发电机转子绕组匝间短路故障的诊断分析
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。
发电机转子绕组匝间短路的故障分析
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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汽轮发电机转子匝间短路问题是发电机运行过程中常见的故障之一。
转子匝间短路会导致发电机运行不稳定，甚至损坏发电机设备，因此及时检测和处理转子匝间短路问题非常重要。
本文将对汽轮发电机转子匝间短路问题进行浅析，探讨其检测和处理方法。
一、转子匝间短路问题产生的原因汽轮发电机转子匝间短路问题主要是由于以下几个原因导致的：1. 绝缘老化：发电机运行时间长了，绝缘材料会逐渐老化，导致绝缘性能下降，从而引发匝间短路问题。
3. 维护保养不当：发电机的日常维护保养工作不到位，导致发电机内部积灰、积水，加速了绝缘老化，从而引发匝间短路问题。
以上原因都可能导致发电机转子匝间短路问题的产生，因此在日常运行和维护工作中，需要加强对发电机的监测和维护，及时发现并解决潜在的问题。
为了及时检测发电机转子匝间短路问题，可以采用以下几种方法进行检测：1. 绝缘电阻测试：通过测试发电机转子绕组的绝缘电阻来判断绝缘状况。
当绝缘电阻值低于一定数值时，即可判断存在匝间短路问题。
2. 高压测试：利用高压测试仪对发电机绕组进行高压测试，通过观察绝缘是否击穿来判断绝缘状况。
3. 激磁测试：在发电机开机运行时，对发电机进行激磁测试，观察发电机转子匝间是否存在异常放电现象，以判断是否存在匝间短路问题。
以上方法都是常用的发电机转子匝间短路问题的检测方法，可以根据实际情况选择合适的方法进行测试，及时发现问题并进行处理。
一旦发现发电机存在转子匝间短路问题，需要及时进行处理，以避免进一步损坏设备。
处理方法主要包括以下几个方面：1. 绝缘处理：对发电机的绕组进行绝缘处理，修复匝间短路问题。
可以采用涂覆绝缘漆、更换绝缘材料等方法进行绝缘处理。
2. 清洁维护：加强发电机的日常清洁维护工作，避免灰尘、水分等对绝缘材料的影响，减缓绝缘老化速度。
3. 温湿度控制：加强对发电机运行环境的温湿度控制，避免高温、高湿度环境加速绝缘老化。
通过以上处理方法，可以有效解决发电机转子匝间短路问题，保证发电机的正常运行和设备的长期稳定性。
浅谈发电机转子绕组匝间短路故障诊断
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。
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。
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汽轮发电机转子匝间短路问题是发电机运行过程中比较常见的故障之一，如果不及时检测和处理，可能会导致发电机失效甚至事故发生。
因此，在发电机的运行维护中，对于转子匝间短路问题，需要及时进行检测和处理。
本文就针对这个问题，对其进行浅析。
一、转子匝间短路的成因转子匝间短路是指发电机转子上的同一段导体之间出现短路现象，它可能源于铜导条表面氧化、锈蚀、损坏、接触不良等问题，也可能是因为杂质进入导槽或者槽间绝缘不良导致。
除此之外，转子匝间短路的成因还可能与以下因素有关：1. 转子转速过高或运行时间过长，导致铜的疲劳损伤及热应力引起。
2. 转子因机械失衡或振动过度，导致铜板受到剪切力，从而引起匝间短路。
3. 发电机运行时，负荷变化、电压过高或过低等因素，也都可能造成转子匝间短路故障。
对于转子匝间短路问题的检测，首先需要采取非接触式检测手段，利用变压器缺陷诊断仪或高频信号发生器等工具，进行感应磁场测量，以检测是否有异物进入转子内部，导致匝间短路和绝缘损坏等情况。
具体实施时，可先将发电机转速提高到一定数值，然后使用非接触式检测仪器在转子表面扫描，检测转子上是否有异物或匝间短路等存在。
若存在匝间短路，利用高速相依波分析仪、一次流波分析仪等工具进一步加以确认，以便进行有效处理。
如果已经检测到转子匝间短路的存在，那么需要及时进行处理，以免扩大故障。
具体处理措施如下：1. 对于铜导条表面氧化、锈蚀、损坏的问题，应及时进行清洗、修复或更换。
2. 对于杂质进入导槽或槽间绝缘不良的问题，应及时清理和维修。
3. 对于转子因机械失衡或振动过度造成的匝间短路问题，应加强机械维护和动平衡控制。
