02-0033-02 收稿日期:2010-03-17 作者简介:张亮杰(1982- ),男,河南淮滨人,助理工程师. 0 引言 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,特别是新建核电机组和超临界燃煤发电机组,基本上都是600MW 及以上,其汽轮发电机往往转速高,电压等级高,电流负荷大。比如某国产发电机的额定输出电压为22k V ,额定输出电流为17495A,额定励磁电流为4387A,额定转速为3000r/m i n 。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 [1] 。 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。本文就某600MW 燃煤发电机组发生的一次转子绕组匝间短路故障,进行分析和探讨。 1 设备概况 该机组为国产600MW 超临界燃煤发电机组,于 2007年6月投产发电,进入商业运行,期间进行过一次C 级检修和一次A 级检修。 发电机性能如下:型号为QFSN 600 2 22A;定子电压为22000V;转速为3000r/m i n ;转子电压为400V;接线方式为YY ;功率因数为0.9(滞后);功率为600MW;定子电流为17495A;容量为667M VA;转子电流为4387A 。 2 故障情况及诊断 2.1 故障情况 2010年2月,发电机在调峰消缺结束后并网发 电,在并网后带负荷过程中发现汽轮机轴振较大,并且随励磁电流的增大而增大,其中7Y 振动达到143u m,8Y 振动达到168u m (#7、#8瓦为发电机轴瓦),于是录取振动信号进行检测查找原因,对振动波形分析后发现其中除工频振动成分外,还包含了较多的高频振动成分,因此判断发电机转子可能存在问题。 2.2 诊断过程 为进一步确认故障原因,进行转子绕组的交流阻 抗测试、绝缘电阻测试和直流电阻测试,转子交流阻抗试验数据见表1。测试结果显示,在转速达3000r/m i n 时加220V 电压情况下,交流阻抗(3.658 )比2009年A 级检修后(4.27 )小0.61 (小14.3%);在盘车状态下,交流阻抗(4.23 )比2009年A 级检修后(4.72 )小0.5 (小10.6%),表明转子可能存在匝间短路故障。
目录 1 引言 (1) 1.1 研究目的与意义 (1) 1.2 发电机故障诊断技术的发展状况 (1) 1.3 发电机转子绕组匝间短路故障检测的研究现状 (2) 1.4 本文的内容和主要工作 (4) 2 汽轮发电机转子绕组匝间短路的理论分析 (6) 2.1 汽轮发电机的转子结构 (6) 2.2 转子绕组发生匝间短路的原因 (6) 2.3 匝间短路的磁场分析 (7) 2.3.1 发电机发生匝间短路的磁场分析 (9) 3 发电机转子绕组匝间短路故障的探测线圈法 (12) 3.1 探测线圈法的测试原理 (12) 3.2 探测线圈的结构及置放 (14) 3.2.1 诊断系统及其功能组成 (15) 3.2.2 基本参数 (16) 3.2.3 传感器安装和定位 (16) 3.3.3 故障判断 (16) 3.3 大亚湾核电站发电机组的探测线圈法实例分析 (17) 参考文献 (20)
1引言 1.1研究目的与意义 随着我国国民经济的快速发展，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。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系统崩溃。 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，这些部件将承受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，绝缘甩阻的阻值通大于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，因为励磁电源的泄漏电阻很大，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，发电机转子两点接地故障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，励磁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，从而引起发电机的振动，还可能使转子大轴磁化，甚至会导致灾难性的后果，因此两点接地故障的后果是很严重的。 目前，在国内运行的大型发电机组中，发电机匝间短路故障占故障总数的比重较大，大多数发电机都发生过或已经存在转子绕组匝间短路的故障。由于转子绕组绝缘的损坏，转子绕组匝间短路后会形成短路电流，从而导致局部过热。发电机长期在这种环境下运行，会进一步引起绝缘的损坏，导致更为严重的匝间短路，最终形成恶性循环。据统计资料表明，发电机转子匝间短路故障并不会影响机组的正常运行，所以常常被忽略，但是如果任其发展，转子电流将会显著增加，绕组温升过高，无功输出降低，电压波形畸变，机组振动加剧，并且还会引起其它的机械故障，严重时还会影响发电机的无功出力。如果发生的是不对称的匝间短路故障，发电机组的振动将会加剧，转子绕组的绝缘也有可能进一步的损坏，进而发展成为接地故障，对发电机组的安全稳定运行构成了严重的威胁。因此，对发电机绕组匝间短路故障的诊断与识别是十分必要的。 1.2 发电机故障诊断技术的发展状况 早期的故障诊断主要依靠人工经验，如：看、听、触、摸等方法进行诊断，
