发电机转子绕组故障来源
转子绕组匝间短路产生的原因和危害
转子绕组匝间短路产生的原因和危害
(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。
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。
600MW发电机转子匝间短路故障原因分析
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极绕组的电压波形十分对称 ， 电压峰值呈阶梯状 递减 ； 说明转子修后匝间绝缘 良好 ， 匝间短路故障 消除。
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已恢复出厂值。转子修前 、 修后交流阻抗数据见表
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图 ５ 转 子修 前 、 后 交 流 阻抗 趋 势 变化 修
匝间绝缘不断劣化 ， 达到一定程度 ， 转子线 圈发生 匝 间短路 。
（ ）发 电机转 子 绕组 ０３ ｍ 厚 的 匝间 绝 缘 ５ ．８ｍ
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第２ ７卷 第 ２期
２１年６ ００ 月
王键 等 ：０ ６０ＭＷ 发 电机转 子 匝间短路 故 障原 因分析
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其 间 ，沉 积为 油垢 。在 定子 膛 内高 温 热风 的 作用 下 ， 绝缘 材料 局 部过 热 碳化 失 去功 效 ， 匝之 间 使 线 短路 放 电 ， 持续 破坏 绝缘 ， 最终 导致 绝缘 击穿 。 （） ４ 匝间绝 缘磨 损加剧 绝缘 劣化 。发 电机 运行 时， 转子 绕组 在 高速 旋 转 中受 热膨 胀 ， 在一 定 范 会 围 内蠕 动滑 移 。但 匝 间绝 缘 因过 热碳 化 破坏 了滑 移层 ， 圈蠕 动 滑移 无 疑加 剧 了绝 缘 材料 的磨损 ， 线
发电机转子匝间短路的原因与分类
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。
发电机转子开路原因
发电机转子开路原因发电机转子开路是指发电机转子电路中存在断路现象。
发电机转子开路的原因有多种，下面将分析几种常见的原因。
可能是由于转子绕组中的导线断裂导致的。
转子绕组是由许多绕组线圈组成的，这些线圈通过连接器连接在一起。
如果连接器松动或者连接线圈的导线断裂，就会导致转子电路中出现开路。
这可能是由于长期使用导致的电磁力和热膨胀的作用，导致连接器松动或导线断裂。
此外，如果线圈绝缘层损坏或老化，也可能导致导线断裂，进而引起转子开路。
转子铁心中的铁芯结构断裂也可能导致转子开路。
转子铁芯承受着较大的力和压力，长时间的运转可能导致铁芯的疲劳断裂。
当铁芯结构断裂时，会导致转子绕组中的导线断开，从而造成转子开路。
此外，转子铁芯中的绝缘层老化和损坏也可能导致铁芯结构断裂，进而引起转子开路。
转子轴承损坏也可能导致转子开路。
转子轴承是支撑转子的重要部件，它承受着转子的重量和旋转力矩。
长时间的运转和不良的使用条件可能导致轴承磨损和损坏。
当轴承损坏时，转子会出现不正常的振动和偏移，从而导致转子绕组中的导线断开，造成转子开路。
转子绕组中的绝缘层老化和损坏也可能导致转子开路。
绝缘层是保护转子绕组的重要层，它起到绝缘和防止漏电的作用。
长时间的运转和不良的使用条件可能导致绝缘层老化和损坏。
当绝缘层损坏时，电流可能从绕组中的一个导线流向另一个导线，从而导致转子电路中出现短路或开路。
发电机转子开路的原因有多种，包括转子绕组中的导线断裂、转子铁芯结构断裂、转子轴承损坏和转子绕组中的绝缘层老化和损坏等。
这些原因都可能导致转子电路中出现开路现象，影响发电机的正常运行。
因此，在使用和维护发电机时，需要注意转子电路的状态，及时检查和修复转子开路问题，以确保发电机的正常工作。
水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施李卓
水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施李卓发布时间：2021-10-29T08:13:26.332Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：李卓[导读] 在电力系统中发电机具有重要作用，所以，确保发电机的稳定可靠运行具有重要价值。
从发电机的角度看来，其安全性与定子、转子的绝缘性能具有明显的联系。
所以，本文就对水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施进行深入探讨。
浙江仙居抽水蓄能有限公司浙江杭州 310000摘要：在电力系统中发电机具有重要作用，所以，确保发电机的稳定可靠运行具有重要价值。
从发电机的角度看来，其安全性与定子、转子的绝缘性能具有明显的联系。
