發(fā)電機匝間短路故障診斷-資料下載頁
2025-08-05 04:20本頁面
【正文】 術(shù)的發(fā)展使得在距離轉(zhuǎn)子表面1075mm范圍內(nèi)的線圈均可用于提取波形并進行分析。引線可利用發(fā)電機測溫度裝置接線板上的備用接頭引至機外。 探測線圈一般是將絕緣棒的一端車一個小槽，并用高強度的漆包線纏繞。絕緣棒的有效長度L相當(dāng)于定子線槽的高度；另一端車至探測管的內(nèi)徑，使其接在探測管上，并用粘結(jié)劑固成一整體，稱做探測桿，引線從管內(nèi)導(dǎo)出。其結(jié)構(gòu)如圖33所示：1探測線圈2絕緣棒3探測桿4法蘭圖33 探測線圈與探測桿結(jié)構(gòu) The structure of detection coil and rod一般發(fā)電機定子的通風(fēng)溝為810mm，所以探測管的外徑要小于通風(fēng)溝，以便插入通風(fēng)溝。探測桿的長度是根據(jù)發(fā)電機的大小而定的。探測桿前端采用絕緣棒制成，是考慮到金屬管經(jīng)過線棒時，可能會觸及發(fā)電機定子線圈，發(fā)生意外事故。 在實際應(yīng)用中，為提高檢測的靈敏度，往往不能直接測量磁密波，而是采用對氣隙磁密波微分的方法，即氣隙磁密微分法。測量中使用探測線圈，該線圈是用直徑為0. 0610mm高強度漆包線繞在有機玻璃框架上制成的，其匝數(shù)選在50300范圍內(nèi)。 診斷系統(tǒng)及其功能組成汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路測試系統(tǒng)以工業(yè)控制計算機為核心，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。系統(tǒng)的基本組成如下圖圖34 診斷系統(tǒng) Diagnostic system圖35 測試系統(tǒng)主界面 the Test system main interface傳感器(探測線圈)直流電阻：1，2，3，4；采樣頻率:10~5M(Sps)。系統(tǒng)直流精度：%~+%(FSR)；輸入通道：并行2通道：輸入電壓范圍：lV~10V；輸入輸入阻抗：lM/25PF；A/D分辨率:12bit。輸入信號帶寬：0~；工作溫度：0~50℃；存儲溫度：25℃~70℃；相對濕度：0~80%。傳感器由探測線圈、信號線及探桿三部分組成。傳感器的安裝和定位遵照安全可靠、使用方便的原則。通常情況下，傳感器從發(fā)電機機殼外側(cè)中心水平線以下穿入氣隙，謹(jǐn)防在運行中由于傳感器安裝不牢掉進氣隙，碰觸到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子釀成事故。軸向位置應(yīng)距定子鐵心端部200~30Onun以上，以避開端部磁場的影響。距轉(zhuǎn)子表面距離應(yīng)大于l/2氣隙(20mm)。 故障判斷由于運行中轉(zhuǎn)子繞組匝間短路點的短接電阻分散性較大，其分流程度不同，整槽安匝的變化，不僅與短路匝數(shù)有關(guān)，而且與短路點的接觸電阻大小有關(guān)。還由于槽底，槽面的漏磁在氣隙中分布不同(面槽多，底槽少)，以及電樞反應(yīng)，剩磁、磁回路固有的不均勻性的影響，使氣隙磁密波形的幅值和轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的安匝數(shù)不完全成正比。只能從示波圖上定性的判斷有無匝間短路和嚴(yán)重程度，還不能準(zhǔn)確的判定短路匝數(shù)。通?？砂匆韵虑闆r進行判斷。(l) 觀察示波圖與槽對應(yīng)的各波峰的包絡(luò)線是否連續(xù)平滑，凡在兩個半周(指基波而言)的包絡(luò)線對應(yīng)各槽的波峰出現(xiàn)凹縮者，即認(rèn)為對應(yīng)的槽中存在短路匝。(2) 短路槽波峰凹縮時，同時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)重短路匝的一個特征。(3) 如果波峰凹縮只出現(xiàn)一個半周，可改變探測位置，以判斷是否因局部材質(zhì)的不均勻所造成的。(4) 供分析判斷的最佳波形，是發(fā)電機定子三相穩(wěn)定短路工況下所得到的波形。定子電流在額定電流的50~100%時，所得的波形較為清晰。