发电机转子匝间短路的原因分析及预防措施的探讨[摘要]沙角A电厂#4发电机转子在开机时或有强励电流时，轴振较大；而 在正常运行时（转子达到3000r/min）各项电气参数均属正常。本次发电机大修时，发现转子存在不稳定匝间短路现象。用极电压平衡以及匝间电压分布等多种方法查找出短路点，经返厂处理后并提出了相应的预防措施。 【关键词】汽轮发电机；匝间短路；原因分析；预防措施 一、概况 沙角A电厂#4发电机（以下简称A4发电机）QFN-300-2是上海发电机厂引进美国西屋公司技术生产的全氢冷汽轮发电机，于2012年12月1日进行第五次大修。 A4发电机在正常运行时，各项电气参数和机械参数均检测正常。只是在开机时或有强励电流时，轴振较大。12月13日抽出转子后，通过两级电压平衡、匝间电压分布以及RSO等试验方法测试，发现转子有不稳定匝间短路现象：转子在做二极平衡时在固定的一个角度（设此时为0度）有9V的差异，随着转动而缩小，180度时消失，至0度时又达到差异9V左右，具体数据见下图（试验数据来源于沙角A电厂高试班）。同时RSO波形法也证实二极不吻合。经工作人员检查，转子护环下也有少量铜粉出现，且汽端多级风扇内比励端护环内多，不稳定匝间短路点发生在励端的可能性较大。 二、短路原因分析 2.1判断依据 判断转子是否为匝间短路通常用两极电压平衡、匝间电压分布以及RSO等试验方法。转子发生匝间短路时，由于短路点的存在，会改变短路线圈的阻抗以及电容的分布，给转子通入交流电流时，转子线圈的两极间或匝间的电压分布的会明显不平衡。 2.2短路故障点的初步确定 根据此判断原理，测得交流下转子线圈的电压分布并绘制曲线图（试验数据来源于中试所）如下： 据上图可知大部分线圈上的电压上级与下级基本相同，只有在#4、#6和#7线圈的电压出现了突然降低趋势，且差值为2V—4V，因此推断故障应发生在#4、#6和7#线圈。24日拆除励端端部护环以及绝缘件后，发现#6、#7线圈之间的扇形绝缘板有电击现象，并且表面有少量铜粉。将绝缘件清理后回装，端部线圈整形模拟护环状态加固线圈后做匝间电压分布试验，短路现象消失，初步认定之前
双馈发电机简介及常见故障 一：双馈电机简介及工作原理 （1）简介： 双馈异步风力发电机（DFIG，Double-Fed Induction Generator）是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成，冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构. 双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变流器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了"柔性连接"，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。 （2）工作原理： 双馈感应发电机由定子绕组直连定频三相电网的绕线型感应发 电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。“双馈”的含义是定子电压由电网提供，转子电压由变流器提供。该系统允许在限定的大范围内变速运行。通过注入变流器的转子电流，变流器对机械频率和电频率之差进行补偿。在正常运行和故障期间，发电机的运转状态由变流器及其控制器管理。
变流器由两部分组成：转子侧变流器和电网侧变流器，它们是彼此独立控制的。电力电子变流器的主要原理是转子侧变流器通过控制转子电流分量控制有功功率和无功功率，而电网侧变流器控制直流母线电压并确保变流器运行在统一功率因数（即零无功功率）。 功率是馈入转子还是从转子提取取决于传动链的运行条件：在超同步状态，功率从转子通过变流器馈入电网；而在欠同步状态，功率反方向传送。在两种情况（超同步和欠同步）下，定子都向电网馈电。（3）优点： 首先，它能控制无功功率，并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。其次，双馈感应发电机无需从电网励磁，而从转子电路中励磁。最后，它还能产生无功功率，并可以通过电网侧变流器传送给定子。但是，电网侧变流器正常工作在单位功率因数，并不包含风力机与电网的无功功率交换。 二：电机常见故障及解决办法 1：电机轴电流电流？ 电机的轴－－轴承座－－底座回路中的电流称为轴电流 轴电流产生的原因： （1）磁场不对称； （2）供电电流中有谐波； （3）制造、安装不好，由于转子偏心造成气隙不匀； （4）可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙； （5）有扇形叠成的定子铁心的拼片数目选择不合适。
