匝间短路测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种匝间短路检测装置，用于检测发电机转子的匝间短路情况，其包括：脉冲发生器，用于采用两个相同的冲击波分别同时向所述发电机转子的正极和负极注入，形成发射波和折射波；示波器，用于检测所述发电机转子上形成的反射波和折射波，根据所述反射波和折射波的相应特性生成波形图；波形分析仪，用于通过对所述反射波和折射波的比较对发电机转子匝间绝缘短路进行定性判断，通过所述反射波和折射波波形的行使时间和变化的幅值进行定量分析。本实用新型专利技术对匝间短路的诊断具有灵敏度高、精确度高、使用方便、无损检测等独特的优点，不仅可以作为现有的检测方法的补充，甚至可以替代。此方法的推广应用将为电力系统的安全运行提供更好的服务。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

匝间短路测试装置
本技术涉及电力电子
，尤其涉及匪间短路测试装置。
技术介绍
随着大容量发电机的制造技术越来越先进，对转子绕组的可靠性要求曰益 增高。在转子电气绝缘事故中，发电机转子绕组匝间短路故障占有较大比例。转子匝间短路故障会产生很大的危害，首先，由于匝间短路导致不2对称电流 以及功率损耗的增大，短路点局部过热会导致绝缘烧损接地、导线过热会导致 变形或烧熔，故障的进一步发展会造成烧坏护环、大轴磁化，或烧伤轴颈和轴 瓦等，甚至会造成转子烧损事故；其次，由于匝间短路在气隙磁通中形成不对 称磁场分量，会引起一系列的轴系振动问题。因此，进行匝间短路故障的早期 预报是十分必要的。一种隐极式汽轮发电机，其转子采用的制造工艺是，在转子表面沿轴向铣 有安放转子绕组的槽，每槽内安放6-8匝线圈，导线对地(转子本体)有槽村 绝缘，导线对槽楔有槽楔绝缘，每匝之间有匝间绝缘。为了保证转子在高速旋转下不产生振动，嵌入槽内绕组导线的截面形状、 主绝缘、匝间绝缘应严格保证对称，将转子绕组展开后，如图1所示，从电路 方面看，应当是严格对称的。按照电路分析原理，对发电机转子绕组回路应采用全电路，即高频响应等 值电路分析方法，如图2所示。其中，L1 Ln为绕组电感；R1 Rn为绕组直 流电阻；Czj1 Czjn为绕组匪间电容；Rzj1 -Rzjn为绕组匝间绝缘电阻；Rj_1 ~ Rj一n为绕组对地绝缘电阻；Cj一1 ~ Cj—n为绕组对地电容。目前，常用的匝间短路检测方法一般为直流电阻、发电机的空栽、短路特性曲线、交流阻抗和功率损耗、微分探测线圈波形等。(1)直流电阻按照DL/T596-1996规定，发电机每次大修时，应对转子绕组的直流电阻进行测量(冷态下)，并与原始数据比较，当换算到同温度时其变化不应超过2%。当用直流电阻法测量转子绕组的直流电阻时，其电感、电容将不起作用，其等值电路如图3所示。该测试方法的不足之处在于， 一般发电机转子每极大约6-8槽，每槽大约 6-8匝，共计110匝左右，直流电阻在mQ级，从转子结构特点看大跨度的匪间 绝缘破坏或发生金属性短路的概率非常小， 一般只会在相邻匪之间发生，所以 即便是发生金属性短路其总阻值变化也小于1%，总阻值应该变化很小；另夕卜， 如果每次测量时使用的仪器不同，其测量结果将难以比较，因此直流电阻测量 法的灵敏度很低。(2)阻抗和功率损冲毛该方法是目前常用的判断转子静态绕组匪间短路的方法；试验电源通常是 50Hz,当用50Hz电源测量转子交流阻抗时，绕组匪间电容Czj1 Czjn、绕组 对地电容Cj一1 ~ Cj_n视为开路；绕组匪间绝缘电阻Rzj1 ~ Rzjn、绕组对地绝缘 电阻Rj—1 Rj一n视为无穷大，结果等值电路如图4所示。该测试方法的不足之处在于，此项测试将在转子出膛前、转子膛外、转子 进膛后、冲转中不同转速等工况下进行，通常是读取电压、电流、功率损耗， 交流阻抗值是通过运算得到的， 一般在4 8Q。从交流阻抗数据分析可以得出， 在50Hz交流作用下，转子只是一个基本纯感性的电感，当绕组匝间绝缘电阻发 生变化时是不会改变电感量，只有在发生金属性匝间短路时才会改变电感量， 其变化量应小于1%，换算为阻抗后变化量也是小于1%，灵敏度很低。功率损 耗只是消耗在导线上的电阻性损耗，即铜损，反映的是电阻的变化情况，其变 化量也很小，灵敏度也很低。