总之，要想有效地解决转子匝间短路问题，需要采取综合措施，包括增强维护意识、加强设备检测和维修工作、加强机械维护等方面。
只有这样，才能保证发电机的正常运行和使用寿命。
关于发电机转子匝间短路故障的判断及分析
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。
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。
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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
以QFW-24-2A 型号的24MW发电机为例，该发电机最大电压值为10.5KV ，
电流值为1650A，而其额定容量为30MVA。
因此在设置探测线圈时，需要在发电
机汽侧大约距离铁心实际端部约700mm的位置处，将两个专用气隙探测线圈呈
对称状且保持120°角装置起来。
在该设备上装有两个小型的探测线圈，其中一个
主要应用于对径向磁通的实际测量，而另一个主要是对轴向磁通的实际测量。
需
要注意的是，在安装探测线圈时，应将其安置到距离实际转子表面大约14mm位
置处的气隙当中。
依据当前气隙磁场的实际计算以及检测现场的相关实测表明，
当探测线圈安置的位置距实际转子表面的最终距离越小，那么所测量到的实际感
应电压就会越高。
图1 RSO录波图
（2）检测波形的具体分析以及判定标准
依照当前国内相关机械行业标准来说，对匝间故障进行判定的方法就是选用
探测线圈中的实际电压进行正确计算。
其中一个广泛应用的判定原则就是：当发
电机组两级相对应点的实际电压波形幅值其具体比对值S/N，如果在0.95—1.05
范围内，那么就认为其运转正常，没有出现短路情况。
二、对转子匝间短路故障诊断方法的评价
为了对匝间短路故障的诊断技术的特性进行比较和评价,有必要对转子绕组匝
间短路故障状态模式进行进一步的定义，匝间故障发生分为三个故障状况,即萌芽期、发展期和故障期。
萌芽期:转子绕组匝间出现初始异常征兆,但传统的检测方法并不能发现这种异常。
机组运行也未受到影响(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) 。
匝间的故障可以表现为局部过热、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。
发展期:匝间短路已经可以通过一些传统的方法鉴别。
这种状态下机组运行已
经出现异常,匝间短路基本或已经具备稳定特征。
发电机运行状况下出现振动增大、机组励磁和无功功率受到影响等,但运行工况限制尚未突破,在限制负荷和有效监
督等保护措施下来控制机组的运行状态,可维持机组在短期内(几个月至一年) 为发
电机的经济效益和大修的统筹安排而带病运行。
此现象与我车间24MW1#机组运
行现象基本吻合，震动增大，但可稳定运行，已具备了匝间短路的初步特征，处
于发展期。
图2 转子绕组匝间短路检测方法应用范围评价
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、无功功率严重降低(励磁电流超过额定要求) 、转子温度高等异常运行工况已经危机发
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。
针对着三种故障状态模式,综合目前现场应用的检测技术,其主要的现场应用方法对应的使用范围评价结果见图2 所示。
三、总结：
(1)发电机转子匝间短路故障的状态模式可分为三种形态,即萌芽期、发展期和
故障期。
RSO 试验(冲击脉冲法) 能够较准确地分析三个阶段的故障。
气隙波形法
借助于计算机数据分析技术对萌芽期故障有一定的检测能力。
对5 %及以上的匝
间短路,这两种方法都有足够的灵敏度和准确性。
(2)文章结合24MW发电机组故障，主要对发电机转子绕组运行中如何对匝间
短路故障进行诊断和判定进行了简单的分析和探究，并据此提出了几种诊断和判
定方法，为日后的匝间短路故障诊断和处理提供了一些服务。
参考文献：
[1] 周春阳.发电机转子绕组匝间绝缘监测装置的研究与设计[D].华北电力大学，2012 .
[2] 李永刚,石薇.基于多回路理论的发电机励磁绕组匝间短路故障时励磁电流
谐波分析[J].山东电力高等专科学校学报,2011(04).。