故障处理报告范例

1、*发电有限公司#4发电机转子匝间短路分析及处理*公司电力科学研究院*参加工作单位：工作人员：等项目负责人：工作时间：年 月 日至年 月 日报告编写：审 核：批准：概述*#4发电机为上海发电机厂生产的QFSN-650-2型水氢氢发电机，出厂编号：*, 2009 年8月投产。投运后，发电机各运行参数正常，2011年12月9日机组第一次大修。2012年1月2日，电厂对转子绕组进行试验时，发现交流阻抗及功率损耗值变化较大。 清理后，使用不同仪器的测量结果也基本一致（见表1）。表1转子绕组历次交流阻抗及功率损耗测试值出厂交接第1次大修电 压（V）200200200交流阻抗（Q）5.335.464.73功

2、率损耗（W）514051125380检查情况我院人员到达现场后，对试验情况进行了复核，并采用极间电压、开口变压器法等办 法进行了进一步检查。2.1极间电压检查情况极间电压法测量发现：极间电压差超过JB/T8446-2005隐极式同步发电机转子匝间 短路测定方法中3%的要求，将转子旋转180后，极间电压差基本不变。转子通风孔检 查未见异物，氮气吹扫清理后，测量数据无变化，确认转子存在匝间短路。表2极间E且压法转子位置施加电压（V）对负极（V）对正极（V）不平衡度（%）020091.7107.614.818020088.9110.419.52.2交流电压分布法检查情况一般确定匝间短路所在位置，均采

3、用开口变压器法。但在使用该法时，发现开口变压 器的感应电压值偏低，无法满足测量要求。为进一步确定转子匝间故障位置，我们采用了 一种新的查找方法：交流电压分布法，即在转子绕组加100V交流电压，测量励端转子护 环内槽间交流电压降。650MW汽轮发电机转子线圈共32槽，N、S极每极各8组线圈，N、S极下对应各组线圈 的尺寸相同。由于转子护环内侧有一定的空间，可以看到转子绕组各槽的底匝线圈，这为 转子绕组电压分布法的实施提供了方便。图1转子护环内侧结构图转子绕组电压分布法是在转子滑环上施加交流电，用探针测量护环下相邻两底匝线圈间的电压差（U 、U、U、U、U、U、U）。对于正常转子，其两极绕组对应的

4、电压差12233445566778具有良好的重合性，每极的电压差值在0-两倍单槽线圈电压之间跳变。图2是正常情况下 底匝间的电压差。图2正常底匝电压差分布图76543210匝间短路时，由于短路匝短路电流的存在，故障匝的电压值会发生显著的变化，短路 匝与相邻匝的电压差会有明显降低。这样通过测量相邻底匝间压差，可以将故障线圈的范 围缩小到电压异常值对应的两个相邻槽上。表3 交流电压分布法测量数据槽号2-33-44-55-66-77-8极 1（V）0.8612.890.928.800.9213.36极 0（V）0.8913.390.9614.210.9914.2备注因1号线圈的位置原因，1、2槽之间

5、的电压1-2未测通过测量结果可以看出，极1和极0 5-6号线圈的电压差较大，怀疑转子绕组极1的 5、6两号线圈中的一个存在匝间短路现象。为了确定短路线圈所在槽数，将上述方法做了改进，通过测量每槽线圈的电压降，寻 找匝间短路所在槽。极0下各槽的测量位置如下：#1：滑环0 - 32槽励侧第一个通风孔首匝#2: 32槽励侧第一个通风孔首匝-31槽励侧底匝#3： 31槽励侧底匝-30槽励侧第一个通风孔首匝#4： 30槽励侧第一个通风孔首匝-29槽励侧底匝#5: 29槽励侧底匝-28槽励侧第一个通风孔首匝#6： 28槽励侧第一个通风孔首匝-27槽励侧底匝#7： 27槽励侧底匝-26槽励侧第一个通风孔首匝

