大型发电机转子匝间短路故障的在线监测_final.pdf

大型发电机转子匝间短路故障的在线监测 北京交通大学 郝亮亮  llhao@bjtu.edu.cn 1.转子匝间短路故障的研究现状及评述  转子匝间短路故障的产生原因 •设计不合理 •加工工艺的不良 •运行中各种机、电、热等作用的共同影响——在线监测  故障危害 轻微转子匝间短路对发电机运行不会产生严重影响。 但如果继续发展 • 励磁电流增大 • 输出无功减小 •机组振动加剧 •局部过热转子接地烧伤轴颈、轴瓦 2 1.转子匝间短路故障的研究现状及评述  故障案例 仅中国广东省在2009-2011 的三年中，就已经有十 余台400MW~ 1000MW 等级的发电机出现了转子匝 间短路故障，在2010年就已确认发生了5起。 上世纪90年代我国某火电厂4 台300MW 发电机中就 有3 台因转子绕组匝间短路等原因最终导致大轴磁 化，其中两台还烧坏护环。 2005 年凤滩水电站6 号发电机的转子绕组匝间短路 故障还引起了主保护的动作。 2014年四川某大型水电站的水轮发电机发生了多个 磁极的短路故障。 3 1.转子匝间短路故障的研究现状及评述 a 、传统检测方法  开口变压器法  交流阻抗和功率损耗法  直流阻抗法  空载及短路特性试验法  两极电压平衡实验  绕组分布电压测量…… ——已在现场应用多年，积累了很多经验，但这些方法受 其它因素的干扰很大，而且都不能在实际运行工况下检测， 应用效果往往很不理想。 4 1.转子匝间短路故障的研究现状及评述 b 、基于磁场探测的故障检测方法 单导线微分法由我国 励磁绕组 N S 哈尔滨大电机研究所于 1972 年提出，并试验成 探测导体感应 功。 电动势波形 该方法在发电机负载 时会受到电枢反应的影 响，使检测结果失效。 感应电动势 因此单导线微分法不太 的微分波形 适合负载时对励磁绕组 匝间短路的检测。 5 1.转子匝间短路故障的研究现状及评述 b 、基于磁场探测的故障检测方法 微分线圈动测法由英 励磁绕组 N 国学者Albright 于1971年 首先提出，是近年来国 探测线圈 内外广泛采用的方法。 磁通波形 在一定程度上弥补了 包络线