JB-T 8446-2005隐极同步发电机转子匝间短路测定方法
6.3-同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析资料
6.3-同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析资料
6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析 6.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程 上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。实际上电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。 同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将急剧变化。由于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。 图6-6 凸极式同步发电机示意图 图6-6为凸极同步发电机的示意图。定子三相绕组分别用绕组，，表示，绕组的中心轴，，轴线彼此相差120o。转子极中心线用轴表示，称为纵轴或直轴；极间轴线用轴表示，称为横轴或交轴。转子逆时针旋转为正方向，轴超前轴90o。励磁绕组的轴线与轴重合。阻尼绕组用两个互相正交的短接绕组等效，轴线与轴重合的称为阻尼绕组，轴线与轴重合的称为阻尼绕组。 定子各相绕组轴线的正方向作为各绕组磁链的正方向，各相绕组中正方向电流产生的磁链的方向与绕组轴线的正方向相反，即定子绕组中正电流产生负磁通。励磁绕组及轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，转子绕组中正向电流产生的磁链与轴线的正方向相同，即在转子方面，正电流产生正磁通。下面分析发电机空载突然短路的暂态过程。 1.定子回路短路电流 设短路前发电机处于空载状态，气隙中只有励磁电流产生的磁链，忽略漏磁链后，穿过主磁路为主磁链匝链定子三相绕组，又设为转子轴与A相绕组轴线的初始夹角。由于转子以同步转速旋转，主磁链匝链定子三相绕组的磁链随着的变化而变化，因此 （6-17）
发电机匝间短路故障诊断
目录 1 引言 (1) 1.1 研究目的与意义 (1) 1.2 发电机故障诊断技术的发展状况 (1) 1.3 发电机转子绕组匝间短路故障检测的研究现状 (2) 1.4 本文的内容和主要工作 (4) 2 汽轮发电机转子绕组匝间短路的理论分析 (6) 2.1 汽轮发电机的转子结构 (6) 2.2 转子绕组发生匝间短路的原因 (6) 2.3 匝间短路的磁场分析 (7) 2.3.1 发电机发生匝间短路的磁场分析 (9) 3 发电机转子绕组匝间短路故障的探测线圈法 (12) 3.1 探测线圈法的测试原理 (12) 3.2 探测线圈的结构及置放 (14) 3.2.1 诊断系统及其功能组成 (15) 3.2.2 基本参数 (16) 3.2.3 传感器安装和定位 (16) 3.3.3 故障判断 (16) 3.3 大亚湾核电站发电机组的探测线圈法实例分析 (17) 参考文献 (20)
1引言 1.1研究目的与意义 随着我国国民经济的快速发展，电力工业正处于大电机和大电网的发展阶段。人们的生活和生产水平迅速提高，使得电能需求量日益增长，进而对电力系统的供电质量、可靠性及经济性等指标的要求也不断提高。发电机是电能生产的重要设备，它为整个电力系统提供电能，是整个电网的心脏，因此如果发电机发生故障，可能会导致局部停电甚至整个系统崩溃。 发电机转子作为发电机的重要组成部分，主要由励磁绕组线圈、线圈引线以及阻尼绕组等部分组成。发电机运行时，由于转子处于高速旋转状态，这些部件将承受很大的机械应力和热负荷，若超过其极限值时将导致部件的损坏。转子绕组是发电机经常出现故障的部位，除本体故障外，主要是转子绕组的短路故障，如匝间短路、一点接地短路、两点接地短路等。发电机正常运行时，转子绕组对地之间会有一定的分布电容和绝缘电阻，绝缘甩阻的阻值通大于1兆欧。但是因某种原因导致对地绝缘损坏或绝缘电阻严重下降时，就会发生转子绕组接地事故。当发电机转子发生一点接地故障时，因为励磁电源的泄漏电阻很大，一般不会造成多大的伤害，限制了接地泄露电流的数值。但是，发电机转子两点接地故障将会产生很大的电流，经故障点处流过的故障电流会烧坏转子本体。而部分转子绕组的短接，励磁绕组中增加的电流可能会导致转子因过热而烧坏，气隙磁通也会失去平衡，从而引起发电机的振动，还可能使转子大轴磁化，甚至会导致灾难性的后果，因此两点接地故障的后果是很严重的。 目前，在国内运行的大型发电机组中，发电机匝间短路故障占故障总数的比重较大，大多数发电机都发生过或已经存在转子绕组匝间短路的故障。由于转子绕组绝缘的损坏，转子绕组匝间短路后会形成短路电流，从而导致局部过热。发电机长期在这种环境下运行，会进一步引起绝缘的损坏，导致更为严重的匝间短路，最终形成恶性循环。据统计资料表明，发电机转子匝间短路故障并不会影响机组的正常运行，所以常常被忽略，但是如果任其发展，转子电流将会显著增加，绕组温升过高，无功输出降低，电压波形畸变，机组振动加剧，并且还会引起其它的机械故障，严重时还会影响发电机的无功出力。如果发生的是不对称的匝间短路故障，发电机组的振动将会加剧，转子绕组的绝缘也有可能进一步的损坏，进而发展成为接地故障，对发电机组的安全稳定运行构成了严重的威胁。因此，对发电机绕组匝间短路故障的诊断与识别是十分必要的。 1.2 发电机故障诊断技术的发展状况 早期的故障诊断主要依靠人工经验，如：看、听、触、摸等方法进行诊断，
