摘要：本文介紹了汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路檢測的常用方法，與現(xiàn)場匝間短路問題實際處理案例相結(jié)合，論述了這些方法用于故障檢測的原理和效果。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機；轉(zhuǎn)子繞組；匝間短路

一、轉(zhuǎn)子繞組匝間短路問題常見危害

發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路后會伴隨產(chǎn)生下述問題：轉(zhuǎn)子勵磁電流增大；局部發(fā)熱；無功下降；振動增加；燒毀轉(zhuǎn)子繞組；導(dǎo)致發(fā)電機轉(zhuǎn)子大軸接地；引起轉(zhuǎn)子磁化；燒傷軸頸和軸瓦。因此轉(zhuǎn)子繞組匝間短路問題會嚴(yán)重威脅機組安全運行。

二、造成轉(zhuǎn)子繞組匝間短路問題常見原因及分類

1、制造方面：如制造工藝不良，在轉(zhuǎn)子繞組下線、整形等工藝過程中損傷了匝間絕緣；或絕緣材料中存有金屬性硬粒，刺穿了匝間絕緣，造成匝間短路。

2、運行方面：在電、熱和機械等的綜合應(yīng)力作用下，繞組產(chǎn)生變形、位移，致使匝間絕緣斷裂、磨損、脫落或由于臟污等造成匝間短路。

三、轉(zhuǎn)子繞組匝間短路問題常用檢測判定方法：

準(zhǔn)確判斷并消除汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子繞組匝間短路問題就顯得尤為重要?，F(xiàn)對汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子繞組匝間短路問題檢測試驗手段很多，以下述方法最為常見：

1、兩極壓降和電壓分布檢測法

在轉(zhuǎn)子繞組中通入交流電，測量轉(zhuǎn)子兩極電壓。兩極電壓相等時說明轉(zhuǎn)子不存在匝間短路，然后依次測量各個分布線圈的電壓降，也就是分別測量各個分布線圈的交流阻抗。

2、RSO 重復(fù)脈沖檢測法

RSO 試驗即循環(huán)周期性沖擊波圖試驗。其主要原理就是在轉(zhuǎn)子繞組的兩端同時注入一個連續(xù)的前沿陡峭的低電壓脈沖。當(dāng)脈沖在轉(zhuǎn)子繞組傳播時，一旦遇到任何在繞組特性阻抗上有不連續(xù)的地方，就會產(chǎn)生一個反射脈沖，反射脈沖會重新回到注入點，通過分析注入點的波形來分析繞組故障。

四、 現(xiàn)場實際案例

現(xiàn)以某電廠汽輪發(fā)電機組繞組匝間短路問題處理紀(jì)實對判定方式方法進(jìn)行淺析。某電廠1號機為汽輪發(fā)電機為QFSN-660-2型，額定功率為660MW，冷卻方式為水氫氫，額定氫壓為0.5Mpa，該機組未安裝匝間短路探測線圈檢測設(shè)備。在機組檢修期間將發(fā)電機轉(zhuǎn)子抽出進(jìn)行常規(guī)檢查，經(jīng)RSO試驗發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子存在匝間短路問題，前期運行期間（2005年-2018年）未見振動、發(fā)熱等任何異常。后續(xù)現(xiàn)場經(jīng)兩極壓降、電壓分布試驗定位排查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子A極8號線圈勵端6、7匝之間存在匝間短路問題，廠家拆解后找到問題并對短路點及薄弱匝間絕緣進(jìn)行更換修復(fù)處理和回裝工作，經(jīng)兩極壓降、電壓分布和RSO測試驗證轉(zhuǎn)子A極8號線圈匝間短路問題已消除，后續(xù)現(xiàn)場進(jìn)行套轉(zhuǎn)子護環(huán)前試驗，RSO測試A極1號線圈波形又出現(xiàn)了異常（在旋轉(zhuǎn)到270°-360°方向時有時無，偏差率約8%），用兩極壓降和電壓分布測試（多角度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行）結(jié)果良好（總電壓200V，兩極電壓差0.5V，各槽電壓分布最大差值0.2V）?，F(xiàn)場對A極1號線圈進(jìn)行拆解、檢查、清理和回裝工作，未發(fā)現(xiàn)匝間短路點和匝間絕緣缺陷，處理后進(jìn)行兩極壓降和電壓分布試驗，結(jié)果良好（總電壓200V，兩極電壓差0.6V，各槽電壓分布最大差值0.2V），RSO測試波形無明顯改善（偏差率約4%），同時A極2、3和4號線圈RSO測試波形也出現(xiàn)有不重合（偏差率小于2.5%）。現(xiàn)場再次對A極1、2、3和4號線圈重新進(jìn)行拆解、檢查、清理和回裝工作，仍未發(fā)現(xiàn)匝間短路點和異常缺陷?，F(xiàn)場進(jìn)行兩極壓降和電壓分布測試，結(jié)果良好（總電壓200V，兩極電壓差0.1V，各槽電壓分布最大差值0.2V），RSO測試波形無明顯改善（偏差率約6%）。

綜上，現(xiàn)場認(rèn)為檢修期間轉(zhuǎn)子長時間靜止放置和退打槽楔導(dǎo)致轉(zhuǎn)子線圈之間、絕緣與線圈之間產(chǎn)生間隙未達(dá)到完全貼合壓實狀態(tài)。端部與直線部分線圈之間間隙不均勻影響了RSO測試結(jié)果，因為RSO檢測方法靈敏度高，導(dǎo)致了波形偏差率偏大。現(xiàn)場1號機轉(zhuǎn)子已排除匝間短路問題可以滿足機組穩(wěn)定運行，為了減小不必要的對匝間絕緣傷害，后續(xù)現(xiàn)場進(jìn)行回裝工作。

現(xiàn)場于2019年2月22日啟機后進(jìn)行轉(zhuǎn)子動態(tài)RSO測試，測試結(jié)果較之前靜止?fàn)顟B(tài)試驗波形有明顯改善（重合度更高，偏差率更?。?，且試驗數(shù)據(jù)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)，不存在匝間短路問題。

五、結(jié)語

通過以上淺析及現(xiàn)場實際案例，發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障檢測及處理需要綜合分析，由于各種試驗方法均有不同的影響因素和局限性，對判斷結(jié)論都會造成影響。轉(zhuǎn)子的兩極壓降和電壓分布試驗?zāi)芊磻?yīng)匝間短路缺陷和初步定位短路位置；RSO 診斷試驗對高阻匝間短路有高靈敏度。修后發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路問題排查以啟機后動態(tài)試驗為判斷依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉慶河，汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子匝間短路的檢測方法[J]；大電機技術(shù)；2004

[2]張盛，汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷及分析[J]；中文信息；2016

（作者單位：哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司）

作者簡介：秦亮（1991-），男，黑龍江哈爾濱人，2014年畢業(yè)于東北電力大學(xué)機械專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位；哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司助理工程師；一直從事汽輪發(fā)電機項目的技術(shù)工作。