发电机转子匝间短路故障诊断与预防措施

涂寅

摘 要： 本文基于某电厂发电机匝间短路故障案例，重点介绍了运用RSO（重复脉冲）试验及两极电压平衡等技术手段快速准确地诊断故障点，并提出了故障预防诊断措施。

关键词：发电机;匝间短路;诊断;预防措施

1 设备情况简介

某电厂600MW 发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机（静止励磁），发电机转子绕组共32槽。转子每槽匝数8匝，转子对地绝缘厚度1.3mm。投运时间为2006年，至今已运行12年。

2 故障概况

2018年12月6日，某厂1号机组开始为期85天的A级检修。2018年12月23日下午，1号发电机转子抽出。转子抽出后，当天下午对转子进行各项试验。当进行转子静态RSO试验时，发现RSO波形异常，转子A极8号线圈可能存在匝间短路故障。

将转子进行360℃旋转，测试结果显示各角度下转子A极8号线圈RSO波形均异常（RSO图形8号线圈偏差率18%左右）。另发现转子汽端大轴磁化，可悬挂14根回形针。

3 匝间短路故障判断处理及修后试验

3.1故障判断

转子静态RSO试验显示转子异常，再次采用两极电压平衡法对发电机转子两极电压进行测试。测试结果转子绕组两极电压平衡试验结果显示两极电压偏差已经超过3%，A极8号线圈分布电压还不到B极同一位置电压的一半。

RSO试验波形异常、转子绕组两极电压不平衡、转子汽端大轴磁化，可判断1号发电机转子A极8号线圈存在匝间短路故障。

3.2 故障处理

2019年1月3日，1号发电机汽、励两端护环拔出。目测汽端端部绕组绝缘，未见到明显短路点。测试RSO试验波形异常，做转子绕组两极电压试验判断A极8号线圈6-8匝间可能存在匝间短路。拆除8号线圈转子槽楔，抬出8号线棒。发现在励侧直线段第一个通风孔处存在短路点，匝间绝缘过热碳化。

将8号线圈短路点处的匝间绝缘剔除，更换新绝缘。清理8号线圈、压条、槽楔，更换槽口楔，将8号线圈装回。

3.3 修后试验

3.3.1 修后RSO试验

2019年1月16日，对处理后的转子进行RSO试验，试验波形良好。

3.3.2转子绕组两极电压平衡试验

试验结果显示转子两极电压平衡。

3.3.3 修后试验结论

回装完转子后，对转子进行交流耐压测试、交流阻抗测试以及RSO波形试验，试验数据均合格。由此基本可以判定此次转子匝间短路故障修复成功。最后回装发电机，起机冲转后对发电机转子进行动态交流阻抗、RSO波形试验，各项试验数据均合格，发电机正常运行满负荷振动值正常，由此确定转子匝间短路故障完全修复。

4 故障预防诊断

转子匝间短路是大型汽轮发电机时常发生的电气故障，会引起励磁电流增大、机组振动加剧、输出无功减小等不良现象，危害较大。因此需采取各项措施防微杜渐，防止故障发生。

4.1 加强设备的监造

在制造厂监造时要严格把关，督促制造厂家严格按照国家标准完成各项出厂试验，以确保转子制造工艺优良。在进行出厂试验时，转子膛外交流阻抗测试、两级电压测试及交流耐压试验仅能检查转子在静态是否存在匝间短路。因此在监造过程中必须要求制造厂进行运行中的转子膛内交流阻抗测试。在条件允许下进行RSO波形测试，并且进行多旋转角度测试，将测试波形综合比对分析，可以较准确判断转子是否存在匝间短路故障。

4.2 在发电机投运前，认真组织对发电机转子的交接试验，各项试验标准均应同时满足国家和厂家的相关标准。

4.3 在投运后需对发电机进行实时监测，定期安排进行RSO波形测试等相关试验，以便及时发现转子匝间短路缺陷。当发现发电机励磁电流、有功功率、无功功率、轴瓦振动等有异常时应及时检查处理，以防故障扩大。

5 总结

RSO（重复脉冲）试验是基于行波传输原理，利用发电机转子绕组结构对称性，在转子绕组两端的对称部位注入两路相同的周期性脈冲并对其反射波信号进行采集和分析，判断转子是否存在匝间短路故障或匝间绝缘缺陷的试验。具有试验电压低、灵敏度高、可操作性好的特点，既适用于转子静态、也适用于转子动态。他与两极电压平衡、交流阻抗等试验结合可快速准确地判断转子是否存在匝间短路故障。

转子解体检修前，应对转子进行多个对称角度RSO（重复脉冲）试验，以便在修复后与测试波形进行对比，从而精确评估检修成效，为修复结果提供参考依据。转子修复时，同时加强对检修区域的隔离清洁工作，搭建无尘区，防止现场的铁屑等杂质落入转子内。