【正文】 心，并采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研制而成。距轉(zhuǎn)子表面距離應(yīng)大于l/2氣隙(20mm)。(4) 供分析判斷的最佳波形，是發(fā)電機(jī)定子三相穩(wěn)定短路工況下所得到的波形。圖37 徑向氣隙線圈波形 The radial air gap coil waves隨后2機(jī)組又發(fā)生了主變短路和轉(zhuǎn)子接地故障兩次較大的故障，這兩次故障使其匝間短路嚴(yán)重惡化。若繞組沒(méi)有發(fā)生匝間短路，齒諧波微分波幅值是整齊地平滑過(guò)渡，包絡(luò)線上沒(méi)有拐點(diǎn)；若轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路，齒諧波微分波幅值是不整齊的，短路槽磁通微分波幅值短，外包絡(luò)線上出現(xiàn)拐點(diǎn)。實(shí)際中當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路故障時(shí)，短路線匝所對(duì)應(yīng)的齒槽漏磁場(chǎng)將減小，從而在探測(cè)線圈中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也將減小。圖36 徑向氣隙線圈波形 The radial air gap coil waves在圖36的波形中，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)兩極繞組的8線圈(圖中圓圈所勾畫處)，顯示出其中一個(gè)繞組存在匝間短路。(2) 短路槽波峰凹縮時(shí)，同時(shí)與其相鄰槽的波峰反而有所升高，凹縮的越深相鄰槽的波峰越高，這是判斷嚴(yán)重短路匝的一個(gè)特征。通常情況下，傳感器從發(fā)電機(jī)機(jī)殼外側(cè)中心水平線以下穿入氣隙，謹(jǐn)防在運(yùn)行中由于傳感器安裝不牢掉進(jìn)氣隙，碰觸到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子釀成事故。 在實(shí)際應(yīng)用中，為提高檢測(cè)的靈敏度，往往不能直接測(cè)量磁密波，而是采用對(duì)氣隙磁密波微分的方法，即氣隙磁密微分法。3. 2探測(cè)線圈的結(jié)構(gòu)及置放探測(cè)線圈一般裝設(shè)在發(fā)電機(jī)的氣隙中，將探測(cè)線圈裝在探測(cè)管上，并從發(fā)電機(jī)外殼打孔經(jīng)定子鐵芯通風(fēng)溝插入氣隙，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)探測(cè)線圈靠近轉(zhuǎn)子的距離。對(duì)時(shí)間的變化率成正比，即 (35)換算后可得 (36)式中，e為自然對(duì)數(shù)底。 探測(cè)線圈法的測(cè)試原理 發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組通入的直流勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁通可由下式表示： （31）式中F一磁勢(shì)。發(fā)電機(jī)氣隙主磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)，在靠近轉(zhuǎn)子表面為一個(gè)梯形波疊加齒槽紋波，該紋波分量主要是由于轉(zhuǎn)子開(kāi)槽和齒漏磁所引起的，其紋波的交情況與轉(zhuǎn)子齒槽相對(duì)應(yīng)。當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入電流時(shí)，產(chǎn)生兩種磁場(chǎng)，其一為主磁場(chǎng)，即通過(guò)氣隙和定子鐵芯交鏈的磁場(chǎng)；其次為轉(zhuǎn)子漏磁場(chǎng)，其表現(xiàn)形式主要為轉(zhuǎn)子的齒頂漏磁，這種漏磁主要分布在轉(zhuǎn)子表面附近，它不通過(guò)定子鐵芯，僅與轉(zhuǎn)子繞組本身相交鏈[5]。由于空氣的導(dǎo)磁率比鐵芯的導(dǎo)磁率小得多，所以空氣隙磁路的磁阻比鐵芯磁路的磁阻要大得多。參數(shù)Yn不但含有鐵芯深度的影響，也包含了相對(duì)導(dǎo)磁率的影響。根據(jù)Ward理論分析發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路的磁場(chǎng)，等效為在短路匝上增加一反向電流，把它在氣隙中產(chǎn)生的磁場(chǎng)加到原有均勻磁場(chǎng)中去，合成后的磁場(chǎng)即為有短路匝狀態(tài)的電機(jī)磁場(chǎng)。例如某臺(tái)國(guó)外的200WM氫冷發(fā)電機(jī)，由于油污、灰塵和氣體的影響，使其端部線圈短路。繞組銅導(dǎo)線加工成形后，其倒角與去毛刺工藝不合格，或其端部拐角整形不好和局部遺留褶皺和凸凹不平等。其結(jié)構(gòu)如下圖；1軸連器 2外風(fēng)扇 3軸 4內(nèi)風(fēng)扇坐環(huán) 5護(hù)環(huán) 6轉(zhuǎn)子本體圖21汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)物圖 Steam turbine generator rotor real figure 轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路的原因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路的原因比較復(fù)雜，包括制造和運(yùn)行兩個(gè)方面的原因。針對(duì)這一情況，查閱了大量的文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)論文，了解國(guó)內(nèi)外學(xué)者在此領(lǐng)域的研究狀況，總結(jié)了目前的研究成果以及一些方法的不足之處。