汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判断与分析课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/7/20,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,7/20/2016,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/7/20,#,汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判断与分析,汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判断与分析,1,大型发电机转子常见故障,由于制造过程中的加工工艺不良和运行中各类机电耦合作用的影响，大型汽轮发电机转子经常出现转子匝间短路，热弯曲，碰磨，轴承轴向振动，轴承动态刚度恶化，发电机转子不平衡等故障。,大型发电机转子常见故障由于制造过程中的加工工艺不良和运行中各,2,一、转子绕组匝间短路故障的,常见形式和原因,1,、静态下匝间短路：匝间绝缘破损、窜位、导条加工残存毛刺，端部,R,点绝缘尺寸或位置偏差，金属异物进入。,2,、动态下匝间短路：除上述原因以外，也可能是在离心力作用下，匝间绝缘破损、窜位及金属异物进入造成的。,一、转子绕组匝间短路故障的常见形式和原因 1、静态下,3,二、转子绕组匝间短路故障的危害,1,、短路点的过热会造成邻近的匝间的绝缘损坏，引发更严重的匝间短路，并可能引起转子绕组接地故障；,2,、直接引起转子运行时的异常振动；,3,、可能损坏轴瓦和轴颈，磁化大轴。,二、转子绕组匝间短路故障的危害1、短路点的过热会造成邻近的匝,4,三、常用检测方法,1,、静态下的检测方法,序号,检测方法,灵敏性,特点,1,交流阻抗,一般,受转子槽楔的材料、转子本体剩磁、试验时施加电压高低、试验电源频率、波形的谐波分量等多种因素的影响,2,两极电压法,一般,试验方法简单，但存在检测盲区,3,电压分布法,较好,无需专用试验仪器，但需要对转子绕组内部结构有清晰的把握,4,直流电阻法,较差,只有在严重的匝间短路下，数值才会出现明显变化,5,RSO,法,好,利用行波技术，灵敏度高，可用于匝间短路的早期发现,三、常用检测方法1、静态下的检测方法序号检测方法灵敏性特点1,5,2,、动态下的检测方法,序号,检测方法,灵敏性,特点,1,基于转子振动与励磁电流相关的分析方法,一般,唯一在实际运行工况下的分析方法，无需额外的试验仪器,2,气隙磁场探测线圈法,好,需要安装专用在线监测装置,3,空载试验或短路试验,较差,只有在严重的匝间短路下，数值才会出现明显变化,2、动态下的检测方法序号检测方法灵敏性特点1基于转子振动与励,6,以上所列出的几种检验转子绕组匝间短路的方法各有其优点和不足之处，因此在实际诊断过程中各种方法的结合使用，结果相互印证，才能最大限度提高诊断的正确性，使隐患和故障尽早的发现和排除。,以上所列出的几种检验转子绕组匝间短路的方法各有其优点和不足之,7,四、案例,1,、故障简介：,某,电厂,#1,发电机组于,2012,年,10,月安装移交生产，至,2014,年,11,月投运不足两年，发现,#6,、,#7,、,#8,轴瓦出现振动增大现象。自,2015,年,4,月以来，机组,#7,、,#8,轴承振动幅值有明显上升，,DCS,监视数据显示,#8,轴瓦相对轴振动最大为,114m,（合成单峰值），,10,月之后基本稳定在,90m,左右。,2015,年,12,月,11,日，停机检修。检查了,#7,、,#8,轴瓦，未见明显异常，减小了,#8,轴瓦顶部间隙，同时进行了轴系动平衡。,2016,年,2,月,26,日停机检修，对发电机转子进行配重处理。机组重新启动后，发现,#7,、,8,轴瓦振动持续增大，,2,月,27,日出现了励磁电流变化与发电机振动幅值上升正相关性。,四、案例1、故障简介：某电厂#1发电机组于2012年10月安,8,机组轴系示意图,机组轴系示意图,9,2,、振动原因分析：,根据机组,2015,年,10,月的振动测试数据，认为发电机转子存在很大热变量，引起发电机转子热变形的因素很多，主要有发电机转子发热不均匀或者冷却不均匀、发电机结构异常缺陷等。,在满负荷、空载两个工况下，检测轴振动热变量，根据试验数据分析认为发电机转子受热之后平衡状态恶化，影响因素主要有发电机转子发热不均匀或冷却不均匀等。结合振动测试历史数据，认为发电机转子发热不均匀可能性较大,。,2、振动原因分析：根据机组2015年10月的振动测试数据，认,10,3,、相关电气试验及结果,2016,年,4,月,25,日停机检修，对发电机转子进行了直流电阻、交流阻抗及功率损耗测试、两极电压平衡试验、,RSO,重复脉冲法等相关试验,。,依据试验标准为,JB/T 8446-2013,隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法,，,DL/T 596-1996,电力设备预防性试验规程,。