测量发电机转子绕组短路故障的方法(新编版)

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汽轮发电机转子匝间短路的分析

汽轮发电机转子匝间短路的分析摘要：本文主要论述汽轮发电机转子绕组匝间短路问题，分析匝间短路的产生的原因及表现形式，介绍几种检测匝间短路的方法以及查找匝间短路的方式，最后从工艺角度提出预防匝间短路的方法。

关键词：汽轮发电机转子绕组匝间短路1、引言转子绕组匝间短路是汽轮发电机常见的故障。

转子绕组匝间短路，会造成发电机转子磁极间的电磁负荷不平衡、热不平衡，从而使轴系振动加剧，严重时可造成机组的损坏，经济损失很大。

2、匝间短路产生的原因及表现形式2.1造成匝间短路的原因造成匝间短路的原因有很多，其中设计、制造工艺的缺陷及运行使检修不及时都有关系，以下列出常见的几个原因。

(1)制造工艺不良，如铜线打磨不净，有毛刺、线圈整形不规矩、成型平弯直角时，内圆弧厚，外圆弧薄，烘压时容易将内圆弧绝缘压伤，外圆弧压不紧、端部不整齐;(2)发电机运行时间较长，转子绕组发生热变形，匝间绝缘或垫条易破裂或错位而造成匝间短路;(3)局部过热将匝间绝缘烤焦、炭化剥落而造成匝间短路；(4)出厂时或大修中清理不净，槽内或端部留有金属异物，如铜焊渣、银碎粒、铝粉等造成匝间短路；(5)设计时绝缘厚度考虑不够。

2.2匝间短路的表现形式匝间短路的表现形式是各不相同的，有的短路随转子的转速而变化；有的短路则随转子的温升而变化。

就是说，转子线圈在静止状态或者低速下可能无短路，但随着转速的升高，则出现了短路；在温升较低情况下无短路，而在温升较高时则出现了短路等等。

这就是所谓的不稳定短路或称动态短路。

与此相应，与转速和温升都无关的短路就称为稳定短路或静态短路。

显然，稳定短路比较容易检测，而不稳定短路的检测就比较困难了。

3、转子匝间短路的几种测定方法3.1比较直流电阻法在发电机预试验过程中，必须对转子绕组的直流电阻进行精确测量(冷状态)。

与设计值比较，其变化不应超过2%，否则需要对转子绕组进行检查。

当绕组中存在匝间短路时，直流电阻的数值将变小。

通常，大型汽轮发电机转子绕组的线匝数都在200匝以上，如只有一二匝短路，即使测量十分精确，直流电阻降低也不超过1%。

检测发电机转子匝间短路故障的方法

1
km
( x0) f ′
根据上面的分析可得到如下结论 :
) 上可导的结论 1 设 y = f ( x ) 是区间 ( 0 , + ∞ 因子周期函数 , 最小顺向因子周期为 k , 则有 1 x ( x ) = mf ′ ( m) f ′ k k ) 上的因子结论 2 设 y = f ( x ) 是区间 ( 0 , + ∞ 周期函数 , 最小顺向因子周期为 k , 那么 y = f ( x ) 可导当且仅 y = f ( x ) 当在基本区间 [ 1 , k ] 上可导 , 且 ( 1 + 0) = kf ′ ( k - 0) 。 f ′
在已知电压、电流、无功功率等条件下 ,可计算发电机正常状态 (良好状态) 下的励磁电流 If ,此励磁电流就是无故障时的励磁电流。采用达拉特电厂动模实验室 MJ F - 30 - 6 实验发电机进行转子绕组匝间短路试验 ,试验过程如下 : 在发电机正常并网运行状态下 ,基本维持有功功率不变 ( P = 10kW) , 改变励磁绕组匝间短路程度 ( 短路程度从 0 开始依次增加至 20 %) ,测量各个电气量 , 恒定状态下定子电流、无功功率等几组电气参量 ,使用 MJ F - 30 - 6 模拟步发电机参数数据及发电机在线记录数据如表 1 。
Wang Bingyan ( Electric Engineering Department ,Baotou Vocational & Technical College ,Baotou Inner Mongolia 014030) Abstract :By analyzing the models with rotor interturn fault in the saturation condition , the paper finds out the relationship between the exciting current and generator reactive power loss and the relationship between the fault serious level and the exciting current , then puts forward an effective method by the relative ratio of the ex2 citing current before and after fault in the rotor side to identify the interturn short circuit fault . Key words :criterion of rotor interturn fault ;fault diagnoses 0 引言

汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理

汽轮发电机转子匝间短路问题检测处理摘要：汽轮发电机转子的匝间短路严重影响发电机的安全稳定运行，运行中造成励磁电流增大，输出无功功率减少。

转子振动加剧、转轴轴电压增高等不良影响。

如果对转子匝间短路故障不能及时发现，则会产生很大的危害，短路点处的过热会导致绝缘损坏造成接地、线棒过热会引起局部变形或烧熔，故障的进一步发展会造成大轴整体磁化，护环烧损，或烧伤轴颈和轴瓦等，甚至会造成转子烧损事故。

所以。

必须及时找出故障点，予以消除，这而解决这一问题，必须进行发电机转子匝间绕组短路故障的分析，并采用正确的处理方法。

关键词：发电机转子绕组匝间短路故障诊断故障分析一、发电机转子匝间短路的原因及分类（一）发电机转子匝间短路的原因1.厂家制造工艺不良。

如：端部垫块固定不牢，脱落端部绕组匝间短路；在转子绕组制造中，工作人员在下线、整形等工艺过程中，损坏了匝间绝缘；或绝缘材料中遗存有金属硬物（如铜线有硬块，毛刺），刺穿了匝间绝缘导致匝间短路。

2.转子在运行中在热、电、机械等综合应力作用下，其绕组就会产生位移﹑变形或端部绝缘垫块松动脱落，致使匝间绝缘磨损﹑断裂﹑脱落，或由于内部脏污等原因，造成转子一点或多点匝间短路。

运行中检修残留异物堵塞通风孔引起高温造成匝间绝缘损坏引起匝间短路。

运行年限长久，转子绝缘老化，也会造成匝间短路。

（二）发电机转子匝间短路的分类转子匝间短路的分类：转子绕组的匝间短路，按其短路的稳定性，可分为不稳定和稳定两种。

所谓不稳定的匝间短路，则与转子的温度和转速等有关，也即在低转速、高转速、低温或高温时才发生的短路，或者在温度和转速同时作用下，才能出现的短路。

而稳定的匝间短路是指此短路与转子的温度和转速等均无关的短路。

二、转子匝间短路的主要检测处理方法1.比较直流电阻法依据电力行业标准《电力设备预防性试验规程》中所规定，在交接和每次大、小修时，都要对转子绕组的直流电阻进行测量，测量标准是：测量值与初次（交接或大修）所测结果比较其差别一般不超过2%。

发电机转子匝间短路判断及预防措施

发电机转子匝间短路判断及预防措施摘要：发电机转子发生匝间短路，严重时将影响发电机的安全运行，本文以一台300MW汽轮发电机匝间短路故障为例，综合应用转子交流阻抗、重复脉冲法分析和判断转子绕组存在动态匝间短路故障。

关键词：发电机转子匝间短路0 引言近年来，我国电力工业持续快速发展，高参数、大容量发电机机组投产越来越多。

在大型发电机高速旋转状态下，转子绕组将承受较大的离心力和热应力。

由于转子结构复杂、匝间绝缘薄弱，再加上设计、工艺和制造过程中的问题，以及运行中电磁、机械、热力等的综合作用，使得转子绕组发生移动、摩擦、绝缘下降，从而造成匝间短路。

1 发电机转子匝间短路的危害在发电机转子匝间短路初期，故障表现不明显，对发电机的正常运行影响较小，故一般较容易忽视发电机转子匝间短路问题。

当匝间短路严重时将使转子电流显著增大，绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，有时还会引起机组机组振动加剧，甚至烧坏发电机。

因此发生上述现象时，必须通过试验判断是否发生匝间短路并予以消除，使发电机恢复正常运行。

2 故障经过某电厂发电机额定功率300MW，空载励磁电流824A。

事件发生前，该机组冲转正常，发电机以90%额定机端电压正常启励，起励后机端电压18.1kV，励磁电流815A，较前两次启动时励磁电流增加约100A左右。

同时，发电机#5瓦X方向轴振由22.8μm上升至87μm，#6瓦由34.3μm上升至87μm。

发现异常后，操作员立即断开灭磁开关，#5、#6瓦振动逐步降至起励前正常值。

为验证振动与励磁电流关系，再次以20%初始电压启励，过程中发现发电机振动随着励磁电流的增加而变大，励磁电流在相同机端电压下也较以前大，并且最大值超过额定励磁电流，初步怀疑转子存在匝间短路故障。

