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发电机转子故障诊断与在线监测

发布时间：2011/4/12 阅读次数：1957 字体大小: 【小】【中】【大】

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3.1　匝间短路在线检测装置应用实例

伊敏发电厂2004年5月＃2发电机检修中发现转子汽、励两侧轴颈和连轴器位置存在不同程度的剩磁，在电气试验报告发现：转子静态交流阻抗基本正常，额定转速下交流阻抗电流较大, 在3000 r/min时， #2发电机转子绕组的阻抗电流明显的高于#1发电机，电流增量达到7.59%，严重超标。这是发生匝间短路故障的重要判据之一；

另外伊敏发电厂#2发电机转子绕组的阻抗电流已经与盘山发电厂#2发电机转子绕组的阻抗电流相等，而盘山电厂#2发电机转子已经被证实：在3000r/min时，转子绕组是存在稳定的、金属性的匝间绝缘短路故障；

从损耗功率曲线看，伊敏发电厂#2发电机转子的损耗功率为6240W，比伊敏发电厂#1发电机的损耗功率高出10.9%，这也可以得到同样的结果：伊敏发电厂#2发电机转子绕组的匝间绝缘在动态工况（3000r/min）时有问题；由于在静态下匝间绝缘短路故障不出现，为了准确判定在动态时伊敏发电厂#2发电机转子绕组匝间绝缘的状态、同时确定可能的故障点的大致位置，决定安装一套转子在线监测装置－转子槽漏磁感应线圈，对发电机转子动态槽漏磁感应电势进行测定。

在发电机定、转子气隙中安装测试用转子槽漏磁感应线圈，并将信号引至发电机外部，通过计算发电机动态下转子槽漏磁感应电势波形的畸变程度，可以准确判定转子绕组匝间是否存在短路现象。并且通过参照轴系测振系统中的“键相器”信号准确判断故障点的极号和槽号。

2004年7月9日分别在#2机启机前的空载试验和短路试验中对转子槽漏磁感应电势进行了测试，根据实际测试的波形，依照JB/T8446-1996标准给定的方法计算分析发现：我厂#2发电机正极（外环）转子绕组#8线圈、正极（外环））转子绕组#7线圈的感应电势较小，判定为匝间短路。（测试波形及结果见图2－1和表2－1）

图2－1 伊敏发电厂#2发电机短路试验额定电流状态下转子槽漏磁感应线圈的感应电势波形

根据波形计算结果见下表

表2－1 伊敏发电厂#2发电机短路（试验）状态下转子槽漏磁感应线圈的感应电势统计表

注：表内数据为根据现场滤波器打印的波形图纸实际测量尺寸，单位为毫米。

另外，转子的故障形式在某种程度上可以通过影响转子回路电阻的阻值大小显现出来，故对于转子回路的在线监测还可以通过回路电阻变化的监测来实施。对各个方面因素的综合考虑和现有数据的情况下，可以采用建立模型和利用数理统计的方法，提出一种在线监测实施的新思路，目前在这方面国内已经有比较专业的研究。

从回路电阻的角度来看，整个回路电阻有减小的趋势。不论是转子引线的断裂还是转子匝间短路的故障，都可在转子回路电阻大小变化之间体现出来。对于转子回路实施监测，也就是对回路整体电阻变化的监测.它是以温度的形式来反映，一般通过对回路电阻的测量经换算得到，它是一种平均温度的表现。由于光凭测量的结果并不能说明问题的实质，因为测量电阻的同时可能已存在故障现象，而对于故障的出现并未有评判的依据，只能根据测量前后所得的值加以比较得出较为模糊的结论。为了获得这种判别标准，主要是通过实验数据为基础深入分析故障发生时发电机所处的各种工况因素，选择用逐步回归分析法建立稳态数学模型，以期获得在一定工况条件下，转子回路温度变化的模型，以此为基础，结合数理统计方面的内容，求出在一定置信水平下，转子回路电阻(温度)波动的大致范围。并以此为上下限的标准去评判实际测量的结果，从而得出相应的结论。这种方法是针对回路的平均温度而言，也是对测量转子平均温度提出一种新的思路。在转子回路局部温度测量方面，采取对应布点测量，数据通过红外光形式进行传输的方式，这主要综合考虑现场测量所处的工作环境和数据传输的几种方式而提出的，在实际中有很强的针对性和适用性。综合上述两个方面形成对转子回路整体和局部的监测。

4　结束语

发电机运行在线监测与故障诊断技术是最近十几年发展起来的，它能及时监测出发电机内部的隐患，避免意外灾难性事故的发生，减少强迫停机次数和延长电机大修间隔，从而显著提高发电机运行的安全性和经济性.发电机转子回路的在线监测主要是针对发电机的转子一个方面而言。由于转子回路这一部分所发生的故障可能在发电机当时运行时所引起的后果并不一定较为严重，只有当故障现象积累到一定程度，才会引发质的突变，产生严重的事故。本文通过对发电机转子故障分析，说明发电机转子在线监测的重要意义。

参考文献：

[1] 《电机故障诊断技术》

[2] 《汽轮发电机转子匝间短路故障分析与诊断新技术》

[3] 《电机学》

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4 结束语

参考文献：

4　结束语