测量发电机转子绕组短路故障的方法通用范本
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大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断摘要:随着我国电力工业的发展进步,当下汽轮发电机功率越来越大,基本在600MW或者以上,这类大型汽轮发电机转速快,并且电压等级非常高,所以转子非常容易出现问题,除了接地、开路,就属匝间短路故障次数最多。
虽然转子绕组匝间短路属于轻微故障,并且在初期阶段,不会对发电机的运行造成较大的影响,但如果不及时处理,发展成严重的匝间短路,就会限制发电机无功功率,甚至会造成转子烧毁事故。
本文针对大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断进行分析,提出有效的诊断方法作为有利参考。
关键词:汽轮发电机;匝间短路;故障诊断引言:引发转子绕组匝间短路故障的原因有很多种,最常见的可能就是检修期间,遗留下异物刺破绝缘,从而导致这个问题出现,其次还有转子绕组自身质量问题,以及绝缘材料品质较差,都会引发匝间短路。
该故障早期没有明显的特征,所以很容易忽视这个问题,虽然早期不会有太大的问题,但随着匝间短路的逐步恶化,就会引发一系列的后果,为了避免危及发电机的运行,必须及时进行故障诊断,并做出有效的治理措施。
一、转子绕组匝间短路故障原因1.转子制造工艺结构我国的大型汽轮发电机组,多是通过引进国外的技术,自己研发制造出来的,在技术上还没有做到完全吸收,所以制造的产品本身就存在一定缺陷。
其次制造工艺、水平、材料等方面,与国外有着很大差距,设备的稳定性会较为薄弱,在运行过程中,因为高电压、大电流等因素,导致运行环境相对较差,所以对设备的性能要求非常苛刻。
我国在该方面技术还不成熟,所以制造出的设备,出现问题的机率较大,尤其是转子匝间短路故障,出现次非常多,由国内某电厂生产的两台600MW汽轮发电机,先后出现过该故障,最终只能进行返厂修理,最终带来了很大的经济损失。
2.转子运行维护方面由于大型汽轮发电机,长期频繁的调峰运行,所以造成转子运行工况频繁变动,尤其是温度上的变化,会让转子材料承受较大的交变热应力,这对转子本身也是一个较大的考验。
RSO试验在大型可发电电动机转子绕组匝间短路测试上的应用摘要:由于发电机设计及制造上的不足发生的问题较多,转子绕组匝间故障概率高。
目前对转子匝间短路的诊断多采用传统方法,如测量转子直流电阻、交流阻抗、测量转子气隙波等。
某抽水蓄能电站采用RSO试验技术及时发现并处理了4号发电机1号转子绕组早期的匝间短路故障,避免转子绕组烧损事故的发生。
关键词:转子绕组;匝间短路;RSO 试验一、前言由于大型发电机负荷大、转速高、制造难度大,转子绕组容易出现接地、断路和匝间短路等故障。
如果匝间短路故障不能被及时发现,发电机长期运行后容易造成短路点绝缘烧损接地、线棒过热变形,甚至造成转子烧损事故。
提前准确诊断转子绕组匝间短路故障具有重要意义。
为了及时发现转子绕组的匝间短路故障,目前主要的诊断方法有直流电阻法、匝间压降法、交流阻抗法、气隙波形法、重复脉冲法(repetitive surge oscilloscope,RS0)等。
其中,重复脉冲法的试验操作简单、现场测量容易、检测灵敏,既可定位又可定量比较匝间绝缘的状况,具有很高的实际操作价值。
二、 RSO 试验原理所谓RSO(Repetitive Surge Oscillograph)法就是重复脉冲试验法,最早是由英国专家提出的。
该方法基于行波(行波技术)传输原理,应用神经网络特征及高频波在相同介质中传输对称性来实现测量。
当信号发生器发出的低压脉冲信号(行波)沿绕组传播到阻抗突变点时,会导致反射波和透射波的出现,由此会在检测点测得与正常回路无阻抗突变时不同的响应特性曲线。