3 进一步检查情况事故发生后，对发电机转子在3000转/分情况下进行了交流阻抗测试。

与历年数据趋势图如下：图一 3000转速下交流阻抗历年变化趋势图从图一可见，发电机在3000转/分的转速下转子交流阻抗变化明显，且呈下降趋势。

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。

转子绕组匝间短路原因及测量方法

浅析发电机转子绕组交流阻抗的测量
对发电机转子绕组交流阻抗的测量，是判断转子绕组是否存在匝问短路的最有效的方法。

现行国标中规定，在发电机出厂、交接与大修时，都应测量转子绕组交流阻抗，I=L要求相互之间应无明显差别。

但是，由于转子绕组的交流阻抗受诸多因素影响，如果对测量条件、方法及结果不加以认真分析和判断。

很容易得出错误的数据和结论。

本文结合高坝洲电站转子绕组交流阻抗测量的结果讨论提高测量可靠性和判断是否存在匝间短路的方法。

转子绕组匝间短路原因及测量方法
一般情况下，造成转子匝间短路的主要原因有以下几种：1、制造工艺不良，在绕组绕制过程中损伤了匝间绝缘，或匝间绝缘有缺陷；2、安装时施工工艺不当，如在磁极焊接时金属铁屑等硬粒附着在绕组层间，破坏了层间绝缘造成匝间短路；3、运行时，在长期的机械、电、热应力的作用下．绕组产生变形、磨损、脱落等造成匝间短路。

判断转子绕组匝间短路的方法有测量绕组直流电阻、录制发电机空载及短路特性曲线、测量绕组交流阻抗等方法。

前两种方法灵敏度比较低。

效果不明显，测量交流阻抗则是一种比较灵敏的方法。

当绕组中存在匝间短路时，在交流电压作用下流经短路线圈中的短路电流要比正常电流大许多。

该短路电流有强烈的去磁作用，即使在短路匝数很少时效果也十分明显。

因此，通过对转子绕组中每个磁极交流阻抗值的相互比较，或与以前测量值相比较，即可以判断绕组是否存在匝间短路。

发电机转子绕组匝间短路故障检测

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Ａｂｔａｔｈｒｓｎｔｄｉａｉｎｏｕｔｉｇｏｉｔｏｓａｏｔｎｅ —ｕｎｓｏｔｉｕｔｎｒｔｒｗｉｄｎｓｏｓｒｃ：Ｔｅｐｅｅｔｕｙｓｔｔｆａｌｄａｎｓｓｍｅｈｄｂｕｔｒｔｒｈｒｃｒｉｉｏｏｎｉｇｆｓｕｏｆｉｃｇｎｒｔｒｗｓｓｓｅｔａｌｎｒｄｃｄｅｅａｏａｙｔｍａｉｌｙｉｔｏｕｅ．Ｔｅｒｅｎｆｃｓｏｅｄｔｃｉｇｃｉｍｅｈｄ，ｃｒｕａｉｇｓｔｒｃｒｅｔｃｈｏｉｓａｄｅｆｔｆｔｅｅｔｏｌｔｏｅｈｎｉｌｔｔｏｕｒｎｃｎａｍｅｈｄ，ｅｃｔｔｎｃｒｅｔｍｅｈｄａｄｒｐｔｉｅｓｒｅｏｃｌｓｏｅｍｅｈｄｗｅｅｄｓｕｓｄｈｄａｔｇｓａｄｄｓｔｏｘｉｉｕｒｎｔｏｎｅｅｉｖｕｇｓｉｏｃｐｔｏｒｉｃｓｅ．Ｔｅａｖｎａｅｎｉ— ａｏｔｌ

大型发电机转子绕组匝间短路检测方法分析与探讨

大型发电机转子绕组匝间短路检测方法分析与探讨摘要：本文介绍了大型发电机转子绕组匝间短路故障的原因及分类，重点探讨转子匝间短路故障的常见检测方法，并根据某电厂历史上发生的转子接地事故介绍转子匝间短路检测方法的实际应用。

关键词：转子绕组；匝间短路；检测方法前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，特别是新建超临界燃煤发电机组和核电机组，基本上都是100MW及以上，其汽轮发电机往往转速高，电压等级高，电流负荷大。

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，严重影响各机组安全运行。

1、转子绕组匝间短路故障研究的意义1.1转子绕组匝间短路的危害发电机组可以在转子绕组一点接地的情况下短时间运行。

但如果出现第二点接地则会在绕组、大轴之间形成环流，影响磁场对称性，从而引起机组强烈振动和转子轴磁化。

若故障得不到有效控制，短路点局部过热会导致绕组绝缘烧毁接地，线棒过热会导致变形或烧熔，甚至会造成转子烧毁事故。

对机组的安全、稳定和经济运行构成巨大威胁。

1.2匝间短路产生的原因在下线、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。

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。

异物进入，异物的危害体现在以下三个方面：金属性异物会造成线棒绝缘磨损，造成转子接地；油类脏污加速绝缘材料的化学性老化；异物堵塞风道引起局部过热，从而引发绝缘失效。

1.3 匝间短路的分类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，以及在高转速、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出现短路。

稳定与不稳定的匝间短路往往是相互牵连的，稳定的非金属短路常常＼是不稳定的金属短路征兆，而不稳定的短路最后都会发生成稳定的短路。

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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）
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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。

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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