同步电机习题答案
同步电机习题与答案 6.1 同步电机的气隙磁场，在空载时是如何激励的？在负载时是如何激励的？[答案见后] 6.2 为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不采用电枢旋转式？ [答案见后] 6.3 在凸极同步电机中，为什么要采用双反应理论来分析电枢反应？ [答案见后] 6.4 凸极同步电机中，为什么直轴电枢反应电抗X ad大于交轴电枢反应电抗X aq？[答案见后] 6.5 测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降为原来0.95n N，对试验结果有什么影响？ [答案见后] 6.6 一般同步发电机三相稳定短路，当I k=I N时的励磁电流I fk和额定负载时的 励磁电流I fN 都已达到空载特性的饱和段，为什么前者X d 取不饱和值而后者取饱 和值？为什么X q 一般总是采用不饱和值？ [答案见后] 6.7 为什么同步发电机突然短路，电流比稳态短路电流大得多？为什么突然短路电流大小与合闸瞬间有关？ [答案见后] 6.8 在直流电机中，E>U还是U>E是判断电机作为发电机还是作为电动机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论还正确吗？为什么？ [答案见后]
6.9 当同步发电机与大容量电网并联运行以及单独运行时，其cosφ是分别由什么决定的？为什么？ [答案见后] 6.10 试利用功角特性和电动势平衡方程式求出隐极同步发电机的V形曲线。[答案见后] 6.11 两台容量相近的同步发电机并联运行，有功功率和无功功率怎样分配和调节？ [答案见后] 6.12 同步电动机与感应电动机相比有何优缺点？ [答案见后] 6.13 凸极式同步发电机在三相对称额定负载下运行时，设其负载阻抗为R+jX，试根据不考虑饱和的电动势相量图证明下列关系式 [答案见后] 6.14 试述直流同步电抗X d、直轴瞬变电抗X′d、直轴超瞬变电抗X"d的物理意义和表达式，阻尼绕组对这些参数的影响？ [答案见后] 6.15 有一台三相汽轮发电机，P N＝25000kW，U N＝10.5kV，Y接法，cosφN＝0.8（滞后），作单机运行。由试验测得它的同步电抗标么值为X* ＝2.13。电枢电 t 阻忽略不计。每相励磁电动势为7520V，试分析下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流值，并说明其电枢反应的性质：
同步发电机短路实验
同步发电机突然短路的分析 一、实验目的 1.学会使用MATLAB软件对电力系统进行时域仿真分析，加深对电力系统短路时暂态过程的理解。 2.通过实验，进一步理解有限容量系统和无穷大系统短路时暂态过程的不同 二、实验原理 同步电机是电力系统中的重要元件，由多个有磁耦合关系的绕组构成，同步电机突然短路的暂态过程要比恒定电压源电路复杂很多，所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响。 同步电机短路时，由于定子绕组中周期分量电流突变将对转子产生电枢反应，该反应产生交链励磁绕组的磁链。为了维持励磁绕组在短路瞬间总磁链不变，励磁绕组内将产生直流电流分量，其方向与原有的励磁电流方向相同，它产生的磁通也有一部分要穿过定子绕组，从而使定子绕组的周期分量电流增大。因此在有限容量系统突然发生三相短路时，短路电流的初值将大大超过稳态短路电流，最终衰减为稳态短路电流。 三、实验内容 电力系统时域分析实例（仿真） 范例：同步电机突然短路模型如图所示—使用简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)，使用三相并联RLC负载并通过三相电路短路故障发生器元件实现同步电机的三相短路。 图1 同步电机突然短路电路模型
1、从电机元件库选择简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)元件，设置参数如下 2、从测量元件库中选择三相电压—电流测量元件，进行参数设置。电压测 量选项中选择测量相电压（phase-to-ground）用来测量同步发电机突然短路后三相电压的变化。 3.从线路元件库中选择三相短路故障发生器（3-phase-Fault）,双击将三 相故障同时选中并设置转换时间。 4.从线路元件库中选择三相并联RLC负载元件，参数设置如下：
