水轮发电机定子绕组短路故障分析.docx

水轮发电机定子绕组短路故障分析摘要：水轮发电机是水电站生产电能最重要的动力设备，水轮发电机定子绕组短路故障时将会严重影响水电站的正常维护与运行，如不及时处理，可能会对电网造成冲击，甚至带来重大的经济损失，因此对水轮发电机定子绕组短路故障分析显得十分重要。当前水轮发电机故障诊断主要包括智能故障诊断方法以及信号处理方法，基于水轮发电机故障类型多并呈现高维性的特点，本文对水轮发电机定子绕组短路故障进行了详细的分析和探究。关键词：水轮发电机；定子绕组；短路故障一、定子绕组概述发电机分为固定部分的定子和旋转部分的转子，定子绕组根据线圈绕制的形状和嵌装布线方式的不同又可分为集中式和分布式两种形式，集中式绕组的绕制较嵌装式简单但是效率比较低，运行性能也不高，现在被广泛使用的是应用分布式绕组形式。根据不同机种、型号及线圈嵌绕的工艺条件,电动机各自设计采用不同的绕组型式和规格，故其绕组的技术参数也不相同，与定子绕组相对的是转子绕组。定子绕组是发电机的动脉，定子绕组的绝缘应该达到一定的耐热等级和足够的介电强度，并保证在运行期间不会出现异常现象，定子在使用时要保证其不会出现损坏现象，使用前要开箱进行检查，查看线棒是否出现变形、受损现象。二、故障现象及原因分析该发电机信号屏上4号发电机差动保护、发电机故障光字牌亮，4号发电机出口开关指示在“开”位置。经检查，发电机出口开关和灭磁开关已经断开，机组处于50%额定转速空转运行。值班人员迅速采取措施刹车停机，检查定子绕组外观，没有发现明显异常。考虑到属于发电机主保护动作,立即通知检修人员处理。相关技术人员到现场后，指导修复绕组。修复的时候，发现定子绕组在铁心槽楔中的大部分固定线圈已经松动，部分绕组线圈与端部的端箍之间缝隙较大。用兆欧表检测，有6处绝缘电阻不合格。经过讨论，认为定子绕组工艺方面存在缺陷，在绕组线圈与端部端箍之间没有缓冲垫，同时固定的铁心槽楔紧度不够，使得运行过程中绕组线圈在铁心中有轻微的振动，从而导致定子绕组与端箍间的绝缘层被破坏，绝缘性能降低，最终造成A,C相两线圈同时通过端箍短路。更换已经烧坏的两根线棒，并按照要求进行了严格的浸漆处理，同时对其他绕组的绝缘进行了加强，在线圈连接线之间加垫绝缘纸板并重新进行包扎、在线圈与端部之间松动的地方加垫实心垫并重新进行包扎、对检查出来的薄弱点进行重新包扎处理，最后对定子绕组进行重新喷漆。完成后，进行绝缘电阻、直流泄漏和交流耐压试验，均合格。随后，还测量了定子绕组三相直流电阻，三相之差小于1%,合格。全面回装检查后开机试运行，并网发电一次成功，各项参数指标符合要求。三、短路故障的防范措施分析（一）加强全面检查利用机组大修时水轮机、转子起吊的机会，对发电机定子绕组进行全面检查。主要检查发电机定子铁心完好情况，重点检查铁心槽楔松紧程度，对已经松动的槽楔进行更换，并在槽楔与绕组间加装了绝缘纸板，并重新进行固定。检查定子绕组端部的线圈绝缘情况，特别是不同的相线之间的绝缘层损坏情况，对绝缘层有老化痕迹的进行剖开，重新用环氧云母带进行包扎。检查定子上、下端部绕组与钢箍之间的绝缘情况，并在绕组与端箍间加装了绝缘实心垫，然后用绝缘玻璃纤维绳进行绑扎。在完成上述工作后，接下来就是给定子绕组加热浸漆，利用直流电焊机给定子绕组通直流电加热。在加热过程中，应调整直流电焊机的输出电流，保证电流维持在发电机每相绕组额定电流的60%左右，同时采取措施将发电机定子绕组端部掩盖保温，保证热量不被散发。在加热过程中还用温度计或其他测温设备检测加热温度，防止定子某些部位温度过高。在绕组温度升至85110。C时涂刷好绝缘漆。在加热过程中应定期对发电机定子绝缘电阻进行测量。等绝缘漆干透之后，重新喷刷防电晕漆。再继续加热四至五小时，检测绝缘电阻达到规程要求后，可停止直流电焊机加热。在温度降至常温后，还应按照规程要求，参照发电机的参数特性做绝缘电阻测试、直流泄漏等试验，只有试验参数满足规程要求，才允许投人试运行。（二）不断完善相关试验项目，注重发电机的预防性试验完善年度试验项目和试验方法，做好发电机的预防性试验工作。以前每年的冬季试验，对定子的绝缘试验只是各相之间及对地的绝缘情况，没有将定子绕组上、下端箍引至接地。为了避免由于绕组与端箍间绝缘降低引起短路，在测量绕组的绝缘电阻和直流泄漏电流测试时，应将端箍引至接地点，这样就可以检测到端箍与绕组间的绝缘情况，对绕组与端箍间的绝缘薄弱点可以做到提前处理。在试验完后解除端箍与接地点间的连接线，并将端箍的接地点重新进行包扎，做好绝缘处理，防止在运行中引起局部放电。综上所述，随着社会不断向前发展，时代不断进步，我们国家在水电方面也取得了可喜的成就。但是，目前仍然存在着方方面面的问题。对水轮发电机组实施必要维护是确保安全稳定运行的重要手段。工作人员要对发电机予以必要的检查，做到看、闻、听、查，及时的发现问题、解决问题，将可能出现的故障消除在萌芽之中。参考文献1石薇.水轮发电机转子绕组匝间短路故障研究D北京：华北电力大学，2012.2李梦乔.水轮发电机定子叠绕组内部故障的暂态分析D.哈尔滨：哈尔滨理工大学，2015.