文件编号：TP-AR-L1649 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 转子绕组匝间短路产生的原因和危害(正式版)
转子绕组匝间短路产生的原因和危 害(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：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。 ②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；另外，由于脏污等，也可能造成匝间(尤 其是转子绕组的端部匝间)短路。
③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。 (3)匝间短路的分类
安全管理编号：LX-FS-A53839 转子绕组匝间短路产生的原因和危 害 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
转子绕组匝间短路产生的原因和危 害 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：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。 ②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；另外，由于脏污等，也可能造成匝间(尤其是转子绕组的端部匝间)短路。
③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。 (3)匝间短路的分类
安全管理编号：LX-FS-A22141 发电机定子绕组冒烟事故的分析及 改进 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
发电机定子绕组冒烟事故的分析及 改进 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1 事故现象 20xx年4月，我厂将三级电站2号发电机组的励磁系统由原来的旋转式励磁机励磁更新为可控硅静止式励磁。该励磁装置于2000-09-20机组运行过程中，出现直流系统接地。在查找接地时，当瞬切操作母线总把手时接地信号仍然存在，立即切回后，发现励磁调节器由主通道自动转换为备用通道运行，人工手动将其切回主通道，但装置又自动转换至备用通道，同时机组出现如下症状： （1）转子过电压保护指示灯亮；
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
发电机转子匝间短路的原因与分类 核心提示：现场运行经验表明，发电机转子绕组匝间短路故障多发生在绕组端部，尤其是在有过桥连线的一端居多。造成发电机转子绕组匝间短路故障的原因很多，总体上可分为制造和运行两大方面。 1．匝间短路产生的原因 (1)设计制 现场运行经验表明，发电机转子绕组匝间短路故障多发生在绕组端部，尤其是在有过桥连线的一端居多。造成发电机转子绕组匝间短路故障的原因很多，总体上可分为制造和运行两大方面。 1．匝间短路产生的原因 (1)设计制造方面 1)设计不够合理有的转于结构设计不够合理，如端部弧线转弯处的曲率半径偏小，致使外弧翘起，运行中在离心力的作用下，匝间绝缘被压断，造成了匝间短路。 2)制造质量不良 ①转子端部绕组固定不牢，垫块松动。发电机运行中由于铜铁温差引起的绕组相对位移，设计上未采取相应的有效措施。 ②有的转子绕组在制造时所应用的匝同绝缘材料材质不良，含有金属性硬刺，绕组铜导线加工成形后不严格的倒角与去毛刺，运行中在离心力的作用下刺穿了匝间绝缘，造戒匝间短路。 ③端部拐角整形不好和局部遗留褶皱或凸凹不平；匝间绝缘垫片垫偏、漏垫或堵孔（直接冷却的绕组通风孔）；绕组导线的焊接头和相邻两套绕组间的连接线焊口整形不良；制造工艺粗糙留下的工艺性损伤；转子护环内残存加工后的金属切屑等异物。
④有的转子线匝局部未铣风孔扎或风量不合格造成严重过热，从而引起匝间短路。 2．转子绕组匝间短路的分类 转子绕组匝间短路按照短路是否随着转子的转动状态和运行工况发生变化，可以分为稳定性匝间短路和不稳定性匝间短路（或称为动态匝间短路）．其中动态匝间短路又占多数。 就故障发展的过程来分，可以分为三个阶段：萌芽期、发展期和故障期。在萌芽期，转子绕组匝间出现初始异常征兆，机组运行还未受到影响，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。故障表现为局部过热、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。在发展期，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。发电机在运行状态下振动增大、机组励磁和无功受到影响，但运行工况限制尚未突破。在故障期，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、无功严重降低（励磁电流超过额定要求）、转于温度高等异常运行工况，已危及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。因此，在这种状态下要求机组立即停机，进行故障处理和全面检修。 发电机转子绕组匝间短路故障诊断的目的是尽可能在故障的萌芽期和发展期准确地诊断出稳定性匝间短路和动态匝问短路，分析故障发生的原因，并确定故障发生的部位和严重程度。
