涂寅

摘 要： 本文基于某電廠發(fā)電機(jī)匝間短路故障案例，重點(diǎn)介紹了運(yùn)用RSO（重復(fù)脈沖）試驗(yàn)及兩極電壓平衡等技術(shù)手段快速準(zhǔn)確地診斷故障點(diǎn)，并提出了故障預(yù)防診斷措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī);匝間短路;診斷;預(yù)防措施

1 設(shè)備情況簡介

某電廠600MW 發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司制造的QFSN-600-2YHG型汽輪發(fā)電機(jī)（靜止勵(lì)磁），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組共32槽。轉(zhuǎn)子每槽匝數(shù)8匝，轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣厚度1.3mm。投運(yùn)時(shí)間為2006年，至今已運(yùn)行12年。

2 故障概況

2018年12月6日，某廠1號(hào)機(jī)組開始為期85天的A級(jí)檢修。2018年12月23日下午，1號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子抽出。轉(zhuǎn)子抽出后，當(dāng)天下午對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)。當(dāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)子靜態(tài)RSO試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)RSO波形異常，轉(zhuǎn)子A極8號(hào)線圈可能存在匝間短路故障。

將轉(zhuǎn)子進(jìn)行360℃旋轉(zhuǎn)，測試結(jié)果顯示各角度下轉(zhuǎn)子A極8號(hào)線圈RSO波形均異常（RSO圖形8號(hào)線圈偏差率18%左右）。另發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)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(yàn)

3.1故障判斷

轉(zhuǎn)子靜態(tài)RSO試驗(yàn)顯示轉(zhuǎn)子異常，再次采用兩極電壓平衡法對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩極電壓進(jìn)行測試。測試結(jié)果轉(zhuǎn)子繞組兩極電壓平衡試驗(yàn)結(jié)果顯示兩極電壓偏差已經(jīng)超過3%，A極8號(hào)線圈分布電壓還不到B極同一位置電壓的一半。

RSO試驗(yàn)波形異常、轉(zhuǎn)子繞組兩極電壓不平衡、轉(zhuǎn)子汽端大軸磁化，可判斷1號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子A極8號(hào)線圈存在匝間短路故障。

3.2 故障處理

2019年1月3日，1號(hào)發(fā)電機(jī)汽、勵(lì)兩端護(hù)環(huán)拔出。目測汽端端部繞組絕緣，未見到明顯短路點(diǎn)。測試RSO試驗(yàn)波形異常，做轉(zhuǎn)子繞組兩極電壓試驗(yàn)判斷A極8號(hào)線圈6-8匝間可能存在匝間短路。拆除8號(hào)線圈轉(zhuǎn)子槽楔，抬出8號(hào)線棒。發(fā)現(xiàn)在勵(lì)側(cè)直線段第一個(gè)通風(fēng)孔處存在短路點(diǎn)，匝間絕緣過熱碳化。

將8號(hào)線圈短路點(diǎn)處的匝間絕緣剔除，更換新絕緣。清理8號(hào)線圈、壓條、槽楔，更換槽口楔，將8號(hào)線圈裝回。

3.3 修后試驗(yàn)

3.3.1 修后RSO試驗(yàn)

2019年1月16日，對(duì)處理后的轉(zhuǎn)子進(jìn)行RSO試驗(yàn)，試驗(yàn)波形良好。

3.3.2轉(zhuǎn)子繞組兩極電壓平衡試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果顯示轉(zhuǎn)子兩極電壓平衡。

3.3.3 修后試驗(yàn)結(jié)論

回裝完轉(zhuǎn)子后，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行交流耐壓測試、交流阻抗測試以及RSO波形試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格。由此基本可以判定此次轉(zhuǎn)子匝間短路故障修復(fù)成功。最后回裝發(fā)電機(jī)，起機(jī)沖轉(zhuǎn)后對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)態(tài)交流阻抗、RSO波形試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行滿負(fù)荷振動(dòng)值正常，由此確定轉(zhuǎn)子匝間短路故障完全修復(fù)。

4 故障預(yù)防診斷

轉(zhuǎn)子匝間短路是大型汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)常發(fā)生的電氣故障，會(huì)引起勵(lì)磁電流增大、機(jī)組振動(dòng)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(xiàng)措施防微杜漸，防止故障發(fā)生。

4.1 加強(qiáng)設(shè)備的監(jiān)造

在制造廠監(jiān)造時(shí)要嚴(yán)格把關(guān)，督促制造廠家嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)完成各項(xiàng)出廠試驗(yàn)，以確保轉(zhuǎn)子制造工藝優(yōu)良。在進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)子膛外交流阻抗測試、兩級(jí)電壓測試及交流耐壓試驗(yàn)僅能檢查轉(zhuǎn)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(jìn)行運(yùn)行中的轉(zhuǎn)子膛內(nèi)交流阻抗測試。在條件允許下進(jìn)行RSO波形測試，并且進(jìn)行多旋轉(zhuǎn)角度測試，將測試波形綜合比對(duì)分析，可以較準(zhǔn)確判斷轉(zhuǎn)子是否存在匝間短路故障。

4.2 在發(fā)電機(jī)投運(yùn)前，認(rèn)真組織對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的交接試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)同時(shí)滿足國家和廠家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 在投運(yùn)后需對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，定期安排進(jìn)行RSO波形測試等相關(guān)試驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子匝間短路缺陷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、有功功率、無功功率、軸瓦振動(dòng)等有異常時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查處理，以防故障擴(kuò)大。

5 總結(jié)

RSO（重復(fù)脈沖）試驗(yàn)是基于行波傳輸原理，利用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，在轉(zhuǎn)子繞組兩端的對(duì)稱部位注入兩路相同的周期性脈沖并對(duì)其反射波信號(hào)進(jìn)行采集和分析，判斷轉(zhuǎn)子是否存在匝間短路故障或匝間絕緣缺陷的試驗(yàn)。具有試驗(yàn)電壓低、靈敏度高、可操作性好的特點(diǎn)，既適用于轉(zhuǎn)子靜態(tài)、也適用于轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)。他與兩極電壓平衡、交流阻抗等試驗(yàn)結(jié)合可快速準(zhǔn)確地判斷轉(zhuǎn)子是否存在匝間短路故障。

轉(zhuǎn)子解體檢修前，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行多個(gè)對(duì)稱角度RSO（重復(fù)脈沖）試驗(yàn)，以便在修復(fù)后與測試波形進(jìn)行對(duì)比，從而精確評(píng)估檢修成效，為修復(fù)結(jié)果提供參考依據(jù)。轉(zhuǎn)子修復(fù)時(shí)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)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(zhuǎn)子內(nèi)。