发电机转子匝间短路的原因与分类
发电机转子匝间短路的原因与分类 核心提示：现场运行经验表明，发电机转子绕组匝间短路故障多发生在绕组端部，尤其是在有过桥连线的一端居多。造成发电机转子绕组匝间短路故障的原因很多，总体上可分为制造和运行两大方面。 1．匝间短路产生的原因 (1)设计制 现场运行经验表明，发电机转子绕组匝间短路故障多发生在绕组端部，尤其是在有过桥连线的一端居多。造成发电机转子绕组匝间短路故障的原因很多，总体上可分为制造和运行两大方面。 1．匝间短路产生的原因 (1)设计制造方面 1)设计不够合理有的转于结构设计不够合理，如端部弧线转弯处的曲率半径偏小，致使外弧翘起，运行中在离心力的作用下，匝间绝缘被压断，造成了匝间短路。 2)制造质量不良 ①转子端部绕组固定不牢，垫块松动。发电机运行中由于铜铁温差引起的绕组相对位移，设计上未采取相应的有效措施。 ②有的转子绕组在制造时所应用的匝同绝缘材料材质不良，含有金属性硬刺，绕组铜导线加工成形后不严格的倒角与去毛刺，运行中在离心力的作用下刺穿了匝间绝缘，造戒匝间短路。 ③端部拐角整形不好和局部遗留褶皱或凸凹不平；匝间绝缘垫片垫偏、漏垫或堵孔（直接冷却的绕组通风孔）；绕组导线的焊接头和相邻两套绕组间的连接线焊口整形不良；制造工艺粗糙留下的工艺性损伤；转子护环内残存加工后的金属切屑等异物。
④有的转子线匝局部未铣风孔扎或风量不合格造成严重过热，从而引起匝间短路。 2．转子绕组匝间短路的分类 转子绕组匝间短路按照短路是否随着转子的转动状态和运行工况发生变化，可以分为稳定性匝间短路和不稳定性匝间短路（或称为动态匝间短路）．其中动态匝间短路又占多数。 就故障发展的过程来分，可以分为三个阶段：萌芽期、发展期和故障期。在萌芽期，转子绕组匝间出现初始异常征兆，机组运行还未受到影响，发电机组振动、励磁电流、机组无功及轴电压等均符合正常运行工况。故障表现为局部过热、匝间以稳定的高阻短路或匝间绝缘间存在油污、漆片等污染物。在发展期，机组运行已经出现异常，匝间短路基本或已经具备稳定特征。发电机在运行状态下振动增大、机组励磁和无功受到影响，但运行工况限制尚未突破。在故障期，绕组匝间绝缘已经出现明显的严重短路征兆，发电机组振动超标、无功严重降低（励磁电流超过额定要求）、转于温度高等异常运行工况，已危及发电机组的安全运行，甚至包括已经促发转子接地等故障的发生。因此，在这种状态下要求机组立即停机，进行故障处理和全面检修。 发电机转子绕组匝间短路故障诊断的目的是尽可能在故障的萌芽期和发展期准确地诊断出稳定性匝间短路和动态匝问短路，分析故障发生的原因，并确定故障发生的部位和严重程度。
同步发电机突然三相短路的仿真研究_高仕红
第26卷第1期 湖北民族学院学报(自然科学版) V o.l26 N o.1 2008年3月 J ourna l o fHubei Institute for N ati ona liti es(N at ural Science Editi on) M a r.2008同步发电机突然三相短路的仿真研究 高仕红 (湖北民族学院电气工程系,湖北恩施445000) 摘要:同步发电机的突然三相短路,是电力系统最严重的故障,对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响,研究它有着非常重要的意义.在d-p坐标系统下,构建了同步发电机的数学模型以及动态等效电路.利用M a tlab7.1/Si m uli nk6.3的强大功能,构建了同步发电机机端突然三相短路的仿真模型,并对同步发电机的各物理量在短路期间进行了仿真研究.通过理论和仿真对比分析,同步发电机的各物理量在突然短路的暂态过程中产生很大的冲击和振荡,最后稳定在短路前的状态,仿真结果与理论分析相吻合.此方法还可用来研究同步发电机某些动态过程,从而为电机的优化设计提供必要的理论依据. 关键词:同步发电机;突然三相短路;数学模型;动态等效电路;仿真模型 中图分类号:TM301文献标识码:A文章编号:1008-8423(2008)01-0036-05 Si m ul ati on Study of Synchronous G enerator on Sudden Three-phase Short C ircuit GAO Sh i-hong (Depart m ent o f E l ec trical Eng i neeri ng,H ube i Institute f o r N a ti ona li ties,Enshi445000,Chi na) Abst ract:Three-phase short circuit of synchr onous generator is a seri o us fau lt i n t h e electric po w er sys-te m,wh ich is like l y to i n fl u ence bad l y on the nou m enon of electr icm ach i n e and correlati v e electric equ i p-m en,t so it