如何處理轉(zhuǎn)子組的不穩(wěn)定接地故障?
運行中的發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組接地故障,有時與轉(zhuǎn)速和溫度有關(guān),表現(xiàn)為活動性質(zhì)(如在一定的轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)接地,而靜止后接地消失等),這就需要測試和分析轉(zhuǎn)子繞組絕緣狀況與運行條件的關(guān)系。為了分析接地故障與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,可在不同的轉(zhuǎn)速下測定轉(zhuǎn)子繞組的接地電阻。為了測定接地故障與溫度的關(guān)系,可以在運行中采用改變無功負(fù)荷等辦法,測定不同轉(zhuǎn)子電流下的轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻。在處理這種活動性質(zhì)的接地電阻時,首先應(yīng)變活動性接地為穩(wěn)定性接地,其方法是在出現(xiàn)接地現(xiàn)象的運行條件下,在轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸間通人適當(dāng)?shù)碾娏鳎瑹┎环€(wěn)定的接地點,使其變成穩(wěn)定的金屬性接地,然后再按尋找穩(wěn)定接地點的方法確定接地點的位置。
把不穩(wěn)定接地點用電流燒穿為穩(wěn)定的金屬性接地的方法,與把較高的接地電阻燒穿成較低的接地電阻的方法相同。
檢查轉(zhuǎn)子繞組穩(wěn)定性匝間短路的方法有哪些?對各種方法進行簡單的綜合比較。
(1)檢查轉(zhuǎn)子繞組穩(wěn)定性匝間短路的方法
檢查轉(zhuǎn)子繞組穩(wěn)定性匝間短路的常用方法有直流電阻比較法、空載特性比較法、短路特性比較法、交流阻抗和功率損耗比較法、單開口變壓器法(包括電壓相量法和瓦特表法)、雙開口變壓器法、功率表的相量投影法、直流壓降計算法。
(2)對不同方法的簡單綜合比較
直流電阻比較法、空載特性比較法和短路特性比較法在檢查轉(zhuǎn)子繞組匝間短路缺陷方面,靈敏度低,只能作為綜合判斷的參考方法。
交流阻抗和功率損耗比較法,單、雙開口變壓器法才是現(xiàn)場檢查轉(zhuǎn)子繞組匝間短路常用而有效的方法,因此,測量交流阻抗和功率損耗是交接和預(yù)防性試驗中必須做的項目。它適用于各種類型(隱極式和顯極式)的轉(zhuǎn)子。對于隱極式轉(zhuǎn)子,當(dāng)做交流阻抗和功率損耗試驗時,若初步判斷轉(zhuǎn)子存在匝間短路時,再用單、雙開口變壓器法進一步查找短路線匝所在的具體線槽(具有磁性槽楔的線槽不能用單開口變壓器法,只能用雙開口變壓器法檢查)。當(dāng)確定出短路線匝的具體線槽后,取下一端護環(huán),再采用直流壓降計算法,即可計算出短路點所在線槽中的具體位置。
為什么說直流電阻比較法、發(fā)電機空載特性比較法和短路特性比較法在發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路缺陷方面不夠靈敏?
(1)直流電阻比較法
交接試驗標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)防性試驗規(guī)程中規(guī)定,在交接或大修時,都應(yīng)在冷態(tài)下測量轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻,其變化不應(yīng)超過2%,否則應(yīng)查明原因。理論上,當(dāng)繞組發(fā)生匝間短路時,直流電阻會減小,但汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的總匝數(shù)較多(約160匝以上),如果其中只有一、兩匝短路,即使測量準(zhǔn)確,直流電阻減小也不超過1%,況且實際測量難免存在誤差,因此,直流電阻比較法檢查轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路,其靈敏度很低,不能作為判斷匝間短路的主要方法,只能作為綜合分析判斷的參考方法。
(2)空載特性比較法和短路特性比較法
當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路時,因轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)減少,使轉(zhuǎn)子繞組的主磁通減小,導(dǎo)致發(fā)電機三相穩(wěn)定的空載特性和短路特性曲線比正常時降低,但因受測量精度的限制,一般只有短路匝數(shù)超過總匝數(shù)的3%-5%時,空載和短路特性曲線的下降才比較明顯,所以此方法,在發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路方面,靈敏度也較低,也只能作為綜合分析判斷的參考方法。
在此指出,在空載特性試驗中,因發(fā)電機的開路電壓的大小與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān),且為非線性,因此,在測量時轉(zhuǎn)速的變化將會給測量造成一定的誤差。而在短路試驗中。因短路電抗(Xk)和短路電動勢(Ek)均與轉(zhuǎn)速成正比,一般轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的1/3以上時,短路電流Ik(=Ek/Xk)則與轉(zhuǎn)速無關(guān),因此短路試驗時,轉(zhuǎn)速的波動不會引起測量誤差,所以在發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子匝間短路缺陷方面,短路特性比較法比空載特性比較法有效一些。
何謂發(fā)電機的定子鐵芯試驗?為什么進行此項試驗?
所謂發(fā)電機定子鐵芯試驗,就是給定子鐵芯進行交流勵磁,保持足夠的磁通密度(一般約為0.8—1T),測量鐵芯損耗值和歷時90min的鐵芯各部分溫度,然后分析判斷定子鐵芯狀況。
進行此項試驗的原因是:發(fā)電機定子鐵芯都是采用硅鋼片疊裝而成,并在各片間涂有絕緣漆,在長期運行中,定子鐵芯因受轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的作用,而產(chǎn)生磁滯損失和渦流損失,使鐵芯溫度升高;硅鋼片在加工過程中或在鐵芯組裝過程中存在的工藝問題,可能造成鐵芯局部短路;電磁振動可能造成硅鋼片的磨損;電機運行年久,硅鋼片間絕緣發(fā)生老化。這些原因都可能導(dǎo)致鐵芯局部渦流過大、溫度過高而燒傷定子繞組絕緣,威脅機組的安全運行。因此,在新機交接時、電機繞組發(fā)生故障且鐵芯受損、運行中發(fā)現(xiàn)鐵芯局部高溫、大修中懷疑鐵芯短路、更新組裝或更換和修理硅鋼片后,均應(yīng)進行定子鐵芯試驗。但在制造廠已進行此項試驗,并有出廠報告,交接時可不進行此項試驗。
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