电机常见故障分析及其处理 摘要：发电机在运行中会不断受到振动、发热、电晕等各种机械力和电磁力的作用，加之由于设计、制造、运行管理以及系统故障等原因，常常引起发电机温度升高、转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打火、发电机过负载等故障。与之相似的是电动机的故障也主要有机械故障和电气故障两方面。 关键词：定子线圈，激磁电流，短路故障，接地故障。 电机可分为电动机和发电机两类，电动机又可分为同步电动机和异步电动机，发电机也可分为同步发电机和异步发电机，本文将主要围绕异步电动机和同步发电机为例，简要分析电机常见的故障及其处理方法。 一、三相交流异步电动机常见故障分析及其处理 1.机械方面有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障。 ⑴异步电动机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛。如发现对轴承应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理。 ⑵振动应先区分是电动机本身引起的，还是传动装置不良所造成的，或者是机械负载端传递过来的，而后针对具体情况进行排除。属于电动机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良，转轴弯曲，或端盖、机座、转子不同轴心，或者电动机安装地基不平，安装不到位，紧固件松动造成的。振动会产生噪声，还会产生额外负荷。 ⑶如果轴承工作不正常，可凭经验用听觉及温度来判断。用听棒（铜棒）接触轴承盒，若听到冲击声，就表示可能有一只或几只滚珠扎碎，如果听到有咝咝声，那就是表示轴承的润滑油不足，因为电动机要每运行3000-5000小时左右需换一次润滑脂。电机超过规定运转时间后，轴承发出不正常的声音，用听棒接触轴承盒，听到了“咝咝”的声响，同时还有微小“哒哒”的冲击声，原因是轴承盒内缺油，同时轴承滚柱有的以有细微的麻痕。通过对轴承进行了更换，添加润滑油脂。在添润滑脂时不易太多，如果太多会使轴承旋转部分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热，一般轴承盒内所放润滑脂约为全溶积二分之一到三分之二即可。在轴承安装时如果不正确，配合公差太紧或太松，也都会引起轴承发热。在卧式电动机中装配良好的轴承只受径向应力，如果配合过盈过大，装配后会使轴承间隙过小，有时接近于零，用手转动不灵活，这样运行中就会发热。 2. 电气方面有电压不正常绕组接地绕组短路绕组断路缺相运行等。 ⑴电源电压偏高，激磁电流增大，电动机会过分发热，过分的高电压会危机电动机的绝缘，使其有被击穿的危险。电源电压过低时，电磁转矩就会大大降低，如果负载转距没有减小，转子转数过低，这时转差率增大造成电动机过载而发热，长时间会影响电动机的寿命。当三相电压不对称时，即一相电压偏高或偏低时，会导致某相电流过大，电动机发热，同时转距减小会发出“翁嗡”声，时间长会损坏绕组。总之无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加，电动机发热而损坏电动机。所以按照国家标准电动机电源电压在额定值±5%内变化，电动机输出功率保持额定值。电动机电源电压不允许超过额定值的±10%，；三相电源电压之间的差值不应大于额定值的±5%。
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 测量发电机转子绕组短路故障的 方法(新编版)
测量发电机转子绕组短路故障的方法(新编 版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 (1)有效性的原因 这一试验是在转子绕组上施加工频交流电压，测量交流阻抗和功率损耗、若绕组中存在匝间短路，当交流电压作用时，在短路线匝中产生的短路电流，约是正常线匝电流的n倍(n为一个槽内绕组总匝数)，它有着强烈的去磁作用，从而导致绕组的交流阻抗大大下降，电流大大增大，因功率损耗与电流的平方成正比，所以功率损耗也显落增大，通过测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗，与原始(或以前)数据比较，即可灵敏地判断出转子绕组是否存在匝间短路缺陷。 (2)试验方法 ①试验接线：测量发电机转子绕组的交流阻抗和功率损耗试验接线如图8—14所示。图中仪表的量限应按具体机组而定，准确度不得低于0.5级。 ③注意事项：
