发电机匝间短路
1000MW机组发电机转子绕组匝间短路故障分析
第 ４ 卷 １ ０００ ＭＷ机 崖电机 孑傍 匝 矩路故障分衍
［摘 邹炯斌 ，赵 锋 ，宁颖辉 １．华能海门电厂，广东汕头 ５１５１３２ ２．西安热工研究院有限公司，陕西西安７１００３２ ３．华能上海电力检修公司，上海２００９４２ 要］ 某台１ ０００ Ｍｗ机组发电机转子交流阻抗和功率损耗偏差较大。通过对比运行中发电 机的励磁电流、负序电流及振动值等相关量的变化，以及转子交流阻抗和功率损耗试验 的历史值，采用两极电压平衡法和转子电压分布法进行综合分析，确认该发电机转子存 有匝间短路故障，故障点为极２中的１号线圈和极１中８号线圈。 ［关 键 词］ １ ０００ Ｍｗ机组；发电机；转子；匝间短路；交流阻抗；线圈 ［中图分类号］ＴＭ３１ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００２—３３６４（２０１２）０６—００７４—０３ ［－ＤＯＩ编号］１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—３３６４．２０１２．０６．０７４ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ０Ｆ ＩＮＴＥＲ—ＴＵＲＮ ＳＨｏＲＴ—ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＡＵＬＴ ｏＣＣＵＲＲＥＤ ＩＮ ＧＥＮＥＲＡＴｏＲ’Ｓ ＲＯＴｏＲ ＷＩＮＤＩＮＧ ＺＯＵ Ｊ ｉｏｎｇｂｉｎ ，Ｚ Ｈ ＡＯ Ｆｅｎｇ ，ＮＩＮＧ Ｙｉｎｇｈｕｉ。 ｌ＿Ｈｕａｎｅｎｇ Ｈａｉｍｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ，Ｓｈａｎｔｏｕ ５ １ ５ １ ３２，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ ２．Ｘｉ’ａｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ ７ｌ００３２。Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ ３．Ｈｕａｎｅｎｇ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｐａｉｒ Ｃｏｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００９４２，ＰＲＣ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｒｅｐａｉｒｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ’Ｓ ｒｏｔｏｒ ｆｏｒ １ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔ ｉｎ ｏｎｅ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ，ａ ｌａｒｇｅｒ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｉｎ ａ．ｃ．ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ １ＯＳＳ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ，ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｂｅｉｎｇ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ ｖａｌｕｅｓ ｉｎ ａ．ｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏ— ｔｏｒ，ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｗｏ—ｐｏｌｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌａｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｅｔｈ— ｏｄ，ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ，ｔｈｅ ｉｎｔｅｒ—ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏ— ｔｏｒ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｂｅｉｎｇ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｐｏｉｎｔｓ ｂｅｉｎｇ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｃｏｉｌ ｎｏ ｌ ｏｆ ｐｏｌｅ ｎｏ２ ａｎｄ ｉｎ ｃｏｉｌ ｎｏ８ ｏｆ ｐｏｌｅ ｎｏ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：１ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔ；ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｒｏｔｏｒ；ｉｎｔｅｒ—ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔ；ａ．ｃ．ｉｍｐｅｄａｎｃｅ；ｃｏｉｌ 收稿日期：２０１ｌ一１２—１５ 作者简介： 邹炯斌（１９７５一），男，毕业于四川大学电气工程及其自动化专业，助理工程师，长期从事大型发电厂电气设备维护和检修工作。 Ｅ—ｍａｉｌ： ｚｈａｏｆｅｎｇ＠ｔｐｒ［．ｃｏｒｎ．ｃｎ 发电技术论坛１直流电阻测量 某台１ ０００ Ｍｗ发电机投运以来，首次解体大修 对发电机转子进行膛内膛外相关电气试验，发现转子 膛外交流阻抗和功率损耗与历史数据偏差较大。 对发动机转子绕组进行直流电阻测量，结果见表 １。直流电阻法的灵敏度很低，只能作为匝间短路判断 的方法之一。 表１转子直流电阻试验数据
