发电机转子绕组对地短路的查找和修复.pdf

广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E NG I N E E R I N G 2 0 1 4 1 机电技术 发电机转子绕组对地短路的查找和修复 郑为富 钦州市青年水闸水利电力管理处 广西钦州5 3 5 0 0 0 摘要 介绍了钦州市青年水闸电站 1 机组转子接地点短路故障的过程和现象 通过直观检查 绝缘电阻测试 调 压检查排查故障 并分析原因 论述了小型低压水轮发电机转子接地点的查找和修复方法 关键词 转子 绕组 励磁 短路 查找 修复 中图分类号 T M3 1 2 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 1 5 1 0 2 0 1 4 0 1 0 0 5 8 0 2 1 设备基本情况 钦州市青年水闸电站共有5 台水轮发电机组 总装机容量为 1 8 8 0 k W 其中3 x 2 0 0 k W机组 于 1 9 7 8 年投入运行 至今已3 5 年 这3 台电机组的发 电机型号为T S 1 7 3 1 8 2 4 额定功率 2 0 0 k W 额定 电压4 0 0 V 额定电流3 6 1 A 额定励磁电压6 5 V 额 定励磁电流1 5 0 A 定子绕组绝缘为F 级 转子绕组 绝缘为B 级 机组只装设简易的反时限过电流保 护 励磁 回路无保护装置 2 故障情况 2 0 1 3 年6 月 l 2日 由于上游来水增加 根据指 令 运行人员增开处于冷备用中的 1 机组 按规定 空转运行一定时间后 即调节励磁控制电位器 按 动起励按钮 给机组建压 1 m i n 左右 发电机出现 电弧短路声音 并伴有冒烟和焦味 励磁电流强烈 摆动 此时运行人员立即灭磁 并迅速关闭水轮机 然后向有关领导和工程技术人员报告 并做了故障 记录工作 3 故 障点排 查 3 1 直观检查 维修人员将发电机拆开 把转子从发电机中吊 出 使定子转子分离 通过 看 和 闻 的方式 直 观检查定子和转子绕组 经多人多次仔细反复检 查 没有发现 明显 的烧伤和碳化的短路痕迹 无法 直观找出故障点 3 2 绝缘电阻测试 1 定子绕组绝缘检查 将发电机定子绕组Y 接地中性点拆开 让每相绕组相互及对地之间都独 立 分别用万用表电阻档和5 0 0 V 摇表测量 结果各 相绕组的绝缘电阻都大于0 5 M Q 说明其绝缘合 格 无短路故障 2 转子绕组绝缘检查 同样检i 见 4 转子绕组的 对地绝缘电阻远小于O 5 M Q 说明其对地短路 但 一 时却找不出短路发生在哪个磁极上 3 3 调压检查 为进一步查找故障点 决定利用 自耦式调压 器 通过调压器调压 对转子绕组施加从0 至其额定 6 5 V的交流电压 进行检查 并注意观察其电流 试验中 准备一台单相2 2 0 V 5 k V A的自耦调 压器 一块万用表 一个钳形电流表 一把单相闸刀 开关 及相应 的导线 通过单相闸刀开关 将 自 耦调压器输入端接至 电源线路 并注意零线与零线相接 相线 即火线 下同 与相线相接 将调压器输出的相线接至转子 绕组其中一引线接头 两个引线接头分开 且与转 子金属部分开路 零线接至转子 的主轴或铁芯 的 金属部件上 用万用表交流2 5 0 V档测量调压器输 出电压 并在相线上钳人钳形电流表 以观测其放 电 即短路 电流 接线无误并确认调压指针指示在 0 位置后 合上单相电源闸刀开关 开始送电试验 缓慢由小 到大调节调压器 当输出电压接近 1 0 V 时 发现钳 形 电流表开始有 电流指示 且 随着 电压 的增大 电 收稿 日期 2 0 1 3 1 1 0 6 作者简介 郑为富 1 9 6 7 一 男 广西钦州人 广西钦州市青年水闸水利电力管理处工程师 从事水力发电运行管理工作 5 8 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E NG I N E E R I N G 2 0 1 4 1 流也不断增大 为避免烧坏调压器 期间确保了调 试电流不超过 1 0A 因每个磁极之间的连接不能断开 固定压接 也无法嵌入钳表测试其电流 