a．要求试验电压为正弦波，为了减小高次谐波，最好试验电源取自线电压。 b．试验电压的峰值不得超过转子额定励磁电压。 c．试验时，先升至最高电压，然后下降分段测量，目的是为了减小剩磁对阻抗的影响。 d．交流阻抗和功率损耗与许多因素有关，试验时必须注意在相同的状态(指静态、动态，定子膛内、膛外，护环和槽楔与本体的结合状态)和相同参数(指转速、电压)下进行测量比较。 e．当转子绕组存在一点接地时，试验电源不能采用具有地线的电源，否则，试验电路中应另加隔离变压器，以免造成绕组和铁芯烧损事故。 f．对隐极式转子应在定子膛内或膛外测量。在膛内测量时，定子回路必须断开，以免因定子绕组中产生的感应电动势引起环流，影响测量结果，另外应注意安全。在膛外测量时，转子最好与周围的铁磁物质相距0．5m以上，距离有钢筋的地面0．3m以上。 e．对于显极式转子一般仅要求在膛外测量，除测量整个转子绕组的交流阻抗和功率损耗外，还应在相同的电流条件下测量各磁极绕组的电压，试验电路如图8—15所示。
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 转子绕组匝间短路产生的原因和危害简易版
转子绕组匝间短路产生的原因和危 害简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：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。 ②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；另外，由于脏污等，也可 能造成匝间(尤其是转子绕组的端部匝间)短 路。
③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。
YF-ED-J1386 可按资料类型定义编号 转子绕组匝间短路产生的原因和危害实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
转子绕组匝间短路产生的原因和 危害实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：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。 ②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；另外，由于脏污等，也可 能造成匝间(尤其是转子绕组的端部匝间)短
路。 ③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。
电机匝间短路及相间短路问题解答 一、什么是电机匝间短路 就是同一个绕组是由很多圈（匝）线绕成的，如果绝缘不好的话，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，电机的绕组因为一部分被短路掉，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。 二、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），使线圈严重发热； 2）三相电流不平衡，电动机转矩降低； 3）产生杂音； 4）短路严重时，电动机不能带负载起动。 匝间短路在刚开始时，可能只有两根导线因交叠处绝缘磨坏而接触。 由于短路线匝内产生环流，使线圈迅速发热，进一步损坏邻近导线的绝缘，使短路的匝数不断增多、故障扩大。 短路匝数足够多时，会使熔断器烧断，甚至绕组烧焦冒烟。 当三相绕组有一相发生匝间短路时，相当于该相绕组匝数减少，定子三相电流就不平衡。不平衡的三相电流使电动机振动，同时发出不正常的声音。电动机平均转矩显著下降，拖动负载时就显得无力。
三、电动机绕组短路故障现象和原因是什么？ 答：由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。 1.故障现象 离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。 2.产生原因 电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。相间短路的电机短路点会瞬间烧断融化，导致电机无法工作。 匝间短路的电机会电流不正常，稍后冒烟甚至起火，烧毁至电机无法工作。维修时一眼就能鉴别出来。 *异步电机与同步电机区别：
发电机保护原理 大型发电机的造价高昂，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就近千万元。大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。 1．发电机故障形式 由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：（1）定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。故障时，短路电流 可能把发电机烧毁。