水轮发电机磁极线圈匝间短路分析及处理
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水轮发电机磁极线圈匝间短路分析及处理
作者：李军衣
来源：《价值工程》2013年第35期
摘要： 1973年制造的水轮发电机在转子磁极线圈发生匝间短路故障后，采用多种试验手段并综合分析，准确判断出磁极线圈匝间短路部位。为了消除故障需拔出该磁极线圈，焊开磁极软连接头，该磁极软接头是用碳阻焊焊接的。这种焊接方法早在1976年就很少使用了，而且用碳阻焊焊接时存在拉弧的危险性，焊接质量难以控制。为了改进焊接方法，首创了磁极软接头焊接采用煤气喷头火焰焊接的工艺，缩短了焊接时间，提高了焊接质量，可为处理类似发电机磁极线圈故障提供参考。
Abstract： After the short-circuit fault of hydro poles winding inter-turn occurred in the rotor
which manufactured in 1973， a variety of testing methods were used and compositely analyzed to
accurately determine the magnetic circuit between the coils site. In order to eliminate fault， the pole
coil needs to be pulled out， the pole's soft connector needs to be unsoldered， which is welded by
carbon. This welding method was rarely used as early as 1976， and using carbon to weld excites a
risk of arc， the welding qualities were difficult to control. For improving welding method， the craft
发电机转子匝间短路故障分析及处理方法
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=
同步发电机转子绕组匝间短路故障的谐波传递分析
工艺与测试 出 。
同步发电机转子绕组匝间短路故障的谐波传递分析
孟永奇 海军装备部（０３００２７）
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈａｒｍｏｎｉｃｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔ ｂｙ Ｒｏｔｏｒ Ｗｉｎｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒ・ｔｕｒｎ Ｓｈｏｒｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｆａｕｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ＳｙｎｃｈｒＯｎＯｕｓ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｍｅｎｇ Ｙｏｎｇｑｉ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｎａｖａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
摘要：同步发电机转子绕组匝问短路时，它产生的 谐波可以传递到励磁机励磁绕组。通过仿真试验表明， 该谐波传递到励磁机定子绕组时，其幅值的衰减程度与 发电机转子绕组上感应电动势谐波频率有关，频率越高 衰减程度越高。 关键词：同步发电机转子绕组匝问短路谐波 传递 中图分类号：ＴＭ３０６文献标识码：Ａ ＤＯＩ编码：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎｌ００６－２８０７．２０１１．０６．０１８ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｇａｉｎｓｔ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇ ｉｎｔｅｒ－ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｎ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｄｏｎｅ ｉｎ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｆｒｏｍ ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｇｄｉｎｇ ｔｏ ｅｘｃｉｔｅｒ ｅｘｃｉｔａ－ ｔｉｏｎ ｗｉｎｇｄｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｔｒａｎｓｍｉｔ，ｃａｍｅ ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈａｔ ｉｔｓ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｄｅｃａｙ ｖａｒ－ ｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｏｎ ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｇｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｅｙ ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｄｅｃａｙ ｄｅｇｒｅｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒ－ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ Ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｔｒａｎｓｍｉｔ
600MW发电机转子匝间短路故障原因分析
第２７卷第２期 ２０１０年６月 王键等：６００ ＭＷ发电机转子匝间短路故障原因分析 ５ 其间，沉积为油垢。在定子膛内高温热风的作用 下，使绝缘材料局部过热碳化失去功效，线匝之间 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，会在一定范 围内蠕动滑移。但匝间绝缘因过热碳化破坏了滑 移层，线圈蠕动滑移无疑加剧了绝缘材料的磨损， 匝间绝缘不断劣化，达到一定程度，转子线圈发生 匝间短路。 （５）发电机转子绕组０．３８ ｍｍ厚的匝间绝缘 在设计上裕度过小。这种低耗高效的设计，是建立 在机组运行不发生任何病症的前提下。正常情况 下此类定、转子绕组绝缘水平是完全可以满足机 组安全运行的，但一旦出现诸如发电机漏油污染 等异常状况时，转子绕组０．３８ ｍｍ厚的匝间绝缘 层很容易被破坏、击穿。 ３转子修前、修后数据分析 ３．１转子修前、修后交流阻抗及趋势 转子修前交流阻抗值很小，匝间短路点较多， 故障比较严重；转子修后的交流阻抗值明显变大， 已恢复出厂值。转子修前、修后交流阻抗数据见表 １，交流阻抗趋势变化图见图５。 钮 图５转子修前、修后交流阻抗趋势变化 ３．２转子修前、修后Ｉ 。试验 （１）转子修前ＲＳＯ图像显示两个脉冲波形信 号迹线不同步，有明显不重合处，绕组匝间短路明 显，见图６。
表１转子修前、修后交流阻抗数据 图６修前ＲＳＯ图像
（２）转子修后ＲＳＯ图像显示两个脉冲波形信 号迹线已完全重合，说明转子修复较好，绕组匝间 短路缺陷消除，见图７。 ３．３转子修前、修后励磁电流与５号瓦轴振关系试验 （１）在发电机保持一固定有功的情况下，观测
励磁电流的单独变化对轴振的影响和趋势，结合 ６ Ｊ薯ｉ电 第２７卷第２期 ２０１０年６月 不同励磁电流下振动的变化，判断转子匝间有无 严重的短路情况存在。 ．， 冉 ， ， —， ｆ Ｉ● 『ｒｉａ ＾Ｊ 图７修后ＲＳＯ图像 （２）转子修前曲线（图８）显示５号瓦轴振趋势 与励磁电流变化趋势一致，说明转子确实存在严 重的匝间短路故障，造成转子热膨胀偏差，转子轴 系局部发生变化，引起５号瓦轴振加大。 一 ’ｈ／ 一 一ｌｒ 功 ：一． 芝 ０ ｊ 励磁电ｉ ＼、． ＼无功功率 ｌ ｆ 图８转子修前励磁电流与５号瓦轴振趋势图 （３）转子修后曲线（图９）显示５号瓦轴振趋势 变化十分平缓，比较稳定，不随励磁电流的变化而 变化。 ～ ： 门 ／ 、＾ ｆ ＩＬ 号瓦轴振ｊ 威 磁电 ｒ … ７－＿ ■ ｈ 功功率 一Ｊ ～｝ 毛功功率 图９转子修后励磁电流与５号瓦轴振趋势图 ３．４微分线圈匝间短路试验 修后微分线圈匝间短路试验（图１０）显示，两 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。 ＩＩ Ｉ ｔ１．Ｚ ４ Ｉ ｈｕ ＪＩ ｍ ｌｌ狲 Ｉ ｌ ｌ Ⅲ ” ＩＩ ０ ‘Ｉ Ｉ Ｉ岍 硼 ＇蕾 ｌ１ ● Ｉｌ１ Ｉ ｝＝＝＝ 雄柏 ｔ ・ ｊ ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ： ｉ ｉ ‘ Ｉ ＇ｎ∞ ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ ＩＩ Ｉ Ｉｌ Ｉ 。舯 至 至 ｌ ｌ ： ； 嚣 ｌ 委 ｌ ｌ 是Ｉ ４结语 图１Ｏ微分线圈匝问短路试验曲线 该发电机转子已圆满修复，各项试验数据和 运行参数都符合标准和规程规定。为确保发电机 组长周期安全、稳定运行，应大力加强发电机及其 附属系统设备的运行、维护管理工作；加强对励磁 电流、轴电压和发电机振动的监视；结合发电机的 大、小修，进行交流阻抗、ＲＳＯ和转子通风试验，检 查转子的通风孔有无异物进入，并彻底清理发电 机定、转子的脏污，以有效地预防发电机转子发生 匝间短路故障。 （收稿日期：２０１０－－０４—１４） 作者简介： 王健（１９６９一），男，高级技师，长期从事电气设备技术管理 工作，安徽淮南平圩发电有限责任公司生产技术部电气专 业主管。 苏猛业（１９６８一），男，高级工程师，长期从事电力设备技术管理 工作，安徽淮南平圩发电有限责任公司生产技术部副主任。 一＋一＋一＋一＋一＋一＋一十－＋一十－＋一＋－＋一＋
600MW发电机转子动态匝间短路分析处理
２０１１年第３期 浙江电力 ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ４３
６００ ＭＷ发电机转子动态匝问短路分析处理
钱和平 ，李中玉 ，董建洋
（１．浙能兰溪发电有限公司，浙江兰溪３２１１００；２．浙江省电力试验研究院，杭州３１００１４）
摘要：介绍了某发电厂３号发电机由于转子动态匝间短路所引起的机组轴振现象与故障判断经验， 阐述了传统试验项目对分析确认动态匝间短路的局限性，指出发电机气隙磁场波形分析是判断发电机 转子动态匝间短路的有效手段。 关键词：发电机；动态匝间短路；气隙磁场 中图分类号：ＴＭ３１１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７—１８８１（２０１１）０３—００４３—０３
