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发电机转子绕组接地及匝间短路的测试

发电机转子绕组接地及匝间短路的测试

点击数:7556 次   录入时间:03-04 11:40:50   整理:http://www.55dianzi.com   电工电器基础

  1.接地故障的检查试验
  
  转子回路发生接地故障时,首先应对绕组外部连接回路进行检查,依次排除外部回路接地的可能性后,再检查绕组本身的接地部位。
  
  常用的检查试验方法如下:
  
  (1)电压表法
  
  此方法能简便判明转子绕组接地点位置及接地电阻数值,发电机在静止或转动状态下均可进行测量。但应注意,在运行状态下进行测量时应在励磁回路中投入两点接地保护。
  
  测量接线如下图所示。

电压表法测量结线

  在转子滑环上加直流电压,用电压表测量正负滑环间电压V,正环及负环对地电压及,计算接地点电阻Rg:

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  如为金属性接地故障,可按下式算出接地点对正,负滑环间的大致电气距离,或占转子绕组总长的百分比。
  
  距正环

距正环

  距负环

距负环

  应注意,如发电机处于旋转状态,应使用带绝缘柄的铜网刷直接触到滑环及转轴上进行测量,测得的正环对地电压,及负环对地电压之和不应大于两滑环间的电压,根据测试结果判定:
  
  如V1<<V2,接地点靠近正环,V1>>V2,接地点靠近负环,V1<<V2,V2≠0,或为负值、V2>>V1,V12≠0,或负值,接地点不在转子绕组内部。
  
  进行这项试验还应该注意所用电压表内阻数值,否则易引入较大误差。如为非金属性接地,必须选用高内阻电压表,如数字式电压表或万用表。

  进行这项试验还应该注意所用电压表内阻数值,否则易引入较大误差。如为非金属性接地,必须选用高内阻电压表,如数字式电压表或万用表。

  (2)直流大电流法
  
  在转子轴上施加大的直流电流查找绕组接地点的轴向和周向位置是检修存在接地故障转子的常用和行之有效的方法,其试验接线如下图所示。
  
  在转子两端轴上通以较大的直流电流(约200~1000A),则沿转子轴向的电位分布如曲线1所示。转子绕组及滑环的电位与接地点相同,如曲线2所示。测量时将检流计G(或量程不大于0.1mv的毫伏表)的一端接于任一滑环上,另一端接探针。将探针触接转子本体作轴向滑动,当检流计指示为零时即为接地故障点沿轴向的位置。

大电流法试验结线

  在实际测量过程中,接近故障点的一段区域,检流计可能均指示零值或最低值,即呈现零值区或不灵敏区,(上图中标“0”的部分)。零值区的范围大小取决于试验时所施加电流的大小及检流计的灵敏度,试验时如出现零值区过大现象,只需加大试验电流或更换灵敏度更高的检流计,零值区即可缩小。
  
  在能满足测量灵敏度要求的前提下,选择试验电流。

  应注意,现场进行以上试验,一般用直流励磁机或电焊机作直流电源,在后一种情况下,有时用两台电焊机并联运行以获得较大直流电流,但也往往给电压调节和稳定带来困难。因而最好应用一台电机或减小试验电流。
  
  还应注意,为防止大电流引入时因接线不牢而烧伤转子连接部位,应制作通流容量合适的专用卡环固定在转轴两端,将直流电源引线用螺栓夹紧到卡环上。
  
  接地点周向位置的测定:
  
  转子绕组接地点轴向位置测定后,为了检出接地线圈所在的线槽,需一步测出接地点在转子圆周方向的部位,为此,在接地点轴向位置所对应的转子周向断面的大齿(磁极)表面,沿颈项通以300~500A的直流电流。与轴向检测法一样,将检流计G的一端与任一滑环连接,;另一端用探针沿周向断面滑动,如下图所示。

测定周向接地点的结线

  试验时可持探针先后沿转子两个半圆周方向进行,如测出的接地点不是单一的,则应将直流电源引线端改接到与磁极中心呈垂直方向的小齿上继续进行试验,测出检流计指示为零的点。
  
  最后,测出的轴向与周向的交点即为接地故障点。
  
  以上试验方法是未取下转子护环时采用的。如接地点已测定,并取下故障侧护环后,可用6~12V蓄电池作电源直接加到滑环两端,测量故障线槽内线圈各匝对地电位,即可找出接地线匝。
  
  在某些情况下,不取下护环亦可测出接地故障线匝。如国产200~300MW汽轮发电机,转子多采用气隙取气斜流通风方式,在冷热风区都有通风孔,其数量与槽内线匝相对应;部分国外进口的大型汽轮发电机,如采用轴向—径向通风方式的300~600MW机组,在转子中部热风区的通风孔亦与槽内线匝数量相对应,可在滑环上接入6~12V电源,测出故障线匝。

交流烧穿法结线图



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  2.转子绕组匝间短路检测
  
  (1)交流阻抗和功率损耗法  
  
  测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗是判断有无匝间短路的较为灵敏和有效的方法。
  
  在交流电压作用下,转子绕组短路匝中流过的电流要比正常匝大,其方向与正常匝的电流方向相反,有较明显的去磁作用,形成绕组总阻抗的显着下降,功率损耗明显增加,根据多年现场试验证明,与正常试验结果相比,如交流阻抗值下降8%,功率损耗上升10%,一般都存在匝间短路。
  
  交流阻抗和功率损耗法的试验接线如下图所示。交流电压经自耦调压器T,接至转子滑环1-1,其值应不超过转子额定电压。发电机大修后或交接试验应在升速过程中测其交流阻抗或功率损耗。
  
  交流阻抗法因接线简便,静态或动态,转子在定子膛内或膛外皆可进行试验,测试的灵敏度较高等优点,而现场广泛采用。但应注意,此方法因受多种因素影响,常常降低其试验结果的准确度,如试验时施加电压的大小,转子所处位置,静态或动态,电源周率、短路点接触电阻及短路匝在槽内所处位置等。虽然可在历次试验中将这些因素的影响缩减到最小程度,如转子所处位置、动态或静态,电源电压大小及周率等等,但多次试验结果表明,仅用此法尚不足以最后判定匝间短路性质及其严重程度。

交流阻抗及功率损耗试验结线

  正因影响交流阻抗法的因素较多,过去国内各试验研究单位曾根据各自的测试条件提出过不同的判定标准,其范围大致是,交流阻值下降4~10%。也曾出现过交流阻抗仅下降4~5%的确存在匝间短路,但下降8~10%却不存在匝间短路的事例。可见,仅用交流阻抗法来判定转子是否存在匝间短路是不够充分的,应结合其它方法综合判断。这对确定转子是否采取检修措施时是十分必要的。
  
  (2)微分探测线圈动测法
  
  在此,特别提出适于在现场采用而有效的测试方法—微分探测线圈法。
  
  ①测试原理

  转子主磁通、磁势、磁密分布图

转子主磁通、磁势、磁密分布图

  气隙磁密分布图

气隙磁密分布图

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