is i m portant to study i.t In the reference fra m e,m athe m atic m ode l and dyna m ic equivalent c ir-cu itw as bu il.t By m aking use of po w erful f u ncti o n ofM atlab7.1/S i m uli n k6.3,si m ulati o n mode l of syn-chronous generator on sudden three-phase short circu it w as buil,t vari o us physica l quantities were stud-ied by si m u lation duri n g t h e short c ircu i.t By co mpari n g theoretics w ith si m ulati o n,various physica l quan-tities o f synchronous generator produced tre m endous i m pact and surge duri n g the sudden circu it and they stabilized in the pr oceedi n g state of short c ircu i.t The e m u lational resu lts are consi s tent w ith theore tic a-nalysis.Th ism ethod is a lso for the use o f researching certa i n dyna m ic course of synchronous generator, w hich provided necessary theoreti c basis for opti m u m desi g n of e lectric m ach i n e. K ey w ords:synchronous generator;sudden three-phase short c ircu i;t m athe m atic m ode;l dyna m ic equ i v-alent circu i;t si m ulati o n m odel 同步发电机是电力系统中最重要和最复杂的元件,由多个具有电磁耦合关系的绕组构成.同步发电机突然短路的暂态过程所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍,对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响,因此对同步发电机动态特性的研究历来是电力系统中的重要课题之一[1~3].而同步电机的突然三相短路,是电力系统的最严重的故障,它是人们最为关心、研究最多的过渡过程.虽然短路过程所经历的时间是极短的(通常约为0.1~0.3s),但对电枢短路电流和转子电流的分析计算,却有着非常重要的意 收稿日期:2007-12-12. 基金项目:湖北省教育厅科学研究计划项目(B20082908). 作者简介:高仕红(1971-),男,硕士,讲师,主要从事电机控制和同步电机励磁控制.
转子绕组匝间短路产生的原因和危害(正式版)
文件编号：TP-AR-L1649 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 转子绕组匝间短路产生的原因和危害(正式版)
转子绕组匝间短路产生的原因和危 害(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：在下线、整形等工艺过 程中损伤匝间绝缘；铜线有硬块、毛刺，也会造成匝 间绝缘损伤。 ②运行中，在电、热和机械等综合应力的作用 下，绕组产生变形、位移，造成匝间绝缘断裂、磨 损、脱落；另外，由于脏污等，也可能造成匝间(尤 其是转子绕组的端部匝间)短路。
③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。 (3)匝间短路的分类
29.同步发电机的隐极电机饱和分析
二、考虑饱和时的磁动势－电动势相矢图 1、电磁关系： 定义：=+为气隙基波合成磁动势；磁动势平衡 2、电动势方程式：电动势平衡 a E U Ir jIx δσ =++ΦI （定子三相电流）ΦE a U Ir +与平衡 E 3、磁动势－电动势相矢图：根据磁动势方程式和电动势方程式作出的相矢图。 §10-3 隐极同步发电机的电动势方程式、同步电抗和相量图（续） F δ1f F a F
E E δ U jIx σ a Ir δ a F 1 f f F F '90 ?'+90 ?'+ k D A I 图示为绘制完成的磁动势－电动势相矢图。绘制该图的主要目的是获取相位。然后根据获取的发电机的励磁控制。 0E 0E
