发电机转子绕组匝间短路丈量办法
转子绕组匝间短路是发电机一种多见的缺陷,但处理缺陷是比照费事的,而匝间短路不光会影响出力,并且会致使振荡,因而,对此应加以注重。在《预规》基地求的测验沟通阻抗及损耗,测验直流电阻,空载和短路实验通常还不能作为终究拟定依据,依据匝间短路的性质(静态或动态)能够用感应电动势相量法和微分勘探线圈法来进行断定。
一、丈量办法
1.感应电动势相量法
感应电动势相量法是运用开口变压器丈量绕组中所感应的电压(电流),其巨细和相角与线槽上漏磁巨细和相角有关,将各槽上测得的感应电压(电流)巨细和相角互比照照,就能够断定转子绕组有无匝间短路,且可断定相应的槽号。其丈量办法如下:
(1)单开口变压器。单开口变压器接线如图1-1所示,将开口变压器置于转子中部,依次在各槽上丈量,调度移相器及记下移相器和真空管电压表读数,作出转子各绕组的相量图。
图1-1 单开口变压器实验接线
OC一双踪示波器;PV2一空管毫表;
PV1一电压表;T一开口变压器;AV一调压器
(2)双开口变压器。双开口变压器接线如图1-2所示,在同一线槽或同一绕组对应的两个槽上各放两个开口变压器,一为发射变压器(可加1000~2000安匝工频电源),一为接纳变压器。在杰出槽中,接纳绕组的感应电压零,有短路匝的则感应出电压。
如今这种测验仪器在国内已有出产。
2.微分勘探线圈法
微分勘探线圈法是转子在旋转时进做法态测验,其根柢原理是对发电机的旋转磁场进行微分,依据波形来剖析有无匝间短路及缺陷的槽位。其丈量办法如下:
制造微分勘探线圈(用有机玻璃框绕制线圈,线径通常为Φ0.06~Φ1mm,匝数为50~300匝)将绕好的线圈嵌入一根Φ10mm的调管顶端,将引线绞成麻花状从铜管中引出。然后将测杆刺进定、转子的空地中(从铁芯背部通风孔中刺进,有必要固定结实,避免移动而碰旋转的转子),用示波器录制气隙磁密波形。小线圈输出的电动势为气隙磁密微分的效果,即
e=-ωs(dB/dt) (1-19)
式中 ω逐个小线圈匝数;
s逐个小线圈面积。
由波形的改动能够进行区别。
图1-2 双开口变压器实验接线
二、实例阐明
1、实例1-1 转子绕组匝间短路的测验。
某电厂一台100MW发电机,双水内冷,转子实槽28个,每极匝数为92。大槽匝数14(双排),小槽匝数8(双排散布)额外转速3000r/min。在带负荷时呈现了振荡,且随负荷添加而上升,从历年直流电阻及沟通阻抗实验已有匝间短路预兆,为了进一步断定进行了感应电动势相量法测验和微分线圈勘勘探验,测验效果如下。
(1)感应电动势相量法。感应电动势相量法的测验数据见表1-1。
槽 号 | Wab | Wbc | Wca | 槽 号 | Wab | Wbc | Wca | |
1 | 1.06 | 4.40 | -5.56 | 28 | 1.04 | 4.64 | -5.64 | |
2 | 2.36 | 5.90 | -8.30 | 27 | 2.50 | 6.12 | -8.64 | |
3 | 2.80 | 6.50 | -9.30 | 26 | 2.70 | 7.32 | -10.0 | |
4* | -0.60 | -13.2 | 13.7 | 25* | 0.10 | -18.4 | 18.4 | |
5 | 3.20 | 6.30 | -9.70 | 24 | 2.84 | 7.76 | -10.6 | |
6 | 3.36 | 5.50 | -8.80 | 23 | 3.72 | 5.76 | -9.40 | |
7 | 3.26 | 4.96 | -8.20 | 22 | 3.30 | 5.32 | -8.70 | |
8 | 3.20 | 4.70 | -8.00 | 21 | 3.30 | 5.04 | -8.40 | |
9 | 3.30 | 4.64 | -7.92 | 20 | 3.20 | 4.76 | -7.96 | |
10 | 3.30 | 4.36 | -7.70 | 19 | 3.24 | 4.72 | -8.00 | |
11 | 3.50 | 4.24 | -7.70 | 18 | 3.16 | 4.60 | -7.76 | |
12 | 2.92 | 4.60 | -7.56 | 17 | 3.00 | 4.70 | -7.64 | |
13 | 2.24 | 4.76 | -7.10 | 16 | 2.36 | 4.74 | -7.06 | |
14 | 0.76 | 3.52 | -4.30 | 15 | 0.96 | 3.20 | -4.16 | |
注:也可用功率相量来阐明感应电动势的相量。 *标明4、25槽(为同一线圈)有匝间短路。 |
图1-3 功率相量投影图
用表1-1的数据作相量投影图,如图1-3所示。
依据表1-1和图1-3可看出,4、25号槽(为同一线圈)有匝间短路景象(反相)。
(2)微分线圈勘探法。微分线圈勘探法分在空载和短路状况下测验。所测得的波形如图1-4及图1-5所示。运用Φ6mm,300匝线圈,引线接至SC-16光线示波器。
由图1-4及图1-5可见,两槽波峰显着发作了畸变(即4 - 25槽)阐明动态下也有匝间短路,这与静态剖析是一同的。