(5) 空載時的波形圖，應(yīng)在定子額定電壓的25~75%時取得，其可辨清晰程度較定子短路時的波形差。 圖35至圖39是大亞灣核電站汽輪發(fā)電機組發(fā)生匝間短路故障時的探測線圈波形圖，文中根據(jù)從第一次發(fā)現(xiàn)汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組存在匝間短路故障到匝間短路故障逐步發(fā)展的各個階段波形圖的比較，以及相應(yīng)的計算結(jié)果，對匝間短路的情況進行了分析。在分析短路故障的過程中，探測線圈法實現(xiàn)了對發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的確定及定位。圖36是大亞灣核電站2發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生匝間短路后第一次(即2000年12月第二次換料大修期間)被發(fā)現(xiàn)時的波形圖。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)，顯示出其中一個繞組存在匝間短路。從圖中可以看到磁勢的外包絡(luò)線在8槽略出現(xiàn)不太明顯的凹縮。圖37 徑向氣隙線圈波形 The radial air gap coil waves隨后2機組又發(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。圖38和圖39是主變事故前后的徑向探測線圈波形。圖38主變事故前的探測線圈波形 The radial air gap coil waves after main Transformer failure 從圖38和圖39中可以看到，在主變故障的沖擊下，探測線圈波形中8線圈匝間短路明顯有比較大的發(fā)展。綜合比較各個階段發(fā)電機氣隙探測線圈波形，可以看到，匝間短路故障越嚴(yán)重，其氣隙探測線圈波形越容易觀測到，尤以圖37中可以非常清楚地看到波形發(fā)生凹縮，說明主變故障使匝間短路故障得到了進一步地惡化。圖39主變事故后的氣隙線圈波形圖 The radial air gap coil waves after main Transformer failure由上實例分析可知，轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障越嚴(yán)重，其探測線圈感應(yīng)的電勢波形畸變越明顯，越易檢測出故障，但可能引發(fā)的后果和造成的損失也越嚴(yán)重。所以應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組存在的匝間短路，掌握故障的嚴(yán)重程度，盡可能及時排除故障，而不使它進一步惡化，造成更大的損失。實際中當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路故障時，短路線匝所對應(yīng)的齒槽漏磁場將減小，從而在探測線圈中感應(yīng)的電動勢也將減小。對于是否發(fā)生匝間短路，可對其感應(yīng)電動勢波形進行分析：探測線圈所感應(yīng)的電動勢波形各波峰的包絡(luò)線是否連續(xù)平滑。若繞組沒有發(fā)生匝間短路，齒諧波微分波幅值是整齊地平滑過渡，包絡(luò)線上沒有拐點；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。因此如果在兩個半周（對基波而言）的包絡(luò)線對應(yīng)各槽的波峰出現(xiàn)凹縮者，可認(rèn)為是對應(yīng)的槽發(fā)生了匝間短路故障。參考文獻(xiàn)[1] [D].[2] [M].北京:機械工業(yè)出版社,1996:2542[3] [D].[4] [:機械工業(yè)出版社,2008:1416,10001007[5] [[6] 阮羚,黎亞兵,[J].大電機技術(shù),2008,10(6):912[7] 薄麗雅,劉念,[J].陜西工學(xué)院報,2004,12(4):14[8] [J].大電機技術(shù),2003,12(2):1827[9] 陳權(quán)濤,[J].微特電機,2008,6(4):2527,5620
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