600mw发电机转子匝间短路与接地故障分析

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1、第33卷第9期华电技术Vo1．33NO．92011年9月HuadianTechnologySep．2011600MW发电机转子匝间短路及接地故障分析刘财碧(四川广安发电有限责任公司，四川广安638000)摘要：利用发电机内电势E和转子励磁电流，之间的函数关系，分析并总结了发电机转子匝间短路和转子接地故障的判据，通过对四川广安发电有限责任公司600MW机组发电机转子匝间短路和转子接地故障前、后数据分析和转子抽出后实际检查情况，印证了该判据的正确性。提出了转子接地的运行防范措施，以提高运行人员故障分析能力。关键词：发电机；转子；匝间短路；接地故障；分析

2、；防范措施中图分类号：TM311文献标志码：B文章编号：1674—1951(2011)09—0061—040引言目前，国内600MW机组已是电网主力机组，它的稳定运行对电网安全意义重大。对于发电机转子匝间故障而言，其相应成熟的故障分析数学模型较少，故障分析判断方法介绍也较少。国产600MW发电机组转子因设计等原因，其转子横向及纵向垫块在机组启、停等状态会受到不同交变应力的冲击，可能会出现松脱现象并摩擦绝缘瓦，引起绝缘瓦损坏，进而引起绕组匝问经护环形成短路，烧伤护环并形成转子接地，造成发电机组重大设备损坏。若能及时发现异常并分析、判断故障的原因和性质

3、，及时图1叠加直流式转子一点接地保护原理图停机处理，可以避免事故扩大，确保设备安全。，R。(2)1600MW发电机转子接地保护原理在式(1)和式(2)中，有2个未知数尺及otUf。1．1600Mw发电机转子接地保护基本原理联立解上述方程组，根据已知的，K，，B，。，尺：可解叠加直流式转子一点接地保护的原理：在发电出接地电阻尺及aU。当计算值R≤R。(动作定值)时，保护动作。机转子绕组的一极(正极或负极)与大轴之问加11．2600MW发电机的相关说明个直流电压，通过计算直流电压输出电流来测量转四川广安发电有限责任公司三期2×600MW子绕组或励磁回路

4、的对地绝缘，其基本原理如图1所示。(61，62)机组分别于2006年12月16日和2007年6月30日投入商业运行，配套东方电机股份有限在正常运行时，电子开关s不断地打开、闭合，公司生产的QFSN一600—2—22C型发电机，励磁系当S打开时测量电流，，当s闭合时测量电流，R。统是美国GE公司生产的EX2100TM励磁系统，采根据，及，的值来计算转子绕组对地电阻。在正用励磁系统注入式叠加直流电压转子接地保护，通常工况下，转子绕组不接地，被测量回路开路，，=过励磁系统接地检测模块向发电机转子注入50V，一0，计算出的接地电阻非常大；当转子某一部位的直

5、流电压，实时检测发电机转子对地电阻值，当其发生接地时，设接地电阻为尺，接地点距转子负极阻值小于10kQ时，延时20s发“发电机转子接地报的电气位置为，转子电压为，此时测量元件的测警”信号，当其阻值小于4kQ时，延时20s机组量电流值为跳闸。r，一——一．二—L一⋯，1、一R++尺，’2600MW发电机转子匝间短路的判断依据收稿日期：2011—03—30；修回日期：2011—04—21根据电机学原理，在运行中依据发电机内电动·62·华电技术第33卷势E和转子励磁电流，f的函数关系来推断发电机K减小时，说明，f减小，由于内电动势只依赖于转子是否有匝间短

6、路。励磁电流，f，和电网运行无关，在励磁回路正常情况2．1发电机转子(轻微)匝间短路判据的意义下，K的变小是励磁电流，f增大引起的，设正常基准发电机转子绕组轻微匝间短路现象通常并不明势流比系数为K，采集势流比系数为，合格百分显，尤其是对于转子磁极南北极级间对称轻微匝间比为口％，可得如下判据短路更不易发现，随着时间的推移，故障发展为多级=(K。一)／K1。(5)转子绕组匝间短路及转子接地，将会造成恶性事故，<0％，正常；≥0％，异常，出现转子绕组轻后果十分严重。微匝间短路，0％可取7％一10％。目前，对发电机转子绕组轻微匝间短路的判断2．2．2运行中

7、汽轮发电机内电动势E的求取方法有回复波检测法、开口变压器法、微分线圈动测图2为汽轮同步发电机P—Q图。法、直流电阻法、交流阻抗和功率损耗法、空载及短JP路特性试验法、利用无功和转子电流关系判断的在定子发热极限、原动机输出功率线诊断法等。若采用上述方法，要么需要安装昂贵的设备，要么对发电机转子磁极南北极级间对称轻微匝间短路根本判断不出来。利用运行中发电机内电动势和转子励磁电流关系作为判断依据，根据现场测点独立安装位置排除测点异常可能性，进而准确判断出发电机转子绕组轻微匝间短路故障，为防U0Q止故障扩大和及时检修提供可靠依据。2．2发电机转子(轻微)匝

8、间短路判据判别方法如果发生发电机转子绕组轻微匝问短路，尤其图2汽轮同步发电机的P—Q图是只有2匝短路，在相同工况下，励磁电