6、#8： 26槽励侧第一个通风孔首匝-25槽励侧底匝极1下各槽的测量方法与极0相似通过比较极0与极1对应槽的电压变化，即可寻找出匝间短路槽数表4交流电压分布（V）（转子施加交流电压100V）转子位置0180线圈号极1极0极1极013.303.523.303.324.895.094.84.836.777.006.56.645.565.795.25.457.057.526.67.162.066.051.85.777.047.676.77.285.746.115.45.5备注极1的1号线圈测量值有波动从表4测量结果来看，可以明确看出极1下6号线圈有匝间短路现象，其它线圈正常。(极1的1号线圈电压有波动

7、也可能存在不稳定的匝间短路)上海电机厂相关技术人员随后进行了 RSO脉冲波形试验也确认转子匝间存在问题。图3RSO试验波形2.3故障点的具体定位当转子绕组有匝间短路情况出现时，需要拔护环进行处理。由于匝间短路大部分发生 在汽励两侧护环下，提前判定6号线圈匝间短路所在具体的部位，不仅可以确定拔哪侧护 环，减少检查的工作量，而且可以防止拔护环后短路点消失，无法处理的情况出现。要准确测量6号线圈的短路部位，还需要进行槽内的匝间电压差测量。此时，一般在 转子滑环上施加直流电，通过本体端部的通风孔测量转子槽内线圈的匝间电压。2.3.1匝间直流压降法的原理槽内匝间电压差法的原理如下：在转子上滑环上加10%

8、额定电流左右的直流电，测量匝间短路所在槽线圈相邻匝间的 匝间电压。如转子存在匝间短路，短路匝流过的电流：Ik=I*Rc/(Rg+Rc)其中，I：转子正常匝流过的电流，Rc：等效短路电阻，Rg：短路匝的内阻。从图5可以看出，测量匝间电压时，未遇到短路匝前，上下两匝的匝间电压基本是恒 定值，即线圈一匝的压降Un。当测量匝间电压的表笔一端与短路匝接触时，匝间电压测量 值开始降低。减小的量U与表笔接触到的短路匝上的测量点距C点（短路点）的距离 Lr（沿电流方向）成正比。A U=Rg/（Rg+Rc）*Lr/Ln*Un式中，Ln：短路匝线圈的长度，Un：额定的匝间压降。从示意图上可以算出，从A点开始，匝间

9、电压（AC点）开始减小，至C点匝间电压 值最低U=Rc/（Rg+Rc）*Un，然后电压值逐渐增大，到B点匝间电压恢复正常。匝间电压差、 测量点位置的曲线图如图6。1=1=1图4槽内匝间压降测量示意图图中，C点为等效短路点，A、B点为短路匝上下两匝与C点径向的对应点。图5匝间电压分布图从图5中，可以看出通过绘制测量曲线，找到最低电压点，即找到了匝间短路的位置。2.3.2测量结果试验时，在转子绕组上加直流5.1V，电流60A，表5、6是此次试验数据。表56号线圈直流电压分布试验（极1）（单位：mV）测量位置匝间编号#11槽汽侧#11槽励侧#22槽汽侧#22槽励侧1-2362440402-37.51

10、95173-4393839394-539.53838385-6363738386-7363741417-841414141表61号线圈直流电压分布试验（极1）（单位：mV）匝间编号#16槽汽侧#16槽励侧#17槽汽侧#17槽励侧1-23532342-33432343-43432324-53426425-6333232注：匝间编号为从转子表面到底匝。2.3.3结果分析通过表5,可以看出转子短路点在#22槽汽侧2-3匝之间，该槽其它匝无短路现象。1 号线圈不存在明显短路现象。返厂处理情况返制造厂后，拔励侧护环，故障点仍在，拔汽侧护环，故障点消失，极间电压正常。基于以前试验结果，打开汽侧2-3匝之间，在端部线圈拐角处发现了故障点（图6）。图6#6线圈匝间短路情况对汽励两侧端部绝缘垫块拆除后，对转子进行了清理，更换故障点处的匝间绝缘垫条。复装后，动态微分波形法及其它试验合格。原因分析从解体检查结果来看，故障点在两条绝缘垫条的结合处，结合缝隙偏大。结合缝隙偏 大，在制造、运输、运输过程中容易进去杂物，运行时杂物受离心力的作用容易将绝缘损 坏导致匝间短路的产生，此次的匝间短路应与制造质量不良有关。结论在大修时，一定要重视发电机转子绕组的匝间短路试验；试验证明，极间电压法