（2）定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。 （3）定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。 （4）励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。 （5）定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。 （6）定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。
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% 。转子绕组存在匝间短路时其直流电阻会减小。测量结果与基值或历次测量值比较有较大的变化时，应查明原因。 2.测量交流阻抗和功率损耗：发现所测结果和历史数据比较，交流阻抗和功率损耗也发生了变化。而“测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗，与原始或前次的测量值比较，是判断转子绕组有无匝间短路比较灵敏的方法之一。这是因为当绕组中发生匝间短路时，在交流电压下,流经短路线匝中的短路电流，约比正常线匝中的电流大n（n为一槽线圈总匝数）倍，其方向与正常匝的电流方向相反，它有着强烈的去磁作用，并导致交流阻抗大大下降，功率损耗却明显增加。”(见《高压电气设备试验方法》296页)本次测量的交流阻抗比1991、1994年的值均下降8.7%，功率损耗增加了10.7%，变化明显。 3.分析：测量直流电阻,当转子绕组只有1-2匝短路时，其电阻变化很小,一般均小于1%，仅通过直流电阻的变化，不能确定是否有匝间短路。故此方法只有
内部编号：AN-QP-HT981 版本/ 修改状态：01 / 00 When Carrying Out Various Production T asks, We Should Constantly Improve Product Quality, Ensure Safe Production, Conduct Economic Accounting At The Same Time, And Win More Business Opportunities By Reducing Product Cost, So As T o Realize The Overall Management Of Safe Production. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 转子绕组匝间短路产生的原因和危害 通用范本
转子绕组匝间短路产生的原因和危害通 用范本 使用指引：本安全管理文件可用于贯彻执行各项生产任务时，不断提高产品质量，保证安全生产，同时进行经济核算，通过降低产品成本来赢得更多商业机会，最终实现对安全生产工作全面管理。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：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。 ②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；另外，由于脏污等，也可能造成匝间(尤其是转子绕组的端部匝间)短路。
③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。 (3)匝间短路的分类
发电机定子线圈故障分析及预防措施 刘志青王晓春 （国电太原第一热电厂） 摘要：本文就国电太原第一热电厂12#单元300MW发电机定子线圈故障及处理过程进行了阐述，针对此故障的发生，详细分析了国电太原第一热电厂11#、12#两台300MW发电机存在的隐患，提出了预防性措施和建议。 关键词: 汽轮发电机绝缘击穿预防措施 1前言 国电太原第一热电厂12#汽轮发电机定子线圈绝缘故障，根本原因是定子冷却水回路泄漏造成绝缘降低而击穿。近年来全国大容量发电机定子线圈故障的事件时有发生，而定子线圈故障局部修理的可能性非常小，这样修理工期长势必会造成巨大的经济损失。为此，总结经验教训，分析静子线圈故障产生的各种原因，提出相应的预防措施，对保证发电机的安全运行，防止定子线圈损坏是非常必要的。 2设备概况 国电太原第一热电厂11#、12#汽轮发电机是东方电机厂制造，山西省电建四公司安装，分别于1991、1992年正式投入运行，其基本参数如下： 型号QFSN一300—2 视在功率：353MV A 有功功率：300MW 额定电压：18000V 额定电流：11320A 额定转速：3000 r／m 功率因数：0.85 接法：2Y 绝缘等级：B级冷却方式；水氢氢 额定氢压：0.3MP 定子槽数：60 312#发电机事故经过及处理情况 3.1 事故经过 1998年9月16日13时15分，12#发电机保护掉闸解列停机，事故后分析保护动作正确，伴随着故障停机，定子冷却水大量泄漏，定子水箱水位下降，解体发电机检查，发现上层29#槽并头三通水接头熔化后进人线圈空心导线内，绝缘引水管烧断，C1、Z1引线在水接盒上方烧了约Ф50mm的孔，并头属于B相，C1、Z1引线属于C相，53#槽下层线棒第一道绑环处主绝缘断裂，C1、B2引线有弯曲现 354