I E U Ir E δ jIx σ ) f 绘制磁动势－电动势相矢图 已知U 、I 、cos φ、r a 和x σ以及空载特性，以感性负载为例。 注意： 1）空载特性求得的磁势为阶梯波磁势，需转化成基波磁势。 阶梯形励磁磁动势÷k a (×k f )→等值电枢基波磁动势 2）已知基波磁势求电势，要将基波磁势转化成阶梯波磁势才能利 用空载特性。 基波电枢磁动势×k a →等值阶 梯形波励磁磁动势
1f a f F k F F F k F k δδδδδ ' '== =f a k k 1= 为电枢磁动势折算系数 阶梯波与正弦波之间的折算 k a 的物理意义：一个基波电枢磁动势乘以折算系数k a 以后就换算成了一个 等值的阶梯形波励磁磁动势；反过来说，一个阶梯形励磁磁动势除以k a (或乘以k f )后，就换算成了一个等值的电枢基波磁动势。
同步发电机突然三相短路中的几问题
第2章作业参考答案 2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。 2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量其中哪些部分是衰减的各按什么时间常数衰减试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的 答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数’。 为T d 。 b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。 c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a 转子电流中出现的分量包含： ’。 a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T 。 a 产生原因简要说明： 1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应 使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自 由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子 直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）. 2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、 q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感 应出基频交流分量。这些量均为自由分量，最后衰减为0。 2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量其中哪些部分是衰减的各按什么时间常数衰减
转子绕组匝间短路产生的原因和危害
安全管理编号：LX-FS-A53839 转子绕组匝间短路产生的原因和危 害 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
转子绕组匝间短路产生的原因和危 害 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：在下线、整形等工艺过程中损伤匝间绝缘；铜线有硬块、毛刺，也会造成匝间绝缘损伤。 ②运行中，在电、热和机械等综合应力的作用下，绕组产生变形、位移，造成匝间绝缘断裂、磨损、脱落；另外，由于脏污等，也可能造成匝间(尤其是转子绕组的端部匝间)短路。
③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。 (3)匝间短路的分类
发电机试验大纲
发电机电气设备大修后调试方案与措施 一、试验项目 1、不同转速下的发电机转子的绝缘电阻,交流阻抗测试. 2、励磁机空载特性试验. 3、发电机短路特性试验,励磁机负载特性试验. 4、发电机电流保护定值校对. 5、发电机电压回路检查. 6、发电机空载特性试验. 7、发电机及PT、引出线核相检查. 8、发电机差动相量检查. 9、发电机轴电压测量. 二、组织措施 1、试验总指挥: 2、试验负责人: 3、试验人员: 三、试验时间安排 1、试验前由值长下达电气准备启动调试命令. 2、试验时间计划从汽轮机转速稳定在3000r/min移交电气共4小时. 四、安全措施(负责人:运行班长) 1、试验前应收回1#发电机系统的全部工作票,并有发电机本体、小间及发电机引出线母线、电缆、开关、CT、PT的有关报告及保护传动报告. 2、发电机系统核相前,应由操作班运行人员再次检查回路清洁,无关人员撤离现场. 3、设备带电后,检查本体,主控及相关回路的设备有无异常,所有人员禁止接触带电设备的绝缘部分,已防漏电伤人. 4、做短路特性的短路排应能承受800A 、10分钟无异常. 五、试验前的准备工作 1、准备好在1#发电机出口断路器021、开关下接线座装设短路排,备做短路特性试验用. 2、准备好各项试验用的表格记录;负责人根据试验内容进行人员分工. 