大型汽轮发电机转子匝间短路故障分析技术经验交流

《大型汽轮发电机转子匝间短路故障分析技术经验交流》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大型汽轮发电机转子匝间短路故障分析技术经验交流广东电网公司电力科学研究院：张征平报告提纲：一．广东省电厂发电机运行的基本情况二．发电机转子匝短故障的分析和检测步骤三．转子运行中的匝短故障分析四．转子停运后匝短故障的分析五．匝短故障点的定位分析六．各种分析方法的适用性比较七．两点期望20一．广东省内近年来的发电机运行情况概述广东省内的各类发电企业有100余家，其中，200MW-400MW的发电机有近60余台，600MW等级的发电机有30台，还有一些已投运的、或正在建的1000MW等级的发电机16台。根据2010年4月23日的统计，到2010年末,广

2、东省总装机容量将达7206万千瓦，是全国装机容量最大省份。（2010年3月21日统计，山东省总装机容量达到6078万千瓦，居全国第二）近几年来，发电机出故障的事件比较多，从300MW的中小型发电机，到600MW、1000MW的大型发电机，都有各种不同的故障出现，有的故障还是非常特殊的故障现象。这个情况可能跟这些年来机组的负荷迅猛增长有关系，也跟国内前几年新建发电机组数量的爆发性增长有关系，还跟发电机生产厂家的制造工艺有关。这些故障分布在发电机定子、转子、以及发电机外围附属设备等各个方面。不论是在定子线棒、绕组端部，还是在定子铁心，或是在转子绕组方

3、面，我们都积累了比较丰富的故障分析方面的经验。限于时间关系，我们这里先就转子绕组匝间短路故障分析方面的技术和经验跟大家做一个交流。为了叙述简便，文中将“匝间短路”简称为“匝短”。广东省近几年来，大型发电机发生故障的一个很显著的特征，就是转子匝短故障频频发生。从2007年至今，已有9台大型发电机先后出现了匝短故障，其中有7台是600MW等级以上的大型发电机，两台是400MW等级的发电机。尤其是在2009年，一年之内就发生了3起；在2010年，一年之内就发生了5起，这在以往是从来没有过的。这些大型发电机发生转子匝短故障，给发电厂的电力生产带来了很大的

4、压力，严重影响了发电任务的顺利完成，也造成了巨大的经济损失。二．发电机转子匝短故障的分析和检测步骤在转子匝短故障分析、诊断和处理的过程中，一般都需要经过以下几个过程：1．转子运行中出现异常振动，需要通过异常振动现象来分析转子绕组是否存在匝短故障；2．转子停运后，要对仍在发电机定子膛内的转子进行有关的电气试验，以判断是否存在匝短故障；3．将转子抽出来放置于发电机定子膛外后，可对匝短故障点进行定位分析；201．对确实存在匝短故障的转子绕组进行返厂解体处理，找出故障点，并进行故障发生原因分析，以便有针对性地进行处理。一．转子运行中的匝短故障分析正常运行

5、中的发电机，其转子的振动水平一般保持在较低的振动水平（《GB7064-2008隐极同步发电机技术要求》中，要求不大于80μm）。当转子出现异常振动后，首先要对引起转子异常振动的原因进行分析。总的说来，不外乎两类因素，即非电气因素和电气因素两大类。非电气因素造成的转子振动属于汽机专业的范畴，这里不予讨论，而造成转子异常振动的电气因素通常就是转子匝短故障。当转子出现匝短故障后，定子气隙中的电磁场发生畸变，转子因受到了不平衡电磁力而发生振动，且一般随着励磁电流的增大，不平衡力加剧，转子的振动也相应的增大。因此，其典型特征是：转子的振动与励磁电流之间存在

6、着明显的正相关性。根据这一特征，就可以对运行中的转子是否存在匝短故障得到一个比较明确的结论。换句话说，当转子出现振动异常增大，且与励磁电流之间存在着比较明显的正相关性关系时，就应当怀疑转子内部可能出现了匝短故障。图1正常发电机转子的振动曲线与励磁电流之间的关系20图2存在匝短故障的转子的振动曲线与励磁电流之间的关系（HY电厂）图3存在匝短故障的转子的振动曲线与负荷之间的关系（SW电厂）20一．转子停运后（仍在发电机定子膛内）匝短故障的分析虽然我们可以通过上述转子的振动曲线与励磁电流之间的相关性来分析转子是否存在匝短故障，但毕竟还没有针对转子绕组做

7、过任何的电气试验进行检查，因此，还缺少最直接的判断依据。机组解列后，当转子仍在发电机膛内时，可以进行以下电气试验来判断转子是否存在匝短故障。1．空载试验；2．直流电阻测量；3．交流阻抗和损耗试验；4．两极电压平衡试验；5．RSO（RepetitiveSurgeOscilloscope）试验；6．转子绕组电压分布试验；7．三相短路状态下的动态匝间短波形试验。下面我们对于上述各种试验方法的特点做一个简要的分析。1．空载试验这种方法是通过测量空载状态下发电机转子的励磁电流，将其与历史值进行比较，分析其变化的程度来判断转子绕组是否存在匝短故障。存在匝短故

8、障的转子绕组，其空载电流将比历史值要有所增大。不过，当短路匝数较少时，空载下励磁电流的增长不会很明显，因此，空载试验只能作为判断匝短故障