[发明专利]转子绕组匝间短路的诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机转子绕组故障的诊断方法，具体涉及一种转子绕组匝间短路的诊断方法。

背景技术

大型同步电机(包括汽轮发电机、水轮机和电动发电机)转子一般采用绕线式结构，其匝间绝缘厚度仅0.3～0.5mm，匝间短路是一种较易产生的故障。转子绕组由于以下原因会发生匝间短路：a.制造原因：因制造工艺不良，在绕组下线、整形等工艺过程中损伤了匝间绝缘；或绕组铜导体边角毛刺未打光，导电金属屑等清理不彻底，极易造成匝间短路。b.运行原因：运行年久的发电机，在电、热和机械应力的作用下，使绕组导体产生移位、变形，导致匝间绝缘磨损、断裂；内冷转子通风孔堵塞导致在匝间绝缘过热烧损，转子绝缘因受潮、脏污等均能造成匝间短路。匝间短路形式一般表现为稳定性的匝间短路和不稳定的匝间短路。匝间短路后果引起转子每极磁通分步不均和磁拉力不等，另外转子绕组发热不均，造成热膨胀不均匀，引起机组剧烈振动。此外，部分线匝短路后，引起绕组温度升高，就会限制其无功出力，影响机组运行，甚至被迫停机。

传统的检查转子匝间短路的测试方法一般采用：

1.直流电阻法：利用转子绕组存在匝间短路时其直流电阻会减小，与

历次测量值的变化不超过2％作为判断依据。由于转子绕组一般多超过100匝，如1～2匝短路，电阻值变化可能小于1％，其测量灵敏度就变得较低。

2.空载及三相稳定短路特性法：利用空载特性呈下降趋势，短路特性曲线的斜率也将减小。但该方法与电阻法有相似的缺点，灵敏度低。

3.交流阻抗和功率损耗法：利用匝间短路有明显去磁作用，形成绕组总阻抗的显著下降，功率损耗明显增加。该方法对稳定性短路检测灵敏度较高。但对不稳定匝间短路判断不灵敏。

4.探测线圈法：利用气隙磁密分布不同，当转子绕组有匝间短路时，故障匝对应的气隙槽安匝数减少，与故障槽相邻的两齿顶磁密差值减小，这样，即可通过观测转子气隙磁密波形变化来判断转子绕组有无匝间短路。该方法灵敏度高，但需在运行状态下检测，特别对氢冷机组不易检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种诊断转子绕组匝间短路的方法，它可以简单快速的找出发电机转子匝间故障位置。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种在静态下(即电机停运状态)诊断转子绕组匝间短路的方法，包括如下步骤：

(1)在发电机转子绕组正负端之间施加一个电流激励源，测量转子绕组的阻抗值，以该测量值与上一次测量值或原始值进行比较，得出发电机转子绕组是否存在稳定性短路故障；

(2)对正负绕组或整个绕组施加一个电压振荡波，测录正负绕组电压响应波形，对测录的电压响应波形进行比对分析，得出发电机转子绕组是否存在匝间短路故障。

本方法是采用一种简单易行的测试技术，通过交流阻抗测试结果判断，给出发电机转子绕组存在稳定性短路故障的初步判据，并结合电压振荡波响应波形分析判断，给出转子绕组存在不稳定或稳定性匝间短路故障的诊断，同时根据波形确定故障点的位置，从而准确地找出发电机转子(包括水轮发电机、电动发电机)匝间故障位置，快速有效对故障进行处理，恢复发电机转子绝缘，确保转子及时投入使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的交流阻抗诊断电路；

图2是本发明的电压振荡波诊断电路。

具体实施方式

本发明的诊断转子绕组匝间短路的方法，包括如下步骤：(1)在发电机转子绕组正负端之间施加一个电流激励源，测量转子绕组的阻抗值，以该测量值与上一次测量值或原始值进行比较，得出发电机转子绕组是否存在稳定性短路故障；(2)对正负绕组或整个绕组施加一个电压振荡波，测录正负绕组末端电压响应波形，对测录的波形进行比对分析，得出发电机转子绕组是否存在匝间短路故障。与传统方法相比，本发明具有测量简单方便、成本低、实用效果好的特点，可用于汽轮发电机、水轮发电机和电动发电机转子在静态(停机状态)下的匝间短路故障的检测和诊断。