3、仪器、仪表接线 ①、准备一块双钳相位表,一块相序表,一块数字万用表和试验用的引线及一次定相杆. ②、在发电机本体处接好做交流阻抗、功率损耗试验用的电压、电流和瓦特表. ③、在励磁机励磁电流RC回路613中串接一块0.5级0-5A的直流电流表,在发电机小间400A/75mV的分流器606和608线引到主控处接入0.5级0-75mV的直流电压表,并把表盘电流表拆掉. ④、在发电机控制屏转子电压表601、602并接一块0.5级的0-300V的直流电压表 ⑤、在发电机控制屏端子排A451、C451串接两块0.5级0-5A电流表,在A613、B600,C613、B600并接两块0.5级0-150V电压表及N461串接一块电流表. 六、试验的检查工作 1、发电机、励磁机碳刷齐全,接触良好. (检查人: ) 2、测量发电机定子、转子及回路绝缘合格. (检查人: ) 3、021开关油位正常,一次系统接头良好,清洁无杂物.(检查人: ) 4、检查CT测量、保护、计量回路不开路. (检查人: ) 5、检查PT二次回路不应有短路现象. (检查人: ) 6、检查PT一、二次保险齐全,无熔断现象. (检查人: )
电机匝间短路与相间短路培训资料
电机匝间短路及相间短路问题解答 一、什么是电机匝间短路 就是同一个绕组是由很多圈（匝）线绕成的，如果绝缘不好的话，叠加在一起的线圈之间会短路，这样一来，相当于一部分线圈直接被短路掉不起作用了。匝间短路后，电机的绕组因为一部分被短路掉，磁场就和以前不同了，不对称了，而且剩余的线圈电流比以前大了，电机运行中会振动增大，电流增大，出力相对减小。 二、发生电机匝间短路，会有以下现象： 1）被短路的线圈中将流过很大的环流（常达正常电流的2－－-10倍），使线圈严重发热； 2）三相电流不平衡，电动机转矩降低； 3）产生杂音； 4）短路严重时，电动机不能带负载起动。 匝间短路在刚开始时，可能只有两根导线因交叠处绝缘磨坏而接触。 由于短路线匝内产生环流，使线圈迅速发热，进一步损坏邻近导线的绝缘，使短路的匝数不断增多、故障扩大。 短路匝数足够多时，会使熔断器烧断，甚至绕组烧焦冒烟。 当三相绕组有一相发生匝间短路时，相当于该相绕组匝数减少，定子三相电流就不平衡。不平衡的三相电流使电动机振动，同时发出不正常的声音。电动机平均转矩显著下降，拖动负载时就显得无力。
三、电动机绕组短路故障现象和原因是什么？ 答：由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。 1.故障现象 离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。 2.产生原因 电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。相间短路的电机短路点会瞬间烧断融化，导致电机无法工作。 匝间短路的电机会电流不正常，稍后冒烟甚至起火，烧毁至电机无法工作。维修时一眼就能鉴别出来。 *异步电机与同步电机区别：
发电机电气试验方法及标准
发电机电气试验方法及标准 一．高压发电机 第一部分：定子部件 1．直流电阻 2．目的：检查绕组的焊头是否出问题等原因 测试环境：冷状态下进行 测试工具：直流电阻电桥 数据处理：各项的测试应做以下处理 数据处理(I max-I min)/I平均≤2% 结果判定：测试值必须满足以上的关系，不满足就应检查定子线圈。 3．绝缘电阻 目的：检测线圈的绝缘电阻的大小，为以后的试验确定安全保证。 测试环境：常温下测试，记录数据要记录当前的温度。 测试工具：兆欧表 注意事项：在绝缘电阻测试的过程中，在每项测试完之后应该对绕组充分放电，不然会造成严重的后果 测试方法：在测量前应充分对地放点，注意机械调零，在测试的时候除开被测项，其他的各项都应该接地，测试的时候记录测试时间为15s和60s时的电阻值，在测试后计 算吸收比，吸收比=R60/R15吸收比应满足大于2，而且各个项的绝缘电阻不平衡 系数不应大于2（不平衡系数指最大一项的R60与最小一项R60之比） 4．直流耐电压. 目的：在较高的电压下发现绕组绝缘的缺陷 测试环境：常温下进行试验 测试工具：直流耐压设备一套 测试方法：利用调压器调节电压使高压侧直流电压为0.5U N、1.0 U N、1.5 U N、2.0 U N、2.5 U N、 3.0U N每阶段要停留一分钟的耐压试验时间,并在试验的时候记录各个电压时候 的电流值。每项在测试的时候其他项都必须接地。而且在电压相同的时候各个项 的电流值应该比较相近。在规定的试验电压下,各相泄漏电流的差别不应大于最小 值的50%。 注意事项：在测试的时候由于是高压，因此在测试的时候要注意安全，小心周围环境。在每项测试完之后必须充分放电，否则容易造成事故。必须注意的就是，测温线圈的 接线头必须接地。 5．交流耐电压 目的：检查线圈之间的绝缘性能 测试环境：常温下进行试验 测试工具：耐电压试验设备一套 测试方法：发电机定子的交流耐压试验在制作的过程中一共有三个阶段要测试，下面就分别介绍试验的方法： （1）、单个线圈的交流耐电压试验，每次基本上做10个线圈的耐电压试验，试验 方法是：在工作台上面放木方，木方里面用海绵等软性有弹性的材料包扎一圈， 必须要厚点的，外面包0.1mm左右的铝铂，并且用铜丝将其绑好，在整个线圈的 低阻部分必选全放在木方上方。试验的电压计算公式见后表格 （2）、在下线的过程中耐电压试验，每次基本上下线下到10个左右就要做该试验， 在做线圈试验的时候，除开试验的线圈其他线圈都必选接地，试验电压计算公式
