船舶发电机短路故障分析..docxVIP

南通航运职业技术学院 毕业设计（专题论文）题 目船舶发电机短路故障分析 姓 名系 部专 业 班 级学 号 指导教师2016年 月 日船舶发电机短路故障分析[摘要] 船舶发电机是船舶电力系统的心脏，也是船舶的重要设备之一，虽然现在船舶管理系统在不断提升，但由于设备本身固有的缺陷或人为误操作引起故障，比例还是比较高的。发电机的工况好坏关乎船舶的安全，所以发电机的故障如何及时准确检测、诊断和排除，避免更大事故的发生，保证海洋环境和船舶的营运安全，引起业内高度关注。该文分析了某轮主发电机损坏故障，给出故障的诊断与排除方法。通过剖析某轮主发电机损坏故障，得出了此类故障预防的有效措施。该文对确保轮机部值班人员如何有效判断、发现发电机故障具有一定的参考价值。本文主要介绍了大型船拍发电机转子线圈匝间短路故障时的机械特性和电磁特性，综述了短路电流和无功功率的变化规律，并提出了故障分析与故障诊断的方法。[关键词] 船舶发电机；短路故障分析；在线诊断目录0 引言11 故障机理分析11.1匝间短路故障的机械特征11.2匝间短路故障的电磁特性22 故障诊断及排除22.1故障诊断22.2故障排除43 预防措施44 结论5结束语6致谢7参考文献80 引言目前，我国船舶工业的快速发展，随着船舶大型化和自动化程度的不断发展，随着船舶的大型化和自动化方向发展，船舶动力系统的容量也越来越大，单机容量也随之增大，因此船舶电力系统必然会对高压侧发展。根据船舶电力系统运行的经验，对转子绕组匝间短路故障的故障发生在大型船舶发电机组故障。由于高压发电机转子绕组匝间短路故障，不产生短路电流，发电机系统无直接危害，因此许多转子绕组匝间短路故障被忽视。然而，如果长期运行的高压发生器用于此故障，不仅会影响发电机的寿命，而且还导致转子线圈接地两点，造成严重事故。因此，本文重点研究大型船舶发电机绕组匝间短路故障分析与诊断方法。目前，这种短路保护装置的故障大部分，这些保护方法都有一定的局限性，不能实时监测和预测，也容易导致船舶电站关闭。为了克服这些缺点，对大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的故障机理进行了深入分析，找到了一种实时监测数据故障诊断的方法。1 故障机理分析1.1匝间短路故障的机械特征在发电机故障的高概率发生匝间短路，主要原因是移动绕组绝缘的热变形松动，对线圈块端部的转子和垫的两端，小的导电颗粒或碎屑进入转子线圈端部及通风管道。匝间短路会导致转子不平衡、转子漏磁场的变化，定子绕组并联支路环流和主轴，磁化的轴承座（轴电压上升），其影响程度取决于与短路程度的位置。当转子线圈发生匝间短路时，不同的接触电阻将使热损耗发生变化。接触电阻越小，短路损耗越大，当绕组有一半的电流被旁路，短路损耗将达到线圈的总损耗1/4。短路会导致绕组总损耗的减小，转子的平均温度降低；而故障短路损耗增大，导致局部温度升高，发生在一个很小范围内的热膨胀，使转子发生不同程度的弯曲，振动增大。随着励磁电流的增加，振动也增加。图 1 转子绕组磁势的空间分布1.2匝间短路故障的电磁特性在正常运行的单位，消除了由不连续引起的小磁场的缝隙，转子磁场的空间分布极为接近梯形图，如图1所示。转子短路的影响会导致局部磁场的潜在损失和磁回路的部分损失的磁势峰和平均短路匝间短路的减小，它可以被认为是在磁势分布,即短路等效磁势的磁场反转效应主要极短路。在正常条件下，如果转子绕组磁势用 F0 表示，短路线匝产生的磁势用△ F 表示，则匝间短路发生以后，转子磁势变为 F＝ F0－△ F，由转子绕组匝间短路引起的转子电流的增加，而无功功率是减少或不变的阶段，它可以用来识别绕组匝间短路故障的转子。发电机转子绕组匝间短路故障的监测数据充分证明了转子绕组匝间短路故障的相对减少是由相对减少引起的。1.3转子匝间短路的常见形式发电机转子匝间短路可分为2类：一类是匝间短路的稳定性，另一类是匝间短路的不稳定性。当发电机静、转、短路时，不随工作条件的变化而变化，称之为稳定匝间短路。当发电机在运行时，受环境因素的影响，如温度、振动等，并将短路变为不稳定的匝间短路，又称为动态匝间短路。发电机转子匝间短路的原因很多，一般是从制造和运行两方面进行分析：1.发电机转子在生产过程中所涉及的过程是非常复杂的，材料的要求很高，只要一个环节出现问题，就可能引起发电机匝间短路。另外，在安装的过程中，如果转子绕组的安装不强，在发电机运行过程中会发生转子绕组松动或移位时，也会引起转子匝间短路的原因。2.操作方面，由于海洋发电机的主要工作环境是在海上，海洋环境恶劣，空气潮湿，加上船舱温度过高，很容易造成绝缘老化，导致匝间短路的发生。在发电机运行过程中，振动和高温，特别是转子在高速旋转过程中，受离心力的影响很大，容易引起转子