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
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
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
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。
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。
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：
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。
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
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
四季度学习体会 发电机转子线圈匝间短路故障分析及识别方法 自今年年初以来，1#汽轮发电机组的振动一直较大且不稳定，经过汽机专业的检查分析，没有找到原因；从电气角度来看，发电机转子线圈匝间短路有可能会引起机组振动增加，经过电气检修班试验组的检查并对转子直流电阻进行测量，将数据与原大修试验数据及出厂数据比较后，没有明显的变化，鉴于试验设施的原因，无法作进一步的检查，但机组振动异常至今已有半年多，电气运行没有发现1#发电机励磁电流、无功和风温的任何异常现象，这表明发电机转子线圈匝间短路的可能性并不大，但在没有对发电机进行彻底检查之前，还不能完全排除由于电气原因引起的机组振动。 从机组安全运行的角度而言，有必要对发电机转子线圈匝间短路故障的机理进行简单的分析，同时可以提供识别发电机转子线圈是否发生匝间短路的一些基本方法，以供电气运行和检修参考。 汽轮发电机是一种高速隐极式同步电机，转子受到强大的离心力的作用，大容量汽轮发电机的转子转速可达170～180m / s。转子表
面是承受机械应力和发热的最关键的部件，因此汽轮发电机转子线圈匝间容易发生短路故障。由于转子线圈匝间短路故障初期对机组的正常运行影响不大或故障特征不明显，因此许多匝间短路故障常常被忽略了，但长期匝间短路故障运行情况下，会导致转子线圈一点甚至两点接地，也会对其寿命产生影响，导致恶性事故的发生。 转子线圈匝间短路故障的主要原因是：转子线匝绝缘的移动、转子端部的热变形、线圈部垫块的松动或护环绝缘衬垫的老化，小的导电粒子或碎渣进入转子线圈端部及通风沟。匝间短路能造成转子热平衡的破坏，转子漏磁场发生变化，定子绕组并联支路的环流及主轴、轴承座的磁化（轴电压的升高），其影响程度主要取决于短路的程度及部位。 当转子线圈发生匝间短路时，不同的接触电阻将使热损耗I 2 R 发生变化，接触电阻越小，短路损耗越大；当绕组有一半电流被旁路时，短路损耗将达线圈总损耗的四分之一。短路会导致绕组的总损耗减小，转子的平均温度降低，而故障点的短路损耗增加，导致局部温度升高，热膨胀在一个很小范围内发生，因而转子发生不同程度的弯曲，振动增加。随着励磁电流的增加，振动也随着增加。
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 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 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 (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 按转子绕组匝间短路稳定性可分为稳定性匝间短路和不稳定性匝间短路两种。凡是与转子转速和温度等因素无关的转子绕组匝间短路称为稳定性短路；凡是与转子转速和温度等因素有关的转子绕组匝间短路称为不稳定性匝间短路。 ——此位置可填写公司或团队名字——
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: · 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