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浅谈发电机转子绕组匝间短路故障诊断摘要：发电机作为电能生产的主要设备，对整个电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
发电机转子绕组匝间短路是一种常见的发电机电气故障，对发电机进行监测，提前发现转子匝间短路故障，可以防止发电机转子一点和两点接地，避免事故的进一步扩大，从而保护发电机设备。
基于此，本文介绍了发电机转子绕组匝间短路故障的研究现状、危害、分类和原因，并探讨了一些常用的诊断方法，仅供参考。
关键词：发电机；转子绕组；匝间短路；故障诊断引言转子绕组匝间短路是发电机的一种常见电气故障。
轻微的匝间短路故障机组仍可继续运行，一旦故障恶化，会导致转子一点甚至两点接地等恶性故障的发生，使得被迫停机检修，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，发电机转子绕组匝间短路故障的早期检测预报十分必要。
一、发电机转子绕组匝间短路故障的研究现状与危害（一）发电机转子绕组匝间短路故障的研究现状关于发电机转子绕组匝间短路故障的研究，目前主要分为两个方向，即离线和在线，而且提出了很多解决的方法，其中在线监测的方式越来越被学者看重，故目前发电机转子绕组匝间短路故障研究的方向开始偏重在线监测。
（二）发电机转子绕组匝间短路的故障危害若发电机的短路故障无法准确灵敏的检测出来，会给发电机带来巨大的损坏，主要危害可分为两点：第一，由于短路时会在一点产生大量的热，烧坏绝缘层而导致线路接地，若过热点在线棒，还会变形甚至融化。
若这个时候没有处理，故障会进一步恶化，比如由于过热导致护环破坏或者发生主轴承磁化等严重后果，更严重的会将转子损坏；第二，当出现短路问题时，会使绕组温度升高，机组无用功功率输出降低，同时励磁电流产生变大的情况。
若是一个磁极匝间发生短路时，会导致电力系统输出质量降低，烧损轴瓦、轴径，而短路故障会使旋转磁场平衡遭到毁坏，导致发电机磁场平衡，发电机组产生剧烈的震动，导致其他保护部件的损伤。
关于发电机转子匝间短路故障的判断及分析Abstract：This paper mainly describes the judgment andanalysis method of the turn-to-turn short circuit fault of the rotor winding during the operation of the large turbogenerator，and quickly determines the position of the turn-to-turn short circuit fault through the analysis and detection of the turn-to-turn short circuit fault of the generator rotor. The purpose of this paper is to provide a reasonable basis for the formulation of the follow-up treatment scheme.Keywords：rotor winding; turn-to-turn short circuit; fault 近年来，随着用电量的增加发电机组数量、容量也跟随着增加，从200MW的中小型发电机，到1000MW的大型发电机，都有各种不同的故障出现，有的故障还是非常特殊的故障现象。
此种情况可能跟近年来机组的负荷迅猛增长有关系，也跟国内前几年新建发电机组数量的爆发性增长有关系，还有就是与发电机生产厂家的制造工艺有关。
这些故障分布在发电机定子、转子、以及发电机外围附属设备等各个方面。
不论是在定子线棒、绕组端部，还是在定子铁芯，或是在转子绕组方面，一旦出现故障将会1/ 7造成经济上重大的损失。
在这里对转子绕组匝间短路故障分析、处理方面的技术和经验跟大家进行交流。
试论同步发电机转子绕组匝间短路故障特征分析王磊发表时间：2017-12-01T10:09:48.137Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：王磊[导读] 摘要：本文重点对转子绕组匝间出现短路时的定子与转子绕组故障特征进行了分析，我们结合8kW发电机故障模拟工作平台的案例分析，提出了应通过认识同步发电机的转子绕组匝间短路的时候，其往往能够得出适用于一般电机结构的发电故障特征研究规律。
