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大型发电机转子匝间短路故障的研究进展 北京交通大学电气工程学院 郝亮亮 研究背景  转子绕组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  故障危害 一般的轻微励磁绕组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 2 • 局部过热转子接地烧伤轴颈、轴瓦 故障发生案例  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励磁绕组 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。 • …… 3 转子匝间短路故障在线检测方法概述 1、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 转子匝间短路故障在线检测方法概述 2、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 电动势波形 功。 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 的微分波形 因此单导线微分法不太 适合负载时对励磁绕组 匝间短路的检测。 5 转子匝间短路故障在线检测方法概述 2、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 单导线微分法处理发电