发电机转子RSO试验原理就是在转子绕组的两端同时注入一个连续的前沿陡峭的低电压脉冲。
当脉冲在转子绕组传播时,一旦遇到绕组的特性阻抗上有不连续的地方,就会产生一个反射脉冲,反射脉冲会重新回到注入点,通过分析注入点的波形来分析绕组故障。
若比较信号(相减)是一条直线或者能重叠,说明两端的波形完全相同,绕组无问题;如果比较信号不是一条直线或不能完全重叠,就说明在绕组的特性阻抗响应特性曲线不连续,绕组有问题。
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。
两极式发电机转子匝间短路故障检测实用方法张宪宝【摘要】发电机的转子绕组是发电机的重要构成部件,转子匝间短路故障严重时会引起机组的振动增大,造成发电机转子烧损甚至系统停机.在机组检修期,对转子进行检测线圈法检查,从理论上分析了转子匝间短路时磁场信号的故障特征,进行仿真验证;在机组运行期,对发电机转子动态匝间短路进行在线检测与诊断,提高了转子绕组匝间短路故障检测的灵敏度,及时发现发电机匝间短路隐患.【期刊名称】《山西电力》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P12-16)【关键词】转子绕组;匝间短路;检测线圈法;在线检测【作者】张宪宝【作者单位】广东粤电新会发电有限公司,广东江门 529149【正文语种】中文【中图分类】TM3110 引言近年来,广东省不同电厂的大中型发电机相继发生匝间短路故障,给电厂和电网的安全稳定运行带来了巨大的隐患[1]。
当转子绕组发生匝间短路时,转子电流增大,绕组温度升高。
同时,发电机的无功功率也受到限制。
在严重的情况下,发电机的振动会增大,造成发电机转子烧毁,甚至系统停机 [2]。
为及时发现此类缺陷并排除隐患,对发电机转子匝间短路进行检测与诊断尤为重要。
经过实际应用测试,该检测方法与处理手段消除了原系统存在转子匝间短路故障检测灵敏度不高等问题,使电厂设备管理的安全性、可靠性得到明显增强。
1 转子匝间短路故障原因1.1 制造原因a)转子端部扣环下的绕组固定不牢,垫片松动,绝缘垫偏移。
在初始设计中没有考虑铜铁温差效应导致发电机转子绕组相对位移 [3]。
b)绕包铜线加工成形后,导角不足,去毛刺不完全;端角整形不好,局部起皱或不均匀;匝间绝缘垫移位或塞孔(直接冷却绕组通气孔) [4];绕组导线的焊接接头和相邻两组线圈之间的连接线形状不良;由于粗制工艺和转子护环中加工金属屑的残余而造成的技术损坏。
1.2 运行原因a)运行中的高速旋转转子,转子匝间绕组受到热应力和机械离心力等组合力的作用 [5],使其位移变形,匝间错位。
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。
绕线转子电动机转子绕组常见故障查找方法绕线转子的常见故障有并头套间短路、并头套与导线脱焊或脱落、引出线断裂或与轴及铁芯短路、导条层间绝缘损伤短路或对铁芯短路等。
下面介绍各种故障的查找方法。
(1)并头套间短路由于运行时机械力和电磁力的共同作用,使导线在薄弱的地方变形,或由于进入了导电的粉末(例如电刷粉末)而在两相邻并头套间形成导电层,都可造成并头套间的短路。
若两相邻并头套靠近引出线端分属两相,则在电动机刚刚通电起动时,将因有较高的电位差而发生短路放电现象,从而将两者烧损。
这一现象在拆出转子后是很简单看到。
在不拆机的状况下,可用下述方法进行检查和初步确定。
①测直流电阻法用电桥或数字微欧表在转子引出线处测量转子绕组的3个线电阻。
a.若3个电阻值基本相等(三相不平度小于3%),则说明正常。
b.若3个电阻值相差在10%以内,并且是两个较小且基本相等,第3个正常(正常值从厂家供应的资料中查找),则说明有一相中的并头套间短路,即相当于匝间短路。