于是利用万用表交流 电压档 从相线侧开始 依次逐个测量磁极对地 即 转子磁极等金属部分 的电压 并做好记录 将调压器指针调回 0 断开电源闸刀 将调压 器输出线改接至转子绕组的另一个引线接头 用同 样 的方法测量每个磁极 的电压 并做 了记 录 结果 两次测得的最低电压 都出现在同一磁极上 即从 引线接头顺时针的第5 个磁极 且其后面的磁极所 测得的电压都与之相同 从而判定该磁极绕组为疑 似短路故障点 拆开疑似故障点线圈与相邻绕组的两个连接 点 然后将该铁芯从转子中拆开 再将绕组从铁芯 中抽出 结果发现贴近铁芯上端的绕组内部 有两 处黄豆大小的电弧烧伤痕迹 每处伤痕中伤及2 3 匝线圈 铁芯同样出现相应的伤痕 4 故障原 因分析 由于机组运行时间长达 3 5 a 出现转子磁极绕 组与铁芯之间绝缘材料老化脱落 致使绕组与铁芯 之间松动 随着机组运转的震动 进一步伤及绕组 的绝缘 先后出现转子绕组对地 即转子铁芯 短 路 当出现一处短路 时 机组还可 以正常运行 而 再出现另一处短路时 则造成匝间短路 但由于其 同在 个磁极绕组内 电压相差不是很大 小于6 5 2 4 2 7 v 额定励磁 电压 6 5 V 2 4 个磁极 所 以短路电 流不是很大 以致电弧不是很强烈 绕组和铁芯只 是局部和浅层烧伤 5 故障修 复 由于绕组及铁 芯都是浅层烧伤 且 面积不大 不影响绕组的载流能力 所以处理起来比较简单 首先对两处烧伤的绕组及铁芯的表面 用锯片 或刮刀等进行清理 彻底去除其被碳化的绝缘材料 及金属残渣 然后再涂刷上三聚氰胺绝缘漆 使其 与原有绝缘层同样的厚度 以加强绕组线圈之间 铁芯硅钢片之 间的绝缘 防止绕组 匝间短路及减少 铁芯涡流 待其彻底晾干或烘干后即可安装 安装时 沿着铁芯与绕组接触面的周围 包上 2 3 层的K D 1 0 0 1 0 0 青壳纸 并涂刷上三聚氰胺 绝缘漆 然后再将绕组套人 将绕组线头重新压接 好 同时拧紧铁芯的固定螺母 即可安装完毕 最后 再进行 绝 缘 电阻测 试 大 于 O 5 MQ时 即可投入 使用 6结语 励磁回路一点接地时 发电机组还可以正常运 行 但一旦再出现另一点接地 就会造成短路故 障 所以平时要注意检查 及时发现和处理 防止 故障的发生和扩大 造成不应有的经济损失 责任编辑 刘征湛 Ch e c k a n d r e p a i r o f g e n e r a t o r r o t o r wi n d i n g s h o r t c i r c u i t t o g r o u n d ZHE NG W e i f u Q i n g n i a n S l u i c e Wa t e r a n d P o w e r A d mi n i s t r a t i o n D e p a r t m e n t o f Q i n z h o u C i t y Q i n z h o u 5 3 5 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t T h e N o 1 g e n e r a t o r o f Q i n g n i a n s l u i c e p o w e r s t a t i o n h a d e v e r s e e n r o t o r w i n d i n g s h o rt c i r c u i t t o g r o u n d Vi s u a l c h e c k i n s u l a t i o n r e s i s t a n c e t e s t i n g a n d v o l t a g e r e g u l a t i n g c h e c k we r e c o n d u c t e d t o l o o k f o r t h e c a u s e s A n i n t r o d u c t i o n wa s ma d e o n t h e c h e c k a n d r e p a i r me t h o d f o r r o t o r g r o u n d