浅析发电机转子绕组交流阻抗的测量

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1、浅析发电机转子绕组交流阻抗的测量杨洪涛（葛洲坝机电建设有限公司，湖北宜昌443002）关键词：发电机、转子、定子、绕组、气隙、交流阻抗、匝间短路一、概述　对发电机转子绕组交流阻抗的测量，是判断转子绕组是否存在匝间短路的最有效的方法。在现行国标中规定，在发电机出厂、交接与大修时，都应对转子绕组进行交流阻抗的测量，且要求相互之间应无明显差别。这是因为如果转子绕组存在匝间短路，会使转子电流增大，绕组温度升高，限制无功出力，甚至引起机组振动过大而造成更严重的事故。但是，由于转子绕组的交流阻抗受诸多因素的影响，如果对测量的结果及测

2、量的方法和条件不加以认真的分析和判断，很容易得出错误的数据和结论。造成不必要的返工，浪费人力及物力，甚至直接影响到安装或检修的工期。因此，为了准确的测量转子绕组的交流阻抗以及得出正确的结论，我们将结合高坝洲电站转子绕组交流阻抗测量的结果来加以分析，来提高对转子绕组交流阻抗测量方法的认识及转子绕组是否存在匝间短路的判断能力。二、转子绕组匝间短路原因及测量方法一般情况下，造成转子匝间短路的主要原因有以下几种情况：１．制造时，如果工艺不良，在绕组绕制过程中损伤了匝间绝缘，或匝间绝缘有缺陷等造成转子绕组匝间短路。２．安装时，由于

3、施工工艺不当，如在磁极焊接时金属铁屑等硬粒附着在绕组层间，破坏了层间绝缘造成匝间短路。３．运行时，在长期的机械、电、热应力的作用下，绕组产生变形、磨损、脱落等造成匝间短路。　判断转子绕组匝间短路的方法有测量绕组直流电阻、录制发电机空载及短路特性曲线、测量绕交流阻抗等方法。前两种方法灵敏度比较低，效果并不明显。而测量交流阻抗则是一种比较灵敏的方法，当绕组中存在匝间短路时，在交流电压作用下流经短路线圈中的短路电流要比正常电流大许多，而该短路电流有强烈的去磁作用，即使在短路匝数很少时效果也十分明显。因此，通过对转子绕组中每个磁

4、极交流阻抗值的相互比较，或与以前测量值相比较，即可以判断绕组是否存在匝间短路现象。三、影响测量结果的因素转子绕组磁极交流阻抗的测量结果受诸多因素的影响，主要因素如下：１．磁极是否挂装。２．磁极是否已连接。３．试验电压的高低。４．转子在定子膛内或膛外。５．定子与转子间气隙的大小。６．磁极加垫厚度的影响等。只有将这些外部影响因素综合考虑，才能正确判断转子绕组测量结果是否正确，因为在上述不同条件下，所测得到的结果均不相同，相互差别也较大。同时，在测量时还应注意以下几点：1．试验用电压应为线电压，以防止相电压中谐波分量的影响。1

5、．试验电压应尽量接近额定电压，但不能超过其额定电压。2．若用指针式电流表直接串于一次回路中时，有时电流难以加入，可将此电流表换为一测量用CT，电流表改接于CT二次侧。3．转子在定子膛内测量时，在定子绕组中会感应电压，应将定子绕组与外部回路可靠断开。四、实例分析下面以湖北清江高坝洲水电站3#机转子为例，来具体说明各种因素的影响及造成不同结果的原因。该转子直径为8.8m,绕组有48个磁极，每个磁极由32匝组成，转子绕组的额定励磁电压为325V，额定励磁电流为1130A。1．磁极挂装前与挂装后尽管单个磁极的交流阻抗在挂装前，按

6、照国标规定在交接试验时不需进行了交流阻抗的测量，但为了检验其在出厂或在运输中是否已造成匝间短路，还是需要对其进行检测。所测值见表〈一〉所示。（以下各表均以较典型的14个磁极为例）表〈一〉单个磁极挂装前交流阻抗Table(1)ACimpedancemeasureofsinglepolebeforeinstalled磁极号交流阻抗（Ω）磁极号交流阻抗（Ω）020．89240．89050．89260．90080．91280．91130．90330．90150．91380．92190．88420．88220．89480．90而磁

7、极在挂装后相互连接前，再次进行交流阻抗的测量，所测单个磁极交流阻抗如表〈二〉所示：表〈二〉磁极挂装后连接前，单个磁极交流阻抗Table(2)ACimpedancemeasureofsinglepolewithoutconnectionafterinstalled磁极号交流阻抗（Ω）磁极号交流阻抗（Ω）021．69241．69051．68261．70081．71281．68131．70331．67151．71*381．01191．71421．71221．70481．70由表〈一〉及表〈二〉所测结果可知：在磁极未挂装时，所测

8、交流阻抗平均值Z1为0.898Ω,而挂装后磁极交流阻抗平均值Z2为1.696Ω(不包含38号磁极)。这是由于磁极在挂装后绕组之间存在漏磁通通过转子磁轭形成相互的匝链，增大了每个磁极的交流阻抗。单个磁极的漏磁通阻抗Z0约为：Z0=(Z2-Z1)/2-------(2)Z0=(1.696-0.898）/2=0.399Ω但