c.若有一个值比另两个小得多,则可能是两相相邻的并头套间短路。
②试灯法用一个白炽灯和转子引出线相接,与转子绕组呈串联关系,由220V沟通电供电。
分别和转子绕组三个引出端中的两个相接(即K与M、K与L、L与K),共进行3次。
观看每一次灯泡的亮度。
a.亮度相同,三相正常。
b.有两次较亮,说明有这两次中都接的那一相有短路现象。
c.其中一次比另两次亮许多,说明是两相邻相的并头套短路。
③测量转子开路电压法给定子加一个较低的沟通电压。
转子输出线开路,在集电环上测量每两相之间的开路电压。
a.若三相基本相等,则无故障。
b.若有一相较大,另两相较小,则是一相中有并头套短路故障。
c.若有一相电压很小,则说明并头套相间短路。
(2)并头套脱焊或脱落因并头套焊接处理不当而未能焊实时,在电动机加载工作时则有可能因电阻大而过热,当达到焊锡的熔点时,就可将锡熔化并甩脱。
此时,电动机转子将有一相断路,形成缺相运行。
汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理浅析汽轮发电机是发电厂中常见的一种发电设备,其转子是发电机的重要部件之一。
在发电机运行过程中,由于各种原因可能导致转子的匝间短路问题,这将影响发电机的正常运行,甚至可能造成设备损坏。
对汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理非常重要。
一、转子匝间短路问题的原因1. 绝缘老化汽轮发电机转子的绝缘材料随着使用时间的增长会发生老化,绝缘老化会导致绝缘材料的绝缘性能下降,从而引发匝间短路问题。
2. 绕组磁通由于汽轮发电机转子处于磁场中,绕组中可能会产生感应电动势,如果转子绕组的匝间绝缘出现故障,就会产生匝间短路问题。
3. 加工质量汽轮发电机转子的加工质量直接影响其使用性能,如果在加工过程中出现质量问题,就有可能导致匝间短路问题。
1. 绝缘电阻测量绝缘电阻是反映绝缘性能的重要指标,通过对转子绝缘电阻的测量可以初步判断绝缘是否存在故障。
通常情况下,绝缘电阻应该在一个合理的范围内,如果绝缘电阻明显偏低,则可能存在匝间短路问题。
2. 匝间短路测试利用专业的匝间短路测试仪器,对转子的各个匝间进行测试,查看是否存在匝间短路问题。
这种方法可以较为准确地确定匝间短路的具体位置和情况。
3. 绝缘油分析对转子绝缘油进行化验分析,可以了解绝缘油中是否存在异常的金属粉末等物质,从而判断是否存在匝间短路问题。
1. 绝缘修复对于一些轻微的匝间短路问题,可以采取绝缘修复的方法,通过对绝缘材料进行修复或更换,来解决匝间短路问题。
3. 绕组更换如果匝间短路问题比较严重,已经无法通过简单的绝缘修复来解决,就需要考虑更换整个绕组,进行彻底的绝缘处理。
四、结语在汽轮发电机的运行中,转子匝间短路问题是一个常见但又十分严重的问题。
对于汽轮发电机转子匝间短路问题的检测和处理需要引起重视。
只有及时发现问题、采取有效的处理方法,才能保证发电机的正常运行,延长设备的使用寿命,确保电力系统的安全稳定运行。
希望通过本文的介绍,能够对相关人员有所帮助,提高对汽轮发电机转子匝间短路问题的认识和处理能力。
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% 。
