匝间短路

匝间短路 判断转子匝间短路严重程度 发电机转子匝间短路故障是发电机转子频发性故障之一，测试、诊断发电机匝间短路故障的方法很多，在诊断有、无匝间短路故障中起到了良好的作用。但对故障严重程度的定量分析和作为是否需要进行彻底大修决策的判据尚显不足，据有关规程规定，决定对转子匝间短路是否需要进行彻底大修的判据有二，一是因其引起的振动超过规定值，一是在同一运行工况下转子电流超过正常值的5%,10%。后者的判断需要对各运行工况下转子电流的正常值作出准确的计算(转子电流指纹计算)。通过对多种型号发电机实测结果的分析发现，用通用的模型计算方法计算发电机转子电流其误差为4%,12%左右，显然其计算精度不能满足作为判据的需求。因此，多年来，对转子匝间短路故障严重程度的诊断和检修决策的制定问题一直给发电厂领导带来困扰。 针对以上问题，我公司研究、开发了计算发电机运行行为的“变参数数学模型”，与通用模型不同的是，在“变参数数学模型”中发电机的同步电抗、感应电势与转子电流之比等参数均不再是常数而是工况的函数，用以描述不同运行工况下的饱和效应和齿槽效应。 由于该发电机“变参数数学模型”较好的考虑了发电机各不同运行工况下的饱和影响及齿槽效应，因此用其计算发电机运行行为达到了较高的计算精度。通过对300MW、200MW、100MW、50MW、25MW、1.25MW多种容量、多种型号发电机的计算结果明，其计算值与实测值相比，计算转子电流的最大误差不超过2%，平均误差在1%左右。计算功角的最大误差不超过2度，平均误差小于1度，计算精度完全可以满足的需要。 因此，可采用“变参数数学模型”在线实时计算发电机转子电流的正常值(指纹)。通过计算值与实测值对比的方法，诊断转子匝间短路故障的严重程度，并为检修决策提供科学依据。 查找转子绕组匝间短路主要有几种方法? (1)电压降法:测量电压降时先取下绕组的绝缘垫块，然后将绕组清扫干部，并在转子绕组中通以直流电流。用毫伏表测量匝间电压降。非短路线匝的电压降相等，短路线匝的电压降则明显下降，根据测量结果，可以确定短路点。此方法是测定转子绕组匝间短路点最可靠的方法。 (2)直流电阻比较法:测量转子绕组、若测得值比出厂值或安装时的基准值低时，则说明存在匝间短路。 第三节 防止转子匝间短路 第三节 防止转子匝间短路 原文:“11(4(? 调峰运行的发电机，应在停机过程和大修中分别进行动态、静态匝间短路试验，有条件的可加装转子绕组动态匝间短路在线监测装置，以便及早发现异常。 11(4(2 已发现转子绕组匝间短路较严重的发电机应尽快消缺，以防转子、轴瓦磁化，差压阀失控造成严重漏氢、漏油。若检修时发现转子、轴承、轴瓦已磁化，应退磁处理。退磁后要求剩磁值为:轴瓦、轴颈不大于2X10—‘T，其他部件小于10X10—‘T。” 转子匝间短路故障是汽轮发电机常见故障，较轻微的故障可能仅是导致局部过热和振动增大，严重的故障可发展为转子接地和大轴磁化，严重威胁发电机安全运行。20世纪80年代，我国200MW汽轮发电机曾经多次发生转子绕组接地故障，大多是在机组投产运行两年以内即发生事故，主要原因是匝间绝缘制造工艺粗糙，出厂时即存在匝间短路以及绝缘电阻低等隐患。近年来制造的300MW及以上容量的发电机设计和制造都有明显改善，但还远不能杜绝因质量问题引起的发电机故障。 例如:1998年4月山东某电厂1台QFSN一300—2型发电机，仅投运17个月即发生严重匝间短路故障，励侧护环下极间连线和部分线匝烧断。其原因是制造时虚焊，运行中脱焊，从而发生拉弧引起匝间短路事故。 又如:1993年4月，沙岭子电厂1号300MW(水氢氢)汽轮发电机在运行中发生转子绕组匝间短路接地故障。事故后拔下转子护环检查，发现汽侧护环下S极第7和8号线包端头拐角处有短路放电熔迹，附近的绝缘隔板表层炭化，护环内壁上有一块黑色金属物的滴熔区已造成护环损伤;密封环下密封瓦及转子轴颈因轴电流大面积烧伤;转子大轴磁化。事故抢修时间持续一个多月，修复了绕组端部，大轴退磁并更换了一只护环。其事故主要原因可能是由于在制造过程中转子汽侧端部遗留有铝金属(如铝屑等)，经长时期运行移至7号、8号线包间造成两线包端头拐角处匝间短路，继而烧穿绝缘隔板，烧伤护环。 因此，防止转子匝间短路故障主要措施:首先，应改善转子匝间绝缘的制造工艺，提高转子匝间绝缘的质量水平。其次，应加强转子在制造、运输、安装及检修过程中的管理，防止异物进人发电机。因为转子匝间绝缘比较薄弱，即使在制造、运输、安装及检修过程中有焊渣或金属屑等微小异物进入转子通风道内，也足以造成转子匝间短路。再次，改进密封油系统，确保密封油系统平衡阀、压差阀动作灵活、可靠，尽可能减少向发电机机内进油。发电机内油污染是转子发生匝间短路的原因之一。发电机进油是国产机组的常见缺陷，主要原因是设备的制造质量不良，差压阀、平衡阀灵敏度和可靠性难以满足要求。氢气压力波动时，油压跟踪不好，不能维持氢油压差，导致氢气泄漏或向发电机内进油。故机组运行中的对策是尽量保持氢气压力的稳定，避免发电机在低氢压下运行。 近年来，随着我国电网峰谷差的日益增大，机组承担着繁重的调峰任务，使我国发电机转子绕组匝间短路故障呈上升趋势。其主要原因是由于发电机频繁启停调峰，使转子绕组在热循环应力作用下产生绕组变形，由此可能引起匝间短路故障。频繁起停的发电机更容易向发电机内进油。两班制运行的发电机长期低速盘车还存在着转子匝线微小相对运动而产生的“铜粉尘”问题，也是产生转子绕组匝间短路故障的原因之一。因此，调峰运行的发电机应当对调峰能力和运行要求有相应的规定，以防止转子匝间短路故障的 发生。