图1-4 空载状况下气隙磁密曲线 图1-5 短路状况下气隙磁密曲线
经溃散(拔去护环)后发现,匝间短路在线圈端部,第25槽中1匝和13匝间严峻短路,归于排间短路。另7~22槽有轻度匝间短路(曩昔用感应电动势法曾测得有短路),但因为在超速中的离心力效果使匝间发作位移而不见。在处理后又进行了测验,波形已正常,测验效果见表1-2,功率相量亦无反相状况。此外还做了直流电阻及沟通阻抗测验,效果也彻底正常。起色后机组的振荡值均在规程规矩计划内。证实机组根柢上康复了正常工况。
表1-2 测验数据(换向电源380V、转子加压130V、转子电流11A、cosφ=1)槽 号 | Wab | Wbc | Wca | 槽 号 | Wab | Wbc | Wca | |
1 | -3.20 | -1.00 | 4.20 | 28 | -3.20 | -1.00 | 4.20 | |
2 | -4.00 | -2.20 | 6.40 | 27 | -4.00 | -2.30 | 6.40 | |
3 | -3.86 | -3.00 | 6.80 | 26 | -4.40 | -2.80 | 7.20 | |
4 | -4.00 | -3.20 | 7.20 | 25 | -1.40 | -4.40 | 5.80 | |
5 | -3.00 | -3.60 | 6.60 | 24 | -4.40 | -2.80 | 7.20 | |
6 | -3.70 | -3.10 | 7.00 | 23 | -3.40 | -3.50 | 6.90 | |
7 | -3.70 | -3.00 | 6.80 | 22 | -3.80 | -3.00 | 6.80 | |
8 | -3.60 | -3.00 | 6.60 | 21 | -3.60 | -3.00 | 6.60 | |
9 | -3.70 | -3.00 | 6.80 | 20 | -3.60 | -2.90 | 6.50 | |
10 | -3.80 | -3.00 | 6.60 | 19 | -3.60 | -2.90 | 6.50 | |
11 | -3.30 | -3.20 | 6.60 | 18 | -3.60 | -2.80 | 6.40 | |
12 | -3.80 | -2.60 | 6.40 | 17 | -3.80 | -2.70 | 6.40 | |
13 | -3.80 | -2.00 | 6.00 | 16 | -3.90 | -2.00 | 6.00 | |
14 | -3.00 | -0.70 | 3.70 | 15 | -2.60 | -1.00 | 3.60 |
某电厂一台300MW发电机,水氢氢,转子共有40个分度纷歧样的槽,其间12个为阻尼槽,28个为三阶梯形转子绕组槽。转子绕组为每槽九层,每极占14个槽,南北极共126匝,每匝绕组由冷拉铜线分十段焊在一同,匝间绝缘为0.38mm。
该机在《预试》中发现直流电阻和沟通阻抗改动后,用勘探线圈法在空载和短路下进行了测验。波形图如图1-6及图1-7所示。从波形中可见转子南北极的4个大套均有短路景象,分外是其间某一极的次大套绕组有严峻匝间短路。
图1-6 空载波形 图1-7 短路波形
在转子抽出后又做了双开口铁芯查看实验。发射铁芯放在被测线圈某一槽上,通以30A沟通电电流,接纳铁芯放在被测线圈另一槽上,并外接毫伏表和示波器,对14套线圈逐个测验,测验数据见表1-3。
表1-3 双开口铁芯法测验数据转子极面 | 线圈(套) | 丈量电压(mV) | 转子极面 | 线圈(套) | 丈量电压(mV) | |
A极面 | 4~37 | 50 | A极面 | 11~30 | 9000 | |
5~36 | 30 | 12~29 | 1000 | |||
6~35 | 40 | 13~28 | 8500 | |||
7~34 | 2000 | 14~27 | 12000 | |||
8~33 | 12000 | 15~26 | 20 | |||
9~32 | 12000 | 16~25 | 20 | |||
10~31 | 9000 | 17~24 | 25 |
从表1-3数据可见,7~34、8~33、9~32.10~31、11~30、12~29、13~28及14~27共8套线圈比别的的线圈电压高1000倍以上,故以为存在匝间短路景象,这和动测法(微分线圈勘探法)是一同的。
为了进一步查找缺陷点,该机选用了直流压降法。
(1)匝间压降法。即取下护环,撤消端部绝缘,通50~100A直流电流到转子绕组,对有匝间短路的8套线圈,别离丈量每匝线圈间的压峰,如发现反常时,添加测点,依据散布规矩,对可疑点添加测点,直至测出压降最低点,即为短路点。这种办法适用于一匝只对另一匝短路。
(2)关于多匝线圈一同呈现匝间短路的,能够选用分段压降法,即把线圈分为几个对称等长段,丈量压降(如4段)比照等段长压降值,其正常值与反常值的接壤点便为短路点。
通过以上两种办法共找出17个短路点(其间3套线圈的7个短路点是用分段压降法找出的)。
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