检测发电机转子绕组匝间短路缺陷的RSO试验刘辉;李冠胜;李广龙;姜波【摘要】应用RSO验证680 MW发电机转子绕组存在绕组匝间短路缺陷,通过分析RSO试验图形和静态交流阻抗试验数据,发现发电机绕组存在匝间短路的缺陷.分析匝间短路原因,并提出预防发电机绕组匝间短路的相关措施.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2016(043)008【总页数】4页(P64-67)【关键词】RSO试验;匝间短路;发电机转子;转子试验【作者】刘辉;李冠胜;李广龙;姜波【作者单位】华能山东威海发电有限责任公司,山东威海245200;华能山东威海发电有限责任公司,山东威海245200;山东里彦发电有限公司,山东济宁 273517;国网山东省电力公司电力科学研究院,济南 250003【正文语种】中文【中图分类】TM311发电机转子绕组匝间短路现象是发电机常见故障之一,当发电机转子绕组发生匝间短路时,一旦危害扩大严重将使转子电流增大、绕组温度升高、限制发电机的无功功率,引起机组的振动值增加,甚至被迫停机[1]。
2015年4月12日,山东省某电厂在检修中发现1台680 MW发电机转子绕组有匝间短路现象,经确认故障点位于端部绕组匝间绝缘接缝处,经确认该型号发电机转子绕组端部的匝间绝缘在制造工艺上存在隐患,而威海电厂三期两台680 MW发电机转子绕组采用其相同工艺,故决定在停机时采用RSO试验方法对发电机转子绕组进行试验,验证其是否存在转子绕组匝间短路现象。
RSO试验(the Recurrent Surge Oscillograph)即重复脉冲波形试验,是国家能源局建议采用的转子匝间绝缘检测方法,相较传统的检测方法具有操作简单,灵敏度高,可在较早期发现绕组匝间短路等特点[2]。
RSO试验的原理是波过程理论(行波技术),当信号发生器发出的低压脉冲信号(行波)沿绕组传播到阻抗突变点时,会导致反射波和透射波的出现,由此会在检测点测得与正常回路无阻抗突变时不同的响应特性曲线[3]。
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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(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。
同一转子的各磁极结构相同,每个磁极绕组上的电压分布基本上一致,如果发现某个磁极绕组上的电压显著减小,就可判断该磁极绕组有匝间短路。
h.为了寻找与转速有关的不稳定性转子匝间短路,可在转子不同的转速下进行测量。
测量时将转子滑环炭刷提起,用两根带绝缘棒的铜刷,将固定的交流试验电压加在滑环上,分别测量和比较不同转速下的交流阻抗和功率损耗。
此项试验,一般在发电机大修停机和开机时进行。
④分析判断:
a.预防试验规程和交接试验标准对转子阻抗和功率损耗值未作规定,只是明确指出隐极式转子绕组的阻抗和功率损耗在相同的试验条件下,与历年的数值比较不应有明显变化。
当
有明显变化时,应配合其他方法综合判断有无匝间短路;显极式转子各磁极绕组的阻抗和功率损耗,相互间不应有显著差别。
b.实践证明、在相同的试验条件下,测得数值与历年平均值比较,阻抗值下降在5%以下认为正常,下降在5%以上可认为转子绕组存在匝间短路,有匝问短路时,功率损耗增加的比例要比阻抗下降的比例更大些。
c.如果在某一转速下阻抗减小很多或者在额定转速下的阻抗比静态时减小10%以上,表明转子绕组存在与转速有关的不稳定性匝间短路。
d.在进行这一试验时,考虑到匝间绝缘的安全,所加试验电压的最大值不要超过额定励磁电压,即铁芯处于不饱和状态,此时,不仅铁芯的磁滞损失和涡流损失随试验电压的升高而增大,而且,电抗也由于铁芯不饱和而随电压的升高而增大,所以,当转子绕组绝缘完好或有稳定性短路时,其交流阻抗和功率损耗是随着试验电压的升高而连续增大,且这种增大不会突变。
如果在升压过程中,阻抗及功率损耗发生跳跃的变化,则表明绕组中的匝间绝缘薄弱处被击穿,因此,试验时绘制Z=f(U)、P =F(U)曲线,有利于发现问题(绕组匝间不稳定性短路)和分析判断。
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