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1、发电机转子绕组的交流阻抗和功率损耗测量一、试验目的：如果转子绕组出现匝间短路，则转子绕组有效匝数就会减小，其 交流阻抗就会减小，损耗会有所增大，因此，通过本次测量转子绕组交流阻抗和 功率损耗，与历次试验数据相比，就可以有效地判断转子绕组是否有匝间短路。 轻微的匝间短路并不会对发电机产生很大的影响，常常被忽略，但如果匝间短路 程度加剧，则会引起机组的振动增大，励磁电流增大，严重时造成转子一点甚至 两点接地故障，大轴磁化、烧毁护环恶性事故的发生。因此对发电机转子绕组匝 间短路故障的检测十分必要。二、试验方法：通过滑环向转子绕组施加交流电压，通过仪器自动读取电压、电 流、功率损耗和交流阻抗。施加电压
2、的大小用调压器来调节。三、试验仪器：HVZ-II发电机转子交流阻抗测试仪、调压器四、试验步骤：(1)试验前先确认转子绕组的励磁回路已全部断开并验电。(2) 对试验现场进行封闭，用围栏或绳子将试验现场围起。(3) 用量程为500V的兆欧表对转子进行绝缘电阻测量。(3) 按试验原理图接好试验线路，带电空试以检查试验设备和各仪器仪表是否 正常。(4) 试验电压的确定：对于额定励磁电压在400V及以下的绕组，施加的电压 一般考虑为其电压值等于额定励磁电压。额定励磁电压大于400V时，电压可适 当降低，对于本次#5发电机转子交流阻抗试验施加电压220V即可满足条件。(5) 确定好接线后，打开仪器，设置电
3、压步长，可选择单向测量或双向测量， 选择单相测量后进行慢慢升压，读取并记录电压、电流、交流阻抗和功率损耗。(6) 分别在盘车状态下、500r/min、1400 r/min、2200 r/min、3000 r/min 转速下 进行转子交流阻抗测量，每种状态都应在几个不同的电压下进行测量。(7) 试验完毕后，断开电源，然后需检查试验仪表是否正常，收拾仪器并清理 场地。五、试验标准：1、阻抗和功率损耗值自行规定。在相同试验条件下与历年数值 比较，不应有显著变化。相差10%应该引起注意。2、隐极式转子需要在膛外或膛内以及不同转速下测量。3、每次试验应在相同条件、相同电压下进行，试验电压峰值不超过额定励
4、磁电 压。4、当有匝间短路时，交流阻抗将减小，功率损耗将增加。六、注意事项：1、应该记录当时试验时环境的温度和湿度。2、加压前试验人员应大声呼唱，加压过程中应有人监护。3、在检查接线正确无误、联接可靠后方可通电。4、在测试钳的两根导线中，稍粗的导线为电流线（I】、12），稍细的导线为电压线 （U、U2）。该仪器采用专用大电流快速接头，插拔时应稍加旋转。5、测试时调压器在测试点附近应均匀慢速升压，确保数据采集的可靠性。隔离调压器转子图1发电机转子交流阻抗试验接线简图知识拓展：一、转子绕组匝间短路的分类：转子绕组匝间短路故障可以分为静态匝间短路和 动态匝间短路，静态匝间短路是一种稳定的短路状态，在
5、电机运行和停转的时候 故障都存在，因此可以通过各种离线的方法进行检测。判断发电机转子匝间短路 的方法有很多，例如直流压降法、直流电阻法、空载和短路特性曲线法、双开口 变压器法、RSO试验法等。但是这些方法各有利弊，有的灵敏度低，有的试验 方法复杂，有的不便与历史值比较、有的费用较高等，而交流阻抗法因其实用、 简洁的特点被广泛应用。并且在电力设备预防性试验规程中明确规定大修中必须 进行此项目。动态匝间短路只发生在电机运行阶段，一旦电机停运，离心力及热 应力消失，短路状态随之消失。二、转子绕组匝间短路的原因：（1）设计不合理（2）制造质量不良（3）金属异 物引起匝间短路（4）发电机在运行过程中产生
6、匝间短路（5）氢气湿度过大引起 线圈短路三、交流阻抗影响因素的分析：（1）膛内、膛外。转子处于膛内时，磁场通过定 子铁心形成回路，磁阻比在膛外时要小，磁导则比膛外要大，由于电抗与磁导的 平方成正比，所以转子处于膛内时的交流阻一般比膛外时的大。同时与功率损耗 相应的电阻中，除了转子本体铁损的等效电阻、绕组铜损的电阻外，还要包括定 子铁损的等效电阻在内。所以在相同电压下，膛内功率损耗一般比膛外的大。（2）静态、动态的影响。在恒定交流电压下，转子绕组的阻抗和损耗均随转速 的升高而变化。当转速升高时，转子绕组交流阻抗降低，功率损耗增加。因当转 子旋转时，随着转速的升高，槽楔和线圈的离心力增大，使槽楔与
7、转子齿的接触 更加紧密，阻尼作用增强，去磁效应增加，导致转子绕组的阻抗下降，损耗增加。（3）护环和槽楔的影响。当一端装上护环时，端部线圈的交变磁通，在护环上 产生了涡流去磁效应，但由于去磁效应不强，故使阻抗下降较少。当两端的护环 均装上后，便构成了沿轴向的两端周围的电流闭合回路，且增加了涡流去磁效应， 因而是阻抗下降显著。当转子装上槽楔后，转子线槽被槽楔填充，增大了转子表 面的涡流去磁效应，即增加了阻尼作用，因而使阻抗下降。（4）转子本体剩磁的影响。转子本体的剩磁会使阻抗减小，这是因为在测量交 流阻抗时，转子本体的槽齿中不仅有交变磁通，而且还有剩磁的恒定磁通，当两 者的方向一致时起助磁作用；当两者的方向相反时，则起去磁作用。因此，在相 同电压下的阻抗，有剩磁比无剩磁时小。