根據(jù)諧波的峰值和谷值的高度變化來(lái)確定短路匝數(shù)的多少和短路點(diǎn)的位置，這就是阿爾布萊特的方法和內(nèi)容。文獻(xiàn)[5]中提到2002年大亞灣2發(fā)電機(jī)在歷年停機(jī)換修期間曾通過(guò)ROS方法對(duì)繞組匝間短路的發(fā)生、發(fā)展以及最后的接地過(guò)程進(jìn)行了分析。利用一只開(kāi)口變壓器和槽齒構(gòu)成閉合磁路，測(cè)量轉(zhuǎn)子各槽上漏磁通引起的感應(yīng)電壓。2. 交流阻抗和功率損耗法 此方法是在轉(zhuǎn)子繞組中通入交流電，測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組的阻抗及功率損耗值，與原始數(shù)據(jù)或上次試驗(yàn)的記錄進(jìn)行比較。一些故障診斷裝置在實(shí)際的應(yīng)用中存在診斷結(jié)果準(zhǔn)確性差的問(wèn)題，“漏診”和“誤診”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的內(nèi)容十分廣泛，主要包括定子繞組、轉(zhuǎn)子、鐵芯、氫油水系統(tǒng)以及機(jī)組軸系等各個(gè)方面。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障并不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行，所以常常被忽略，但是如果任其發(fā)展，轉(zhuǎn)子電流將會(huì)顯著增加，繞組溫升過(guò)高，無(wú)功輸出降低，電壓波形畸變，機(jī)組振動(dòng)加劇，并且還會(huì)引起其它的機(jī)械故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地之間會(huì)有一定的分布電容和絕緣電阻，絕緣甩阻的阻值通大于1兆歐。人們的生活和生產(chǎn)水平迅速提高，使得電能需求量日益增長(zhǎng)，進(jìn)而對(duì)電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量、可靠性及經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)的要求也不斷提高。但是，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障將會(huì)產(chǎn)生很大的電流，經(jīng)故障點(diǎn)處流過(guò)的故障電流會(huì)燒壞轉(zhuǎn)子本體。 發(fā)電機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r早期的故障診斷主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)，如：看、聽(tīng)、觸、摸等方法進(jìn)行診斷，具有一定的局限性。我國(guó)在故障診斷技術(shù)方面研究發(fā)展的很快，70年代末至80年代初，通過(guò)吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，對(duì)一些故障機(jī)理和診斷方法進(jìn)行了研究。目前對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的檢測(cè)方法主要分為靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩種[]。但是此方法要受到很多因素的影響，比如槽楔裝配工藝和阻抗、轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下的定子附加損耗、轉(zhuǎn)子本體剩磁、實(shí)驗(yàn)時(shí)施加電壓的高低和護(hù)環(huán)等，有時(shí)不能準(zhǔn)確判定較為輕微的匝間短路故障。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)磁性槽楔下的線圈發(fā)生匝間短路時(shí)，此方法反映不靈敏。 在線檢測(cè)的方法主要是探測(cè)線圈波形法。美國(guó)西屋公司是采用將探測(cè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)積分得出磁通波形，然后再用于分析和判斷；英國(guó)原GCE公司是采用電動(dòng)勢(shì)波形的諧波分析方法，認(rèn)為正常時(shí)只存在奇次諧波，若存在偶次諧波則說(shuō)明發(fā)生了匝間短路；日立公司的判斷原則是：如果兩極對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電壓波形幅值的比值SN/，認(rèn)為是正常的，否則可能存在匝間短路。詳細(xì)對(duì)其檢測(cè)原理進(jìn)行了分析，對(duì)探測(cè)線圈作了大概的介紹，并以大亞灣核電站進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)所錄制的微分探測(cè)線圈波形對(duì)此方法進(jìn)行了仔細(xì)分析。有的轉(zhuǎn)子端部繞組固定不牢，墊塊松動(dòng)。發(fā)電機(jī)運(yùn)行后有兩套線圈上層面匝間發(fā)生嚴(yán)重金屬短路，導(dǎo)致運(yùn)行中發(fā)生陣發(fā)性劇烈振動(dòng)，煙霧從勵(lì)磁端向外泄出。轉(zhuǎn)子鐵芯電氣故障有負(fù)序電流引起的轉(zhuǎn)子過(guò)熱燒損故障；其機(jī)械故障主要有轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)開(kāi)裂事故等。以下為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子空間位置示意圖：圖22 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子空間位置示意圖 The generator rotor space position diagram 由于轉(zhuǎn)