所以，本文就对水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施进行深入探讨。
关键词：水轮；发电机；转子；绝缘故障；措施正是因为在水轮发电机组的实际运行过程中，极易出现发电机转子绝缘降低故障，给整个发电机组的安全稳定运行造成巨大的影响，所以基于此种情况本文结合个人实践工作经验，对导致水轮发电机转子绝缘降低的原因及其处理措施加以总结，并且结合某水电站水轮发电机组的实际运行情况，对这一现象展开深入的剖析与研究，以期通过笔者的相关阐述能够为进一步防止水轮发电机转子出现绝缘降低现象奠定良好的基础，以保证水轮发电机组的安全稳定运行。
1、水轮发电机组转子绝缘故障的危害水轮发电机组是由三个部分所组成的，包括发电机、水轮机以及调速器。
在水轮发电机转子制作中，一般应用环氧型无溶剂绝缘漆，但是，这种材料的变形温度值比较低，如果水轮发电机组的容量不断增加，则其绝缘性能会逐渐降低，无法满足发电机组绝缘性能要求。
现如今，不饱和聚酯绝缘漆被广泛应用于发电机组转子制作中，具有较高的热变形能力，因此耐热性能良好，在发电机组运行中，不容易发生变形或者脱落问题，有利于提升发电机组绝缘性能。
在转子运行中，随着转子绝缘性能的不断降低，当期绝缘阻值降低至“0”时，如果依然保持运行状态，则在高电压影响下，就会造成发电机组绕组短路，进而出现打火或者放电的问题，甚至还会引发严重的发电机故障。
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。
发电机转子绕组一点接地故障的快速检查及处理
接地故 障的原因 ， 都是 由于在机组安装过程 中施工 单 位 在 转 子 磁 极 上 遗 留有 螺 母 或 者 金 属 焊 渣 引 起 的金属性接地故障。下面以 １ 号机组转子一点接地 故障为例 ， 对故障发生 的经过和分析检查处理过程
进行 详 细 的介绍 。
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发电机转子绕组故障来源：发电机转子绕组故障的表现形式
主要为匝间短路和接地故障。
匝间短路：国内运行的大型汽轮发电机组中大多数都发生过或存在转子线圈匝间短路故障。
由于绕组绝缘损坏造成转子绕组匝间短路后，会形成短路电流，从而形成局部过热点。
在长期运行下，局部过热点又会进一步引起绝缘损坏，导致更为严重的匝间短路，形成恶性循环的局面。
转子匝间短路同时会引起磁通的不对称和转子受力不平衡现象，而引起转子振动；定子绕组每相并联支路的环流；主轴、轴承座及端部磁化。
同时较大的短路电流可能会导致转子接地故障发生。
故障原因：发电机转子通常包括多个磁极线圈，线圈引线和阻尼绕组等，具有较大的转动惯量。
由于离心力的作用，在运行中线匝绝缘的移动，转子绕组端部的热变形，线匝端部垫块松动或护环绝缘衬垫老化，小的导电粒子或碎物进入转子线匝端部和转子通风沟导致转子绕组匝间短路发生。
通常可以根据下面这些特征较准确地识别转子线圈是否发生匝间短路故障: ①振动幅值增大；②风温提高；③在励磁电压不变的条件下, 励磁电流增大；④励磁电流增大，而无功变小或不变。
接地故障：发电机转子绕组的接地故障包括一点接地和两点接地。
接地是指励磁绕组绝缘损坏或击穿而使励磁绕组导体与转子铁芯相接触。
发电机转子一点接地是一种较为常见的不正常的运行状态。
励磁回路一点接地故障对发电机一般不会造成危害，因为发电机发生转子绕组一点接地故障时，励磁电源的泄露电阻（对地电阻）很大，限制了接地泄露电流的数值，但如果再有另外一个接地点，即发生两点接地故障时会形成部分线匝短路，这是一种非常严重的短路事故。
近几年来，国内大型发电机由转子绕组接地所引起的严重运行事故并不少见。
转子两点接地在控制屏上一般表现为励磁电流及定子电流增大，励磁电压及机端出口电压下降，功率因数上升（甚至进相），并伴有剧烈的振动等现象，这时应做事故紧急停机处理。
两点接地故障的危害有：①发电机励磁绕组发生两点接地之后，绕组部分被短接，使得绕组直流电阻变小，励磁电流增大；若短路匝数较多，会使发电机磁路中主磁通减少，使得机组向外输出的感性无功减少，引起机端出口电压下降，同时定子电流可能会急剧上升。
②由于绕组短接的磁极磁势减小，而其它磁极的磁势则未改变，转子磁通的对称性受到破坏，转子上出现了径向的电磁力，因此引起机组的振动。
振动的程度与励磁电流的大小及短接线圈的多少有关，在多极水轮机上振动尤其严重。
此外，汽轮发电机励磁回路两点接地，还可能使轴系和汽机磁化。
③当转子发生两点接地之后，两点之间构成回路，一部分励磁绕组被短接，两接地点之间将可能流过很大的短路电流，电流产生的电弧可能会烧坏励磁线圈及转子本体，甚至引发火灾。
故障原因：当发电机组运行时，转子在不停地运转，使线圈受到较大的离心力作用，经过长期的运行后，会使转子绕组产生轻微松动而使绕组的绝缘受到损伤。
同时线圈内通过励磁电流，由于热效应作用，会加速转子绕组绝缘的老化变质。
此外长时间的运转，空气中的灰尘及其它污垢会积附在绕组上面。
检修时检修人员不小心将异物自转子大盖的网孔中掉入而损伤绕组的绝缘。