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｉｎｔｅｒｔｕｒｎ Ｓｈｏｒｔ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｆｏｒ ６００ ＭＷ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｒｏｔｏｒ ＱＩＡＮＨｅ－ｐｉｎｇ ，ＬＩＺｈｏｎｇ－ｙｕ ，ＤＯＮＧ Ｊｉａｎ—ｙａｎｇ （１．Ｚｈｅｎｅｎｇ Ｌａｎｘｉ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｌａｎｘｉ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３２１ １００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １００１４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｈａｆｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ Ｎｏ．３ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｎ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｉｎｔｅｒｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｅｓｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈａｔ ａｉｒ－－ｇａｐ ｆｉｅｌｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ ａｎａｌｙ－－ ｓｉｓ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｉｔｓ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｄｙｎａｍｉｃ ｉｎｔｅｒｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ；ａｉｒ—ｇａｐ ｆｉｅｌｄ
超临界600MW机组发电机转子匝间短路引发振动的处理
超临界６００ ＭＷ机
笈电机钴孑匝向矩路引簋德矽的处理
张翠华 粤电靖海发电有限公司，广东靖海５１５２２３
粤电靖海发电有限公司１号６００ ＭＷ机组的一次 中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机型 号为Ｎ６００—２４．２／５６６／５６６，发电机型号为ＱＦＳＮ一 ６００—２—２２Ａ，冷却方式为水一氢一氢。汽轮发电机组轴 系共布置９块轴瓦，１号、２号轴瓦为可倾瓦，分别布置 在前轴承箱和中间轴承箱，３号～９号轴瓦为椭圆瓦， 分布情况如图１所示。１号机组于２００７年２月１８日 投入商业运行，在机组满负荷运行时，７号轴瓦ｙ方向 轴振由６８ ｂｃｍ逐渐上升至１３７／－￣ｍ，４月１３日机组满 负荷６００ Ｍｗ运行时，７号轴瓦ｙ方向轴振突然爬升 到１６０ ｍ（报警值为１２５ ｍ，跳机值为２５０ ｍ），此时 ８号轴瓦ｙ方向轴振最大达到１２０ ｍ，７号、８号瓦振 也分别上升到８２ ｍ、９１ ｍ。
＼／ 低陡缸 ＼／
入 低窿缸 ——ｌ —— 人
Ｉ 试验分析 图１机组轴瓦分布
７号轴瓦ｙ方向轴振（７Ｙ）趋势如表１所示。
表Ｉ １号机组首次冲转后７ｙ振动情况
发电机７Ｙ、８Ｙ轴振的幅度变化与励磁电流、无功 功率的变化有直接关系，而与有功功率的变化无关。 通过改变无功功率测振试验获得发电机无功功率升高 时振动趋势及频谱图（图２）。 宕 ｉ 罂 蜷
ｇ ｉ 罂 蜷 时间 （ａ）７ｙ随无功增加相位及振动值变化
时间 （ｂ）８Ｙ随无功增加相位及振动值变化
行 行 业 信 ｇ ｉ 警
图 ０ ５０ ０ ９９ ９ １ ５０ ２００ ２５０ ３Ｏ０ ３５０ ４００ ４５０ 额率 ｛ｚ （ｃ）６００ ＭＷ负荷时７Ｙ振动频谱
０ ５０ ０ ９９ ９ １ ５０ ２００ ２５０ ３００ ３５０ ４００ ４５０ 频率／ｌ－ｌｚ （ｄ）６００ Ｍｗ负荷时８Ｙ振动频谱 ２发电机无功功率升高时的振动趋势及频谱
２振动原因及处理
测量发电机定子机壳前端地脚振动发现，当７号 瓦盖垂直振动９０ ｐ－ｍ时，机壳前端地脚左右振动分别 为１１ ｆ｜ｍ和１６ ｔｚｍ，邻近的基础振动分别为７ ｔ２ｍ和 １２ ｐ．ｍ，表明发电机定子地脚承载良好。 通过变氢温、氢压和变密封油压试验证实，振动与 氢温、氢压密封油压无关。另外，机组在升、降负荷过 程中油温及轴承乌金温度并没有异常现象，轴承、油挡 等部件相对位置也未发生较大变动，各处油挡及其它 部件无碰摩。 由图２可见，发电机转子存在热态不平衡分量。 这主要是由２个因素引起的，一是发电机转子存在局 部匝间短路，随励磁电流的增大局部发热量增大，产生 转子质量动态偏移后增强振动烈度；二是转子通风不 良，通风孔风道不畅，造成局部热弯，产生动态质量分 布不均引起高负荷时振动大。 对发电机转子进行空载动态交流阻抗试验，发现 与投产前的阻抗值有较大差别（表２）。 表２ １号机组发电机转子交流阻抗试验值
发电机转子绕组匝间短路故障检测
运行与保护 ＥＭＣＡ 迫币乙与粒芾Ｊ应用２０１１，３８（６）
发电机转子绕组匝间短路故障检测
蒋云飞， 杨宣访， 张超
（海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉４３００３３）
摘要：介绍了发电机转子绕组匝问短路故障检测方法的研究现状，重点论述了探测线圈法、定子环流 判别法、励磁电流判别法、重复脉冲检测法的原理和效果，分析总结了现行各种方法的优缺点和适用范围，同 时概括了小波分析在故障检测中的应用。在此基础上，指出了发电机转子绕组匝间短路故障检测中尚未解决 的根本问题以及一些新的发展方向。 关键词：发电机；故障检测；转子绕组；匝间短路 中图分类号：ＴＭ ３０７ ．３文献标志码：Ａ文章编号：１６７３－６５４０（２０１１）０６－００４０－０６
Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｂｏｕｔ Ｉｎｔｅｒ－Ｔｕｒｎ Ｓｈｏｒｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ
Ｆａｕｌｔ ｉｎ Ｒｏｔｏｒ Ｗｉｎｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