（杭州中燃城市燃气发展有限公司 311200）摘要：本文重点对转子绕组匝间出现短路时的定子与转子绕组故障特征进行了分析，我们结合8kW发电机故障模拟工作平台的案例分析，提出了应通过认识同步发电机的转子绕组匝间短路的时候，其往往能够得出适用于一般电机结构的发电故障特征研究规律。
关键词：同步发电机；转子绕组；匝间短路故障；特征分析0 引言在同步发电机之中，因绕组匝间短路所导致的电气故障屡见不鲜。
在一般情况下，轻微的转子匝间短路将不会对发电机造成直接影响，而在目前的匝间短路问题中，往往是因为转子绕组短路所导致的，为此需要针对于短路问题的存在来进行保护与处理。
如果不加强对这些问题的关注，将会导致因电流温度过高所导致的机械功率耗费，也就会间接诱发故障的产生，使得转子铁芯能够引起转子的轴承磁化，这些问题还会让整个机组的安全运行面临巨大的安全威胁。
在本文中，笔者将通过对同步发电机的转子绕组短路问题进行具体的故障特征分析，来更好地认识短路故障。
1 转子绕组匝间出现短路时的定子与转子绕组故障特征分析同步发电机处于正常状态的时候，励磁绕组所产生的磁动变化将会带来同步旋转，而定子产生的电流磁势会保持同一转速与方向而在空气间隙中不断旋转。
定子绕组的感应电流会在转子绕组匝间处于短路状态的时候，于间隙产生谐波磁动势。
当处于第m次谐波磁动势的时候，线圈短矩系数的分布不为零。
而转子绕组上所产生的感应谐波会出现磁动势，它的频率为rnm60的倍频。
发电机转子绕组匝间短路成因查找及处理方法万兵【摘要】本文对转子匝间短路的常见成因进行了简要介绍,并根据多年的工作经验,论证直流电阻法查找短路点的优点.【期刊名称】《石河子科技》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】2页(P47-48)【关键词】转子;匝间短路;直流压降;绝缘处理【作者】万兵【作者单位】新疆天富热电股份有限公司红山觜电厂,石河子市,832000【正文语种】中文【中图分类】TK261 概述旋转磁极式同步发电机的转子有两种结构形式分别为：隐极式和凸极式。
水轮发电机由于转速低一般采用凸极式，水轮发电机转子是由转子支架、转子磁轭、转子磁极、励磁绕组、阻尼环、风扇等部件组成的，其作用是为三相同步发电机提供一个平衡旋转磁场。
由于转子始终处在一个旋转运行的过程中，如转子在制造过程中存有缺陷，在运行过程中离心力、电、电磁、热、震动的作用影响下，均可造成转子线圈匝间绝缘损坏，从而产生匝间短路现象的发生。
一旦发生匝间短路现象，会使转子励磁电流增大，绕组温度升高，致使发电机无功输出降低，如果某单个磁极匝间短路严重时，由于匝间短路致使旋转磁场平衡遭到破坏，将会引起发电机组震动剧烈，发电机输出电能质量下降，烧伤轴径、轴瓦。
所以转子绕组匝间短路严重危害着发电机的安全运行。
2 转子匝间短路的成因首先匝间短路的形式有两种：稳定性的匝间短路和不稳定性的匝间短路。
转子匝间短路在水轮发电机运行中是一种较为常见的故障，造成这类故障的原因由有单一性原因，也有综合性原因，以下为常见原因：（1）转子绕组在结构设计上不合理，一些绕组与铁芯之间只用云母或绝缘板在两侧和端部衬垫，而绕组内侧四角铜线裸露，虽然内侧线圈表层有云母或环氧进行了绝缘处理，但在机械强度上非常薄弱极易是绝缘受到损伤，如果当有异物吊入或绝缘衬板松动，在转子转动的惯性作用下与绕组碰撞摩擦损坏内侧绝缘加之油污灰尘附着在上面，就会引起匝间短路，这种匝间短路现象发生时，往往会伴随着转自一点接地的故障同时出现。
基于小波神经网络算法的同步发电机转子绕组匝间短路故障诊
断
周煜晨;吕飞;周奇;姚殷培;李媛媛;张博
【期刊名称】《光源与照明》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为了准确诊断转子绕组匝间短路的故障程度,文章提出了一种基于小波神经网络算法的诊断方法。
首先,对收集到的发电厂实验数据进行预处理,并将其划分为训练样本集和测试样本集;其次,基于小波神经网络算法建立同步发电机转子绕组匝间短路的故障诊断模型,并提取对应的故障特征;最后,根据实测的样本数据对所提出方法进行验证。
相关研究表明,文章所提方法可以诊断转子绕组匝间短路的故障程度,并且相比传统的BP神经网络在诊断精度上有显著提升。
