【導(dǎo)讀】從2020年至今，已有9臺(tái)大型發(fā)電機(jī)先后出現(xiàn)了匝短故障，其。1臺(tái)600MW的、1臺(tái)700MW的，兩年之內(nèi)連續(xù)發(fā)生了兩次匝間短路故障。場(chǎng)處理，故障發(fā)展勢(shì)頭十分嚴(yán)峻，這在以往是從來(lái)沒(méi)有過(guò)的。的順利完成，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。3．將轉(zhuǎn)子抽出來(lái)放置于發(fā)電機(jī)定子膛外后，可對(duì)匝短故障點(diǎn)進(jìn)行定位分析；點(diǎn)，并進(jìn)行故障發(fā)生原因分析，以便有針對(duì)性地進(jìn)行處理。兩類(lèi)因素，即非電氣因素和電氣因素兩大類(lèi)。非電氣因素造成的轉(zhuǎn)子振動(dòng)屬于汽。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)振動(dòng)異常增大，且與勵(lì)磁電流之間存。勵(lì)磁電流的增長(zhǎng)不會(huì)很明顯，因此，空載試驗(yàn)只能作為判斷匝短故障的一種參考。因此，通過(guò)測(cè)量其直阻值的下降，故障時(shí)，相比較而言，功率損耗要比交流阻抗敏感得多。因?yàn)椴捎盟纱虿坌üに嚨男罗D(zhuǎn)子在首次超速試驗(yàn)后，由于槽楔松緊度。的顯著變化，往往會(huì)造成轉(zhuǎn)子交流阻抗和損耗值的較大變化。原理是通過(guò)測(cè)量?jī)蓸O繞組上的電壓降，比較兩者之間的電壓差異。

　　

【正文】 。 通過(guò)轉(zhuǎn)子的兩個(gè)滑環(huán)注入一恒定的直流電流（ I=），極1 的 3線(xiàn)圈和極 2 的 3線(xiàn)圈的直流分布如圖 14 所示。 圖 14 極 1 和極 2 繞組的 3線(xiàn)圈在相同電氣部位的直流電壓分布 圖 14 中，“ O1”和“ O2”分別是極 1 和極 2 的 3線(xiàn)圈電壓測(cè)量參考點(diǎn)。對(duì)于極 1 的 3線(xiàn)圈， 電流是從左側(cè)的 6匝流入的，而對(duì)于極 2 的 3線(xiàn)圈，電流則正好相反，它是從右側(cè)的 6匝流出的。因此，在正常情況下，相對(duì)于各自的電壓參考點(diǎn)而言，兩者在相對(duì)稱(chēng)的部位，應(yīng)具有絕對(duì)值相同、但符號(hào)相反的電壓分 20 布關(guān)系。圖 14 中的左圖，電流經(jīng)過(guò)左側(cè)的 6匝到達(dá)右側(cè)的槽口（此段線(xiàn)棒長(zhǎng)度約為 14m），在槽口處測(cè)量的電壓值為 （忽略符號(hào)），該點(diǎn)電壓與右圖極2 的 3線(xiàn)圈在對(duì)稱(chēng)槽口部位的電壓值 非常接近，并無(wú)明顯差異，因此，可以認(rèn)為極 1 的 3線(xiàn)圈在電流流經(jīng)的上述部位，不存在 匝短 故障點(diǎn)。再比較左圖中的 A1與右圖的 A2兩點(diǎn)的電壓，分別為 和 ，兩者之間開(kāi)始明顯出現(xiàn)差異。再比較 B C1 與 B C2 點(diǎn)的電壓值，可見(jiàn)電壓差異進(jìn)一步增大，其中 C1 與 C2 兩點(diǎn)之間的電壓差達(dá)到 1mV。從槽口出來(lái)至 A1點(diǎn)的長(zhǎng)度僅約為 ，但在 A1與 A2兩點(diǎn)之間形成的電壓差異（ ）已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流流經(jīng)14m 后在槽口產(chǎn)生的電壓差異（ ），因此可以推斷， 匝短 故障點(diǎn)就在勵(lì)側(cè)護(hù)環(huán)下方極 1 繞組 3線(xiàn)圈的槽口以外至 A1點(diǎn)之間短短 28cm長(zhǎng)線(xiàn)棒的某個(gè)部位。 為了更精確地定位到 匝短 故障點(diǎn)，可以利用轉(zhuǎn)子本體上的通風(fēng)孔來(lái)測(cè)量 3線(xiàn)圈 各匝線(xiàn)棒的電壓分布，從而計(jì)算出 匝短 的故障點(diǎn)所處的位置。這樣計(jì)算出來(lái)的結(jié)果為從第 5 個(gè)通風(fēng)孔處開(kāi)始往勵(lì)側(cè)的 處， 正好 也就 是勵(lì)側(cè)護(hù)環(huán)下方極1 繞組右側(cè)（當(dāng)極 1 繞組位于上方時(shí)，從勵(lì)側(cè)向汽側(cè)看去）拐彎處的 5~6匝之間。 圖 15 是對(duì)該轉(zhuǎn)子進(jìn)行定位分析時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。 圖 15 檢修人員正在對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行匝短故障點(diǎn)的定位分析 根據(jù)上述分析，在 2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 返廠(chǎng)拔掉勵(lì)側(cè)護(hù)環(huán)后（此時(shí)尚未解體轉(zhuǎn)子線(xiàn)棒），就用檢查鏡 直接 查看 5~6匝之間的拐彎處，果然發(fā)現(xiàn)此處有一顆 因短路過(guò)熱燒融形成的銅渣，如 圖 16 所示， 其故障部位與上述 定位 分析完全吻合。 將 21 該銅渣清除后，故障現(xiàn)象立即消除。 