ＪＩＡＮＧ Ｙｕｎ乒 ， ＹＡＮＧ Ｘｕａｎ－ｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈａｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔｕｄｙ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｂｏｕｔ ｉｎｔｅｒ—ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｎ ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｗａｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｏｒｉｅｓ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｃｏｉｌ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｔａｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｓｕｒｇｅ ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓ— ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｃｏｐｅｓ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｖｅｌｅｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｏｏ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ，ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｈａｔ ｒｅｍａｉｎ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｎｅｗ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｆａｕｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇ；ｉｎｔｅｒ－ｔｕｒｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ
600MW发电机转子匝间短路及接地故障分析
第３３卷第９期
２０１１年９月 华电技术
Ｈｕａｄｉａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３３ ＮＯ．９
Ｓｅｐ．２０１１
６００ ＭＷ发电机转子匝间短路及接地故障分析
刘财碧
（四川广安发电有限责任公司，四川广安６３８０００）
摘要：利用发电机内电势Ｅ和转子励磁电流， 之间的函数关系，分析并总结了发电机转子匝间短路和转子接地故障 的判据，通过对四川广安发电有限责任公司６００ＭＷ机组发电机转子匝间短路和转子接地故障前、后数据分析和转子抽 出后实际检查情况，印证了该判据的正确性。提出了转子接地的运行防范措施，以提高运行人员故障分析能力。
关键词：发电机；转子；匝间短路；接地故障；分析；防范措施 中图分类号：ＴＭ ３１１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７４—１９５１（２０１１）０９—００６１—０４
０ 引言
目前，国内６００ ＭＷ机组已是电网主力机组，它
的稳定运行对电网安全意义重大。对于发电机转子
匝间故障而言，其相应成熟的故障分析数学模型较
少，故障分析判断方法介绍也较少。国产６００ ＭＷ
发电机组转子因设计等原因，其转子横向及纵向垫
块在机组启、停等状态会受到不同交变应力的冲击，
可能会出现松脱现象并摩擦绝缘瓦，引起绝缘瓦损
坏，进而引起绕组匝问经护环形成短路，烧伤护环并
形成转子接地，造成发电机组重大设备损坏。若能
及时发现异常并分析、判断故障的原因和性质，及时
停机处理，可以避免事故扩大，确保设备安全。
１ ６００ ＭＷ发电机转子接地保护原理
１．１ ６００ Ｍｗ发电机转子接地保护基本原理
叠加直流式转子一点接地保护的原理：在发电
机转子绕组的一极（正极或负极）与大轴之问加１
个直流电压，通过计算直流电压输出电流来测量转
子绕组或励磁回路的对地绝缘，其基本原理如图１
所示。
在正常运行时，电子开关ｓ不断地打开、闭合，
当Ｓ打开时测量电流， ，当ｓ闭合时测量电流，Ｒ。
根据， 及， 的值来计算转子绕组对地电阻。在正
发电机故障类型及不正常运行状态
1 发电机故障类型及不正常运行状态
1．故障类型
(1)定子绕组相间短路：危害最大；
(2)定子绕组一相的匝间短路：可能进展为单相接地短路和相间短路；
(3)定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部溶化；
(4)转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严峻；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的剧烈震惊或将转子绕组烧损；
(5)转子励磁回路励磁电流急剧下降或消逝：从系统汲取无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。
2．不正常运行状态
(1)由于外部短路引起的定子绕组过电流：温度上升，绝缘老化；
(2)由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度上升，绝缘老化；
(3)由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故。此外，引起发电机的100hz的振动；
(4)由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能消失过电压，造成发电机绕组绝缘击穿；
(5)由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷； 2 (6)由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率：当机炉爱护动作或调速掌握回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时，发电机将从系统汲取有功功率，即逆功率。