發(fā)電機轉子線圈匝間短路.doc

四季度學習體會發(fā)電機轉子線圈匝間短路故障分析及識別方法自今年年初以來，1#汽輪發(fā)電機組的振動一直較大且不穩(wěn)定，經(jīng)過汽機專業(yè)的檢查分析，沒有找到原因；從電氣角度來看，發(fā)電機轉子線圈匝間短路有可能會引起機組振動增加，經(jīng)過電氣檢修班試驗組的檢查并對轉子直流電阻進行測量，將數(shù)據(jù)與原大修試驗數(shù)據(jù)及出廠數(shù)據(jù)比較后，沒有明顯的變化，鑒于試驗設施的原因，無法作進一步的檢查，但機組振動異常至今已有半年多，電氣運行沒有發(fā)現(xiàn)1#發(fā)電機勵磁電流、無功和風溫的任何異常現(xiàn)象，這表明發(fā)電機轉子線圈匝間短路的可能性并不大，但在沒有對發(fā)電機進行徹底檢查之前，還不能完全排除由于電氣原因引起的機組振動。從機組安全運行的角度而言，有必要對發(fā)電機轉子線圈匝間短路故障的機理進行簡單的分析，同時可以提供識別發(fā)電機轉子線圈是否發(fā)生匝間短路的一些基本方法，以供電氣運行和檢修參考。汽輪發(fā)電機是一種高速隱極式同步電機，轉子受到強大的離心力的作用，大容量汽輪發(fā)電機的轉子轉速可達170180m / s。轉子表面是承受機械應力和發(fā)熱的最關鍵的部件，因此汽輪發(fā)電機轉子線圈匝間容易發(fā)生短路故障。由于轉子線圈匝間短路故障初期對機組的正常運行影響不大或故障特征不明顯，因此許多匝間短路故障常常被忽略了，但長期匝間短路故障運行情況下，會導致轉子線圈一點甚至兩點接地，也會對其壽命產生影響，導致惡性事故的發(fā)生。轉子線圈匝間短路故障的主要原因是：轉子線匝絕緣的移動、轉子端部的熱變形、線圈部墊塊的松動或護環(huán)絕緣襯墊的老化，小的導電粒子或碎渣進入轉子線圈端部及通風溝。匝間短路能造成轉子熱平衡的破壞，轉子漏磁場發(fā)生變化，定子繞組并聯(lián)支路的環(huán)流及主軸、軸承座的磁化（軸電壓的升高），其影響程度主要取決于短路的程度及部位。當轉子線圈發(fā)生匝間短路時，不同的接觸電阻將使熱損耗I 2 R發(fā)生變化，接觸電阻越小，短路損耗越大；當繞組有一半電流被旁路時，短路損耗將達線圈總損耗的四分之一。短路會導致繞組的總損耗減小，轉子的平均溫度降低，而故障點的短路損耗增加，導致局部溫度升高，熱膨脹在一個很小范圍內發(fā)生，因而轉子發(fā)生不同程度的彎曲，振動增加。隨著勵磁電流的增加，振動也隨著增加。匝間短路運行時，略去開槽造成磁勢的少許不連續(xù)，轉子磁勢的空間分布近似于一階梯形波，轉子的磁勢效應會導致磁場局部損失，具有去磁效應，使短路磁極的磁勢削弱，波形發(fā)生畸變。由階梯形波變成馬鞍形波，因此轉子匝間短路雖然引起轉子電流增大，但無功卻相對減小或不變，這一明顯特征可作為識別轉子線圈匝間短路故障的主要依據(jù)。從轉子線圈匝間短路故障的分析機理中可得出發(fā)電機在匝間短路運行時的以下幾個征兆：1、機組振動增大；2、勵磁電流增大，振動幅值增大；3、發(fā)電機出口風溫提高，振動幅值增大；4、在勵磁電壓不變的條件下，勵磁電流增大；5、勵磁電流增大，而無功卻變小或不變。根據(jù)以上這些特征，可以比較準確地識別轉子線圈是否發(fā)生匝間短路