發(fā)電機轉子匝間短路故障診斷與預防措施

涂寅

摘 要： 本文基于某電廠發(fā)電機匝間短路故障案例，重點介紹了運用RSO（重復脈沖）試驗及兩極電壓平衡等技術手段快速準確地診斷故障點，并提出了故障預防診斷措施。

關鍵詞：發(fā)電機;匝間短路;診斷;預防措施

1 設備情況簡介

某電廠600MW 發(fā)電機為哈爾濱電機廠有限責任公司制造的QFSN-600-2YHG型汽輪發(fā)電機（靜止勵磁），發(fā)電機轉子繞組共32槽。轉子每槽匝數(shù)8匝，轉子對地絕緣厚度1.3mm。投運時間為2006年，至今已運行12年。

2 故障概況

2018年12月6日，某廠1號機組開始為期85天的A級檢修。2018年12月23日下午，1號發(fā)電機轉子抽出。轉子抽出后，當天下午對轉子進行各項試驗。當進行轉子靜態(tài)RSO試驗時，發(fā)現(xiàn)RSO波形異常，轉子A極8號線圈可能存在匝間短路故障。

將轉子進行360℃旋轉，測試結果顯示各角度下轉子A極8號線圈RSO波形均異常（RSO圖形8號線圈偏差率18%左右）。另發(fā)現(xiàn)轉子汽端大軸磁化，可懸掛14根回形針。

3 匝間短路故障判斷處理及修后試驗

3.1故障判斷

轉子靜態(tài)RSO試驗顯示轉子異常，再次采用兩極電壓平衡法對發(fā)電機轉子兩極電壓進行測試。測試結果轉子繞組兩極電壓平衡試驗結果顯示兩極電壓偏差已經(jīng)超過3%，A極8號線圈分布電壓還不到B極同一位置電壓的一半。

RSO試驗波形異常、轉子繞組兩極電壓不平衡、轉子汽端大軸磁化，可判斷1號發(fā)電機轉子A極8號線圈存在匝間短路故障。

3.2 故障處理

2019年1月3日，1號發(fā)電機汽、勵兩端護環(huán)拔出。目測汽端端部繞組絕緣，未見到明顯短路點。測試RSO試驗波形異常，做轉子繞組兩極電壓試驗判斷A極8號線圈6-8匝間可能存在匝間短路。拆除8號線圈轉子槽楔，抬出8號線棒。發(fā)現(xiàn)在勵側直線段第一個通風孔處存在短路點，匝間絕緣過熱碳化。

將8號線圈短路點處的匝間絕緣剔除，更換新絕緣。清理8號線圈、壓條、槽楔，更換槽口楔，將8號線圈裝回。

3.3 修后試驗

3.3.1 修后RSO試驗

2019年1月16日，對處理后的轉子進行RSO試驗，試驗波形良好。

3.3.2轉子繞組兩極電壓平衡試驗

試驗結果顯示轉子兩極電壓平衡。

3.3.3 修后試驗結論

回裝完轉子后，對轉子進行交流耐壓測試、交流阻抗測試以及RSO波形試驗，試驗數(shù)據(jù)均合格。由此基本可以判定此次轉子匝間短路故障修復成功。最后回裝發(fā)電機，起機沖轉后對發(fā)電機轉子進行動態(tài)交流阻抗、RSO波形試驗，各項試驗數(shù)據(jù)均合格，發(fā)電機正常運行滿負荷振動值正常，由此確定轉子匝間短路故障完全修復。

4 故障預防診斷

轉子匝間短路是大型汽輪發(fā)電機時常發(fā)生的電氣故障，會引起勵磁電流增大、機組振動加劇、輸出無功減小等不良現(xiàn)象，危害較大。因此需采取各項措施防微杜漸，防止故障發(fā)生。

4.1 加強設備的監(jiān)造

在制造廠監(jiān)造時要嚴格把關，督促制造廠家嚴格按照國家標準完成各項出廠試驗，以確保轉子制造工藝優(yōu)良。在進行出廠試驗時，轉子膛外交流阻抗測試、兩級電壓測試及交流耐壓試驗僅能檢查轉子在靜態(tài)是否存在匝間短路。因此在監(jiān)造過程中必須要求制造廠進行運行中的轉子膛內(nèi)交流阻抗測試。在條件允許下進行RSO波形測試，并且進行多旋轉角度測試，將測試波形綜合比對分析，可以較準確判斷轉子是否存在匝間短路故障。

4.2 在發(fā)電機投運前，認真組織對發(fā)電機轉子的交接試驗，各項試驗標準均應同時滿足國家和廠家的相關標準。

4.3 在投運后需對發(fā)電機進行實時監(jiān)測，定期安排進行RSO波形測試等相關試驗，以便及時發(fā)現(xiàn)轉子匝間短路缺陷。當發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵磁電流、有功功率、無功功率、軸瓦振動等有異常時應及時檢查處理，以防故障擴大。

5 總結

RSO（重復脈沖）試驗是基于行波傳輸原理，利用發(fā)電機轉子繞組結構對稱性，在轉子繞組兩端的對稱部位注入兩路相同的周期性脈沖并對其反射波信號進行采集和分析，判斷轉子是否存在匝間短路故障或匝間絕緣缺陷的試驗。具有試驗電壓低、靈敏度高、可操作性好的特點，既適用于轉子靜態(tài)、也適用于轉子動態(tài)。他與兩極電壓平衡、交流阻抗等試驗結合可快速準確地判斷轉子是否存在匝間短路故障。

轉子解體檢修前，應對轉子進行多個對稱角度RSO（重復脈沖）試驗，以便在修復后與測試波形進行對比，從而精確評估檢修成效，為修復結果提供參考依據(jù)。轉子修復時，同時加強對檢修區(qū)域的隔離清潔工作，搭建無塵區(qū)，防止現(xiàn)場的鐵屑等雜質(zhì)落入轉子內(nèi)。