圖 16 2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 匝短 故障點(diǎn) 所處的部位 2. 轉(zhuǎn)子匝短故障點(diǎn)定位的紅外成像檢測(cè)方法 對(duì)于金屬性匝短故障， 我們可以通過(guò)上面介紹的方法進(jìn)行故障點(diǎn)的定位，但對(duì)于非金屬性的匝短故障， 情況 就 不同了。 通常我們能做到的是將匝短故障點(diǎn)定位在哪 個(gè)線(xiàn)圈上 ，但位于 該線(xiàn)圈的 具體哪個(gè)部位 ， 則很難做到準(zhǔn)確的定位。這時(shí)，可以采用紅外熱成像的方法。這是因?yàn)?，匝短故障點(diǎn)的 通常都會(huì)產(chǎn)生異常發(fā)熱現(xiàn)象，如圖 17 所示。 紅外攝像圖 ： 對(duì)應(yīng)實(shí)景圖： 圖 17 轉(zhuǎn)子匝短故障點(diǎn)的異常發(fā)熱 22 ZH 電廠(chǎng) 2發(fā)電機(jī)在其第二次匝短故障中，出現(xiàn)的就是非金屬性匝短故障。通過(guò)轉(zhuǎn)子繞組電壓分布方法，我們已經(jīng)將故障點(diǎn)定位在了極 2 的 8線(xiàn)圈上。但由于它是非金屬性短路性質(zhì)，很難確定故障點(diǎn)位于哪兩匝之間、以及具體哪個(gè)部位。這時(shí)采用了紅外熱成像的方法，將故障點(diǎn)做到了準(zhǔn)確的定位。在圖 17 中可見(jiàn)， 極 2 勵(lì)端右側(cè)護(hù)環(huán)下拐彎處有明顯的發(fā)熱現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)對(duì)照試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確 認(rèn)了故障點(diǎn)就在 該發(fā)熱點(diǎn) 。 可見(jiàn)，應(yīng)用紅外熱成像的方法可以方便、 快捷地確定匝短故障點(diǎn)的具體部位。 五． 各種方法之間的適用性比較 實(shí)際分析經(jīng)驗(yàn)表明，上述各種分析方法各自的適用性、對(duì)故障的敏感性、診斷的準(zhǔn)確度等各有差異，歸納起來(lái)如表 3 所示。 23 表 3 轉(zhuǎn)子 匝短故障各種分析方法的比較 序號(hào) 名稱(chēng) 適用場(chǎng)合 敏感性 準(zhǔn)確性 特點(diǎn) 1 基于“ 振動(dòng) — 勵(lì)磁電流關(guān)系曲線(xiàn) ” 分析方法 發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，故障分析的第一階段 較好 較 好 唯一在 轉(zhuǎn)子運(yùn)行在實(shí)際工況下 的分析方法 ；無(wú)需額外的試驗(yàn)設(shè)備， 但 分析結(jié)論需待驗(yàn)證。 2 空載試驗(yàn) 發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)解列后 較差 較差 非嚴(yán)重匝短情況下，不能作為匝短的 直接判據(jù)。 3 直流電阻測(cè)量 發(fā)電機(jī)停機(jī)后，膛內(nèi)和膛外均可。 較差 較差 非嚴(yán)重匝短情況下，不能作為匝短的直接判據(jù)。 4 交流阻抗和損耗試驗(yàn) 發(fā)電機(jī)停機(jī)后，膛內(nèi)和膛外均可。 一般 易誤判 暫無(wú)明確的判斷依據(jù)。需依據(jù)分析者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。 5 兩極電壓平衡試驗(yàn) 發(fā)電機(jī) 需 停機(jī)，有的機(jī)型只能在膛外進(jìn)行。 一般 偶有誤判 試驗(yàn)方法較粗糙。 6 RSO 方法 發(fā)電機(jī)停機(jī)后，膛內(nèi)和膛外均可。 較好 偶有誤判 無(wú)判斷標(biāo)準(zhǔn)，定位需依據(jù)操作者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。 7 轉(zhuǎn)子繞組電壓分布試驗(yàn) 發(fā)電機(jī) 需 停機(jī)，有的機(jī)型只能在膛外進(jìn)行。 好 好 需要掌握轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部結(jié)構(gòu)。無(wú)需專(zhuān)用的檢測(cè)儀器 ，簡(jiǎn)單易行， 診斷結(jié)果 具有確定性 。可定位。 8 動(dòng)態(tài)匝間短波形試驗(yàn) 發(fā)電機(jī)運(yùn)行于三相短路狀態(tài) 。 好 好 需安裝有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，否則不能進(jìn)行。 不能進(jìn)行故障點(diǎn)的精細(xì)定位。 9 紅外熱像儀檢測(cè) 發(fā)電機(jī)停機(jī)后，轉(zhuǎn)子已抽出置于膛外。 較好 較好 主要用于轉(zhuǎn)子繞組在交流電壓下，便于尋找轉(zhuǎn)子匝短故障點(diǎn)的具體部位 24 六． 兩點(diǎn)期望 （ 1） 期望今天交流的內(nèi)容對(duì)大家今后在形成轉(zhuǎn)子匝短故障的系統(tǒng)性分析方面有一些幫助； （ 2） 今后各位同行，在轉(zhuǎn)子匝短故障方面有什么新的更好的方法，期望能相互溝通 交流，共同提高。 謝 謝！