两极电压平衡法验证330MW发电机转子交流阻抗试验误差
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摘要： 汽轮发电机转子绕组发生匝间短路是发电机的常见故障，短路时会造成转子励磁电流增大，发电机轴瓦振动加大，无功出力受限，甚至线圈烧毁，酿成事故。能否正确诊断和预防早期的匝间短路故障，使之消除在萌芽状态，是保证发电机组安全运行的关键。本文介绍了徐州华鑫发电有限公司#1机组A修中通过采用多种试验手段综合分析，正确诊断的实例，可为判断类似发电机转子试验数据提供参考。
关键词： 汽轮发电机；转子；诊断
中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）17-0035-02
0 引言
徐州华鑫发电有限公司#1发电机为上海汽轮发电机有限公司生产，发电机编号30SH082/D0300HX05042A该机2005年投产以来已安全运行7年，各项运行指标正常。#1机101A修时做转子交流阻抗法和功率损耗法试验，与出厂试验数据比较（200V电压下），转子交流阻抗减小5.8%，功率增6.3%，为判断转子是否存在影响机组安全运行的早期匝间短路故障，决定用多种方法进行验证。
1 #1机101A修转子交流阻抗数据与出厂和交接试验数据对比
第一次测量数据与出厂和交接试验数据对比
徐州华鑫发电有限公司电气试验报告
一、设备名称： 华鑫发电有限公司#1发电机转子
二、试验性质：■A修 B修 C修 交接 预试
三、试验记录：
此次转子交流阻抗测量分别从转子导电螺杆及对轮连接铜排处进行测量，数据结果相差不大，以导电螺杆处测量与出厂数据比较（200V电压下），转子交流阻抗减小6.6%，功率增加7.6%。与电建公司交接数据比较（170V），转子交流阻抗减小4.4%，功率亦减小2.8%。
2 复测数据
从兄弟厂家借来人员及设备进行复测数据如下：
徐州华鑫发电有限公司电气试验报告
一、设备名称： 华鑫发电有限公司#1发电机转子
二、试验性质：■A修 B修 C修 交接 预试
三、试验记录：
感应电势相量法是根据转子上各齿间合成漏磁通的分布来判断转子绕组有无匝间短路的方法，它可以决定匝间短路的具体槽号。其测试方法分单开口变压器法及口变压器法两种。在本次测量中由于测出数据没有规律性造成无法判断，可见此方法不适用于我公司330MW 发电机转子数据的测量。查找资料及咨询生产厂家，决定采用准确性较高的转子两极电压平衡法复测，用调压器将交流电压升至160V、180V分别进行测量，将电压从正、负极两孔同时输入，用绝缘探棒将一根绝缘电线引至转子线圈中点，电线头部接触中点，其它部位不接触，防止短路。分别测量正极对该引出线的电压和负极对该引出线的电压进行比较。测出数据如下：
徐州华鑫发电有限公司电气试验报告
一、设备名称： 华鑫发电有限公司#1发电机转子
二、试验性质：■A修 B修 C修 交接 预试
三、试验记录：
4 数据分析
第一次测量时，从导电螺杆处测量数据与出厂值比较（200V电压下），转子交流阻抗减小6.6%，功率增加7.6%。与电建公司交接数据比较（170V），转子交流阻抗减小4.4%，功率亦减小2.8%。从与出厂数据比较看发电机转子交流阻抗下降及功率增加，存在转子早期匝间短路的可能性，与电建公司交接试验比较交流阻抗及功率均减小，且交流阻抗减小值在常规判断标准内（常规判定匝间短路的标准为，转子交流阻抗值的减小不超过历次值的5%，功率损耗相应增加；国标《电力设备预防性试验规程》及江苏省《江苏省电力设备交接和预防性试验规程》均规定“阻抗和功率损耗值自行规定。在相同试验条件下与历年数值比较，不应有显著变化”。华北电网《电力设备交接和预防性试验规程》规定为“阻抗和功率损耗值自行规定，在相同试验条件下，与历年数值比较，不应有显著变化，相差10%应引起注意”）。从复测看，几次复测分别从转子导电螺杆及对轮连接铜排处进行测量，数据结果相差不大，以导电螺杆处测量与出厂数据比较（200V电压下），转子交流阻抗减小5.8%，功率增加6.3%。与电建公司交接数据比较（170V），转子交流阻抗减小3.3%，功率亦减小5.3%。从与电建公司交接数据的比较可看出，因现场情况、气温、试验仪器、试验人员素质等多种原因制约使交流阻抗法和功率损耗法试验数据，无法正确判断转子是否真正存在早期故障。需使用其它方法验证。直流电阻测试的数据则反映匝间短路的灵敏度较差。对转子进行的感应电势法测量，但数据无规律性，可见上海发电机厂产300MW机组发电机转子用此法测量效果不明显，数据不能做为转子匝间短路的判断依据。采用两极电压平衡试验法验证，经160V及180电压下测试，误差分别为1.65%、1.8%、1.5%，均小于2%的发电机厂标准，由此判断转子匝间短路的可能性较小。可将此次测量数据保存，与下次大修抽转子后试验数据进行比较，判断转子健康状况。
5 综合分析判断
交流阻抗的试验原理为转子绕组出现匝间短路，则转子绕组有效匝数就会减小，其交流阻抗就会减小，损耗会有所增大，因此，通过测量转子绕组交流阻抗和功率损耗，与历次试验数据相比，来判断转子绕组是否有匝间短路，但单纯使用此法判断受各种因素影响较大，通过对发电机转子试验，直流电阻、两极电压平衡试验等数据综合进行讨论分析，查阅发电机停运前工况进行比较（包括：发电机组振动、发热、磁场、励磁电流、励磁电压、机组无功及轴电压等）综合判断，机组停运前以上各指标数据未发现异常，未出现转子匝间短路的相应征兆，由此判断转子匝间短路的可能性较小。
6 结束语
一般检修公司及电厂检验发电机转子匝间短路的试验方法大多使用传统的交流阻抗法和功率损耗法，由于该方法在试验中受各种因素影响较大，有时会造成误判，应综合使用多种方法进行验证，两极电压平衡法是一种操作简单，高效、准确的方法，现场试验中应加以推广应用。
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