,3、相关电气试验及结果2016年4月25日停机检修，对发电机,11,3.1,转子绕组直流电阻测试,结果,试验时间,2012.07.10,2016.05.10,直流电阻,82.39m,（,32,）,79.48m,（,23,）,换算至,75,95.66,95.50,误差,%,（标准,2%,）,0.17,直流电阻测试结果合格，变化范围没有超出规程要求值，,不能证明存在匝间短路,。,3.1转子绕组直流电阻测试结果试验时间2012.07.102,12,3.2,转子绕组交流阻抗,转子绕组交流阻抗测试（交接）,电压（膛外）,电流,阻抗,130,27.17,4.784,150,30.39,4.935,170,33.33,5.100,190,35.96,5.283,215,38.78,5.544,转子绕组交流阻抗及功率损耗测试,电压（膛内）,电流,功率,阻抗,50,13.690,414.1,3.652,100,25.109,1523.3,3.982,150,33.534,3031.4,4.473,200,39.519,5028.2,5.060,电压（膛外）,电流,功率,阻抗,50,12.246,372.6,4.182,100,23.047,1418.9,4.338,150,31.944,3050.5,4.695,200,39.200,5018.7,5.115,3.2转子绕组交流阻抗转子绕组交流阻抗测试（交接）电压（膛外,13,由于在,DL/T 596-1996,电力设备预防性试验规程,中，要求“测量的阻抗和功率损耗值自行规定，并与历年数值在相同试验条件下比较后不应有明显变化”；在,JB/T 8446-2013,隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法,中，同样没有具体规定静止状态下转子的交流阻抗及功率损耗所允许的变化量。,将前后试验数据,(,膛外,),中电压,150v,阻抗值进行比较，前后变化值未超过,5%,，不能证明绕组存在匝间短路。,由于在DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程中,14,3.3,两极电压平衡试验,转子角度（膛内）,P1,在,9,点钟,P1,在,6,点钟,P1,在,3,点钟,P1,在,12,点钟,P1,在,9,点钟,输入电压,200.3,198.0,202.2,200.1,200.5,P1,电压,98.3,96.7,98.8,97.9,97.9,P2,电压,102.5,101.3,103.5,102.2,102.2,极间差值,4.2,4.6,4.7,4.3,4.3,与最大值的比值,4.1%,4.5%,4.5%,4.2%,4.2%,转子角度（膛外）,P1,在,6,点钟,P1,在,9,点钟,P1,在,12,点钟,P1,在,9,点钟,P1,在,6,点钟,输入电压,200.5,199.3,200.5,199.7,200.4,P1,电压,99.8,101.7,98.3,97.8,97.9,P2,电压,100.7,97.6,102.1,101.9,102.6,极间差值,0.9,4.1,3.8,4.1,4.7,与最大值的比值,0.9%,4.0%,3.7%,4.0%,4.6%,3.3 两极电压平衡试验转子角度（膛内）P1在9点钟P1在6,15,从上表中的数据来看，转子在各角度测试结果均超出,JB/T 8446-2013,隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法,中规定，“各级线圈间的电压差不得大于最大值的,3%,”,的限值，表明转子绕组中存在匝间短路。,从上表中的数据来看，转子在各角度测试结果均超出JB/T 84,16,3.4,发电机转子,RSO,（重复脉冲法）试验,RSO,试验是,RECURRENT SURGE OSCILLOGRAPH,的缩写，即循环周期性电脉冲示波器试验。主要原理就是对于内部不存在匝间短路故障的发电机转子，其,RSO,试验中的正、负极两条响应曲线从正峰值开始的下降曲线段是完全吻合重叠在一起的。但当转子存在匝间短路故障时，正、负极两条响应曲线将在短路点处发生分叉或不吻合现象。当两条响应曲线在分叉处的电压存在明显偏差时，可确认转子存在匝间短路故障。,在,JB/T 8446-2013,隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法,中，,RSO,作为一种测量隐极式同步发电机转子匝间短路的新方法推广使用。,3.4发电机转子RSO（重复脉冲法）试验RSO试验是RECU,17,转子绕组,RSO,试验波形,转子绕组RSO试验波形,18,试验波形中两条响应特性曲线的偏差已经超过,500mV,，超出经验值（,150mV,），结合两极电压平衡试验的结果，验证转子绕组中确实存在匝间短路。,试验波形中两条响应特性曲线的偏差已经超过500mV，超出经验,19,将以上多种试验数据进行综合分析比价，确定了该发电机转子存在绕组匝间短路的故障。,随后转子返厂修理，并在解体后确定了具体故障情况，证明了通过各项试验得出结论的正确性。,将以上多种试验数据进行综合分析比价，确定了该发电机转子存在绕,20,汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判断与分析课件,21,汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判断与分析课件,22,