发电机短路升流试验
发电机短路升流试验 （一）试验条件 1、水轮发电机检修工作全部完毕，具备启动条件； 2、励磁变具备带电条件； 3、发电机出口三相短接； 4、试验前准备工作； 5、用2500V兆欧表测定3F定子绕组对地吸收比不小于1.6，用500V兆欧表测量转子绕组对地绝缘不小于0.5MΩ，测量结果合格； 6、检查发电机出口断路器3在拉开位置，合上发电机中性点刀闸； 7、检查主变已投运； 8、投入发电机空冷器xx 励磁部分准备工具：小起子、短接线、万用表、图纸、钳形电流表、说明书 （二）试验xx 1、发变组保护功能只投A套转子接地保护 注释：发电机转子充磁后励磁系统首次工作且励磁电流电压较高，励磁电流最大为，该过程同运行时一致仅投A套转子接地保护，出口仅跳灭磁开关。 2、两套低压记忆过流保护的第二时限并将该时限缩短为0秒，两套发变组保护出口仅投跳灭磁开关，过流定值按增容后定值整定。 注释：发电机转子充磁后励磁系统首次工作，由于主保护差动保护退出且发电机定子电流较大约为且仅发电机中性点电流互感器二次侧有电流，故该过程将低压记忆过流保护作为发电机试验运行方式下的主保护投入（过流定值1.21A），出口仅跳灭磁开关。低压记忆过流保护跳闸分两个时限，第一时限跳母联分段断路器故必须退出该时限，在保护功能层面杜绝误出口的可能性。
操作过程：“过流t1投退”改为“0”；“t2延时”由原定值“4.6s”改为“0S”实际只能改为“0.1s”；投入该保护软压板，出口投双套保护跳灭磁开关。试验结束恢复原定值，坚决杜绝误整定。 3、投入保护装置电源，拉开发电机交直流配电屏内机组出口开关控制盘直流1路、2路电源。 注释：拉开断路器操作电源，防止出口开关误分闸。 4、投入水机保护回路。 5、检查发电机出口及中性点母线各CT回路应不开路，电气测量仪表指示应正确。 6、在做短路试验时，必须将励磁调节柜内调节器的“残压起励”、“系统电压跟踪”以及“通道跟踪”功能退出，其中“系统电压跟踪”自运行以来均未投过。试验完成后将“残压起励”、“通道跟踪”功能恢复投入。断开起励电源开关，同时严禁操作起励按键和进行通道切换，以防止励磁系统出现误强励。 7、短路点设置 短路点在发电机机端近端出口处，将发电机机端母排解开，此时可以采用合上发电机出口断路器，从系统倒送电方式供电，励磁变和出口PT将有电源，此种模式将不需要调压器给调节器PT供电，以满足机组短路升流要求。 （三）试验危险点分析 1、增加励磁时，一定要使用恒电流模式以防止励磁电流和定子电流失控。 2、试验过程中对所有带电部分进行检查时注意保持安全距离。 3、试验完毕拆除短接线时要注意放电。 （四）试验目的 1、检查定子三相电流的对称性。 2、判断转子绕组有无匝间短路。
发电机组黑启动试验方案
伟星水电倮马河电站 #1发电机组黑启动试验方案 批准： 审核：周非唐多生 编写：文睿 倮马河电站 2011年5月
#1发电机组黑启动试验方案 1 试验目的 本次试验模拟倮马河水电站#1机组在站用交流电源消失，启动#1发电机组带#1主变零起升压，检验该机组的启动及启动后恢复厂用电的能力。 2 试验项目 2.1 #1调速器压力油罐压力情况及油位下降速度测试试验； 2.2 #1机组启动带1#主变零起升压试验； 2.3 #1发电机组带#1厂变试验。 3 试验准备 3.1 主系统方式：#1发电机停机备用、#1主变转冷备用（仅断开201及2011刀闸），其它元件按正常方式运行。 3.2 厂用电方式：#2厂变带400V I、II段母线运行（022、402、403断路器在 合闸位置）；#1厂变热备用（011断路器分闸位置、401断路器试验位置）。（注：将#2机组技术供水泵由#2泵运行）。 4 试验步骤（要求） 4.1压力油罐压力及油位下降速度测试试验 4.1.1 试验条件：#1机组处于停机状态。 4.1.2 试验步骤： （1）将#1机组#1、2调速器压油泵控制方式置“切除”； （2）将#1机组事故低油压压板X02“退出”； （3）记录压力油罐压力机组由自动启动值（5.7MPa）降到事故低油压值（5.0MPa或零升成功）所用时间；操作机组折向器全开、关动作两个行程记录压力油罐压力由自动启动值（5.7MPa）降到操作完毕后压力下降值； （4）调整压力油罐压力至5.7MPa； ( 5 ) 退出励磁风机交流电源；退出励磁调节器交流电源（拉开交流空开 Q1、Q2）。 （6）复归事故低油压动作信号，将#1机组事故低油压压板X02“投入”。 4.2 #1机组启动带#1主变零起升压试验
发电机局部放电试验方案
目录 1.试验目的 2.机组铭牌 3.试验条件 4.试验标准 5.试验设备和测量仪表 6.试验方法和步骤 7.试验数据记录表格 8.试验安全措施及注意事项