【总页数】3页(P107-109)
【作者】周煜晨;吕飞;周奇;姚殷培;李媛媛;张博
【作者单位】国能长源汉川发电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM3
【相关文献】
1.基于人工神经网络的发电机转子绕组匝间短路故障诊断
2.基于模糊神经网络的发电机转子绕组匝间短路故障诊断
3.基于GA-BP的船舶同步发电机定转子绕组匝间
短路故障诊断研究4.基于端口频域特性的水轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断5.基于ITD-ELM的发电机转子绕组轻微匝间短路故障诊断
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发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法
陈权涛;杨向宇
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2008(041)003
【摘要】对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的机理进行了研究,重点分析了故障的电磁特性,提出了在转子发生匝间短路故障时,励磁电流增加而无功输出却相对减小的特征.根据故障特征,利用故障前后励磁电流的相对变化率,建立了在线识别转子匝间短路故障的判据,并采用现场匝间短路故障记录数据加以验证.
【总页数】4页(P65-68)
【作者】陈权涛;杨向宇
【作者单位】华南理工大学,电力学院,广州,510640;华南理工大学,电力学院,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TM33
【相关文献】
1.发电机转子绕组匝间短路故障检测方法的研究 [J], 张志猛;张建忠;李永刚;阎春雨
2.一种新的无刷发电机转子绕组匝间短路故障的检测方法 [J], 张超;夏立;王林
3.基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法 [J], 陈权涛;杨向宇
4.汽轮发电机转子绕组匝间短路在线检测方法的研究 [J], 刘庆河;蔡维铮;徐殿国
5.发电机转子绕组匝间短路故障的常见形式及其检测方法 [J], 闫寒;梁毅
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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。
水轮发电机转子绕组匝间短路故障的新型在线诊断方法
武玉才;马倩倩;蔡波冲;唐劲飞
【期刊名称】《电机与控制学报》
【年(卷),期】2018(022)011
【摘要】针对转子绕组匝间短路故障可引起水轮发电机机组较为强烈的振动,导致计划外停机的问题,以二滩水电站一台550 MW水轮发电机为例,根据磁动势平衡原理,推导匝间短路前后发电机主磁场的变化规律,提出在水轮发电机定子铁心上安装U型检测线圈,用以检测转子绕组匝间短路故障.根据发电机主磁场的运动规律,推导穿过U型检测线圈的磁通表达式,进一步得到检测线圈的感应电动势.二维电磁场仿真证明U型检测线圈的感应电压可以反映水轮发电机的转子绕组匝间短路程度,并能定位故障磁极位置,新型检测方法实现了对水轮发电机转子绕组匝间短路故障的在线诊断.
【总页数】7页(P19-25)
【作者】武玉才;马倩倩;蔡波冲;唐劲飞
【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;国网国际发展有限公司发展策划部,北京100031
【正文语种】中文
【中图分类】TM315
【相关文献】
1.汽轮发电机转子绕组匝间短路故障程度诊断方法 [J], 李永刚;马明晗;武玉才;董晨晨;李正文;刘淼
2.发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法 [J], 陈权涛;杨向宇
3.发电机转子绕组匝间短路故障的在线检测 [J], 陈权涛;杨向宇
4.水轮发电机转子绕组匝间短路故障分析 [J], 梁晓东
5.风力发电机转子绕组匝间短路故障相诊断方法 [J], 王馥华;姚凯;陆轶
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