关于同步电机的转子励磁绕组故障以及处理方法分析

赵红娟++周振宝

摘 要：同步电机作为电力系统的心脏，其运行状态会直接影响电力系统的稳定性。励磁绕组短路故障是同步电机转子在运行过程中常见故障，会对同步电机的工作效率造成极大影响。因此，本文就同步电机转子励磁绕组短路故障发生的原因进行了分析，并对其处理方法进行了探讨，以提高同步电机转子励磁绕组短路故障处理的效率，保障同步电机的正常运行。

關键词：励磁绕组；同步电机；处理方法；故障分析

中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0136-01

1 前言

同步电机是常用交流电机的一种，能够集静止与旋转、机械运动与电磁变化于一体，具有非常复杂的动态性能，同步电机的动态性能会直接影响电力系统的动态性能。转子励磁绕组短路故障是同步电机运行过程中经常会遇到的问题，该故障会影响同步电机的正常运行，要有效解决该问题，就必须对故障发生的原因有充分的了解，从而采取有针对性处理措施消除故障，恢复同步电机的正常工作。

2 同步电机转子励磁绕组短路故障原因分析

同步电机的磁极主要由励磁线圈、线圈匝间绝缘、磁极铁心、极身绝缘等部分组成。同步电机通过磁极可以建立相应的转子磁场，由于磁极线圈的裸铜排长期暴露在空气中，其表面很容易积累炭刷粉，当带有炭刷粉的线圈铜排经过绝缘表面时，绝缘电阻会由于绝缘表面受到碳粉等有害污秽影响而降低。其原因在于励磁线圈发生故障时，其内部会形成相应的导电通道，如果绝缘结构中有具有导电性能的尘埃，会导致线圈经过绝缘体时，出现较强的漏导电流，从而对同步电机的绝缘电阻造成影响。

导致同步电机励磁线圈绝缘电阻下降，从而引发励磁绕组短路故障的因素主要有：一是同步电机的励磁线圈绝缘结构受潮，降低绝缘电阻。二是电机制造或修理复查中出错，导致机械性损伤从而降低绝缘电阻。三是励磁线圈表面有污秽或受潮，这也是导致故障的主要原因，尤其是在老电机中较为常见。四是励磁线圈绝缘老化。

3 同步电机转子励磁绕组故障处理方法

同步电机在运行的过程中，由于受诸多因素影响，很容易出现转子励磁绕组故障，所以在发生故障后，应及时查找故障，分析故障发生的原因，从而采取有效措施进行处理，使同步电机能够在最短的时间内恢复到正常工作状态。

3.1 故障查找

为查找故障发生的原因，首先应将同步电机进行解体，并将转子抽出，然后对转子施加一半的额定励磁电流，最好施加交流电，这样有助于测量数据的读取及分析，试验过程中使用合适的数字电压表测量转子中各励磁线圈的压降参数，如果励磁线圈的压降参数明显降低的，则可以确定为匝间短路现象，然后通过进一步检测即可发现故障点。确定故障点后，分析其绝缘电阻下降的原因，并进行相应处理。

3.2 故障处理

（1）解体电机磁极。将同步电机中出现故障的磁极和线圈吊出，将电机的磁极进行解体，测量磁极线圈的绝缘电阻，测量结果与正常线圈比会有较大变化，如果测量结果变化不明显，则需要将兆欧绝缘表、磁极铁心以及线圈进行连接，振动和摇晃磁极线圈后，观察兆欧绝缘表中的数据变化情况[1]。在将磁极从转子上拆除时，由于受到振动的影响，磁极线圈和铁心可能从污秽中通过，从而出现导电通道断开的情况。为有效避免上述现象，在操作前应彻底清扫可能影响线圈绝缘的污染物。（2）烘干磁极线圈。在完成上述处理后，应对磁极线圈进行浸漆和烘干等处理，将线圈放入到烘干炉中，并用与电机绝缘等级相符的温度进行烘干，烘干时间以8-10小时为宜。在没有烘干炉的情况下，还可以采用励磁电流排潮烘干法，回装磁极线圈后，使用合适的励磁电流进行烘干，可根据线圈温度的变化情况对励磁电流进行适当调节，使温度具有一定的上升空间，在将其烘干后，则需要进行浸漆。将线圈温度调至45-75℃左右，用1032快干漆对其进行浸漆后，用上述烘干方法烘五小时，然后再浸漆和烘干[2]。最后，将残留的绝缘漆清理干净，并对同步电机的励磁线圈进行检测，确定其符合要求后再进行安装。（3）回装磁极线圈。将线圈套入磁极铁心之前，需将磁极铁芯表面进行清理，磁极铁心包好绝缘后将磁极线圈装在磁极铁芯上，然后测量磁极的绝缘电阻和线圈的直流电阻，在相关参数均达到电机运行标准后，有效连接各磁极线圈间的引线[3]。

4 结语

总而言之，在同步电机运行的过程中，经常会出现励磁绕组发生故障的情况，从而对同步电机的运行效率造成极大影响，因而必须采取有效措施对其进行处理。本文通过采用重新浸漆及干燥磁极线圈的方法，避免受损线圈出现污秽侵入或潮湿的情况，从而有效解决励磁线圈绝缘电阻下降的问题，保障同步电机的高效运转。

参考文献

[1]郝亮亮，吴俊勇.同步发电机转子匝间短路故障在线监测的研究评述与展望[J].电力自动化设备，2013（09）：137-143+150.

[2]赵新，吴学智，李葛亮，童亦斌.新型电励磁磁通切换电机励磁绕组结构分析[J].电工技术学报，2015（22）：49-56.

[3]李俊卿.汽轮发电机励磁绕组动态匝间短路故障的定位研究[J].中国电机工程学报，2015（07）：1775-1781.