1.试验目的 ××××年×月，×对1号发电机的进行大修。为了确定重绕后定子绕组的绝缘状况，需要进行定子绕组的局部放电试验。 2.机组铭牌 3. 试验条件 3.1 1号发电机应与出口封闭母线断开，发电机的中性点引线也应断开，并保证相 间与对地之间有足够的距离，相间距离不够时应使用绝缘板隔开。
3.2试验应分相进行；在断开封闭母线后，封闭母线应三相短路接地。 3.3发电机的测温元件应全部短路接地，汇水管接地。 3.4发电机的出口CT的二次应短路接地。 3.5本次试验加压设备采用山东电科院的工频谐振耐压设备。 4．试验标准 采用GB/T 20833-2007《旋转电机定子线棒及绕组局部放电的测量方法及评定导则》作为本次试验的标准。其评价标准如下： 5.试验设备和测量仪表 本次试验加压设备采用山东电科院的工频谐振耐压设备，测量设备由华北电力科学研究院提供，采用JF2001型局部放电测试仪。 6.试验方法和步骤 试验方法可参考《旋转电机定子线棒及绕组局部放电德测量方法及评定导则》（GB/T 20833-2007），试验接线如图1所示，具体试验步骤为： 8.1试验负责人确认试验接线及全部措施正确无误，仪器、仪表工作正常，安排操 作人员和监护及记录人员。特别注意确认发电机内无人工作，所有裸露的高电压部位无人工作并有人监护。 8.2将定子绕组A相接入试验回路，B、C相短路接地。 8.3确认试验电源已断开，使用脉冲发生器对试验仪器进行校准。 8.4断开校准回路，合上试验电源，调节高压电源的输出为3kV，记录该电压下的 视在局部放电量。 8.5调节高压电源的输出，依次使输出电压为6kV、9kV、12kV、14kV、18kV、21kV 和24kV，记录各电压下的视在局部放电量。 8.6继续以缓慢速度降低试验电压，依次使输出电压为21kV、18kV、14kV、12kV、 9kV、6kV和3kV，记录各电压下的视在局部放电量。 8.7数据记录完成后，断开试验电源并使高压输出端接地。
同步发电机突然三相短路分析.
2 同步发电机突然三相短路分析 2.1电磁场有关的几个概念 磁场：随着电荷或运动电荷而产生的特殊物质，不具有原子、分子的构成以及可见的形态，但具有可被检测的运动速度、能量和动量，占用空间，具有真实的客观存在，是物质存在的一种形式。 磁感应强度B：反映磁场中某点（运动电荷所受）的磁场力的大小和方向的量（矢量）。单位为T（特斯拉）或Gs（高斯）。1T＝1(N.s)/(C.m)＝104Gs。 磁通量：磁感应强度B在某曲面S上的面积分，称为该曲面所通过的磁通量。磁通量与线圈的匝数和电流的乘积成正比。多匝线圈所交链磁通量的总和称为磁链。 磁路、磁阻、磁动势：磁通量所通过的闭合环路称为磁路；与电路电阻类似，磁路可用磁阻表示。类似于电路欧姆定律的电压、电流、电阻关系，磁场中为磁动势、磁通量、磁阻。
自感L。自感磁链与通过线圈的电流之比称为自感系数（电感、自感）。单位H 互感M：线圈1对线圈2的互感定义为：由线圈1所产生的与线圈2交链的磁链与线圈1电流之比（可为正、负） 法拉第电磁感应定律：导线回路交链的磁通量随时间变化时，回路中将产生一感应电势。时变磁场能够产生电场，运动电荷（电流）能够产生磁场，电场和磁场相互作用，构成一个的统一电磁场。 楞次定律：感应电动势引起的电流总是倾向于反抗回路中磁通量的变化。?=?d? dt 2.2 同步发电机的基本方程
同步发电机是电力系统中最重要的元件，其运行特性对电力系统具有决定性的作用。 暂态过程中，其基本方程是理想同步发电机的各个绕组间电磁关系的一组数学方程，由各绕组磁链方程和电动势方程二部分组成。 发电机各个绕组：定子3个（a相、b相、c相），转子3个（励磁绕组f、直轴阻尼绕组D，交轴阻尼绕组Q）。（如图2-11示意图，包括定义的各个绕组磁链的正方向） 磁链方程：
转子绕组匝间短路产生的原因和危害实用版
YF-ED-J1386 可按资料类型定义编号 转子绕组匝间短路产生的原因和危害实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
转子绕组匝间短路产生的原因和 危害实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 (1)产生原因 ①制造工艺不良。例如：在下线、整形等 工艺过程中损伤匝间绝缘；铜线有硬块、毛 刺，也会造成匝间绝缘损伤。 ②运行中，在电、热和机械等综合应力的 作用下，绕组产生变形、位移，造成匝间绝缘 断裂、磨损、脱落；另外，由于脏污等，也可 能造成匝间(尤其是转子绕组的端部匝间)短
路。 ③运行年久、绝缘老化，也会造成匝间短路。 (2)危害 转子绕组匝间短路故障是发电机常见性缺陷；轻微的匝间短路，机组仍可继续运行，但应注意加强监视和试验；当匝间短路严重时，将使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，限制了发电机无功功率的输出，或者使机组振功加剧，甚至被迫停机。因此，当转子绕组发生匝间短路故障时，必须通过试验找出匝间短路点，予以消除，使发电机恢复正常运行。