并且，交流阻抗和功率损耗试验受膛内膛外、定 转子之间的气隙、转子转速、短路电阻及部位、试验电压高低、槽楔和护环结构等很多因素影响，因此很难定出统一标准。因此，该测试方法的分析需要将 本次测量值与前次测量值进行比较，并结合其他的测试方法，综合判断才能得 出结论，可靠性低。(3) 测量发电机的空载、短路特性曲线该方法由于受测量精度的限制， 一般在转子绕组短路的匝数超过总匝数的 3~5%时，才能在空载和短路特性曲线上反映出来。所以，其灵敏度也较低， 只能作为次要判决，需要与直流电阻法、交流阻抗法一起才能判定匝间短路敌. 障。(4) 微分线圉探测该技术是基于发电机转子励磁电流所产生的主磁通和槽中的漏磁通密度的 测量；这种方法需在定子槽齿上安装微型探测线圈作为传感器，探测线圏测得 的电压尖脉冲是槽内有效匝数的槽漏磁和气隙磁通密度波形畸变的合成。当探 测线圈距转子表面距离越小，则测量到的感应电压就越高，灵敏度也就越高。 该方法在判断金属性匝间短路故障时，是比上述三种方法要灵敏的多，但是，该测试方法无法检测到匝间非金属性短路时的情况，并且很多发电 机组一般没有配置微型探测线圏，检测时还需要另外增加，而现场安装探测线 圈有一定的难度，检测起来不方便。
技术实现思路
本技术的专利技术目的是提供一种匝间短路测试装置，该测试装置能方便地检测臣间线圏短路，且灵敏度高。为达到上述专利技术目的，本技术提出以下的技术方案 一种匝间短路检测装置，用于检测发电机转子的匝间短路情况，包括脉冲发生器，示波器和波形分析仪，所述脉冲发生器与发电机转子相连，采用两个相同的冲击波分别同时向所述发电机转子的正极和负极注入，形成发射波和折射波并传递到所述示波器和波形分析仪；所述示波器与脉冲发生器和发电机转 子相连，检测发电机转子上形成的反射波和折射波，根据所述反射波和折射波 的相应特性生成波形图；所述波形分析仪与脉沖发生器和发电机转子相连，通过对所述反射波和折射波的比较对发电机转子匝间绝缘短路进行定性判断，通 过所述反射波和折射波波形的行使时间和变化的幅值进行定量分析。其中，所述脉沖发生器包括 电源发生器，用于提供电源； 冲击波形成器，用于生成沖击波；双脉冲分离器，用于将所述冲击波形成器生成的冲击波分离，形成两个相 同的冲击波，并分别同时发射到发电机转子的正极和负极。 其中，所述沖击波形成器为5伏冲击波形成器。从以上技术方案可以看出，本技术对匝间短路的诊断具有灵敏度高、 精确度高、使用方便、无损检测等独特的优点，不仅可以作为现有的检测方法 的补充，甚至可以替代。此方法的推广应用将为电力系统的安全运行提供更好 的服务。附图说明图1为现有技术中转子绕组展开图2为现有技术中转子绕组高频相应等值电路图3为现有技术中测量转子绕组的直流电阻等值电路图4为现有技术中测量转子绕组的交流阻抗等值电路图5为本技术匝间短路检测装置的结构框图6为应用实例一中机组大修前微分探测线圈测量的波形示意图7为应用实例一中机组大修前RSO测量的波形示意图8为应用实例一中机组大修时RSO测量的波形示意图9为应用实例二中转子膛内未清扫前RSO测量的波形示意图10为应用实例二中转子膛外清扫后波形RSO测量的波形示意图。具体实施方式所谓重复脉沖示波器(Repetitive Surge Osc川ograph， RSO)法就是重复 脉冲试验法。该方法是以行波传输为基础，应用神经网络特征及高频波在相同 介质中传输对称性来实现。以下结合附图对本技术进行进一步描述。请参阅图5，本技术提供的匝间短路测试装置包括脉沖发生器100、 示波器300和波形分析仪400。脉沖发生器100与发电机转子200相连，用于采用两个相同的冲击波分别 同时向所述发电机转子200的正极和负极注入，形成发射波和折射波；示波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种匝间短路检测装置，用于检测发电机转子的匝间短路情况，其特征在于，其包括脉冲发生器，示波器和波形分析仪，所述脉冲发生器与发电机转子相连，采用两个相同的冲击波分别同时向所述发电机转子的正极和负极注入，形成发射波和折射波并传递到所述示波器和波形分析仪；所述示波器与脉冲发生器和发电机转子相连，检测发电机转子上形成的反射波和折射波，根据所述反射波和折射波的相应特性生成波形图；所述波形分析仪与脉冲发生器和发电机转子相连，通过对所述反射波和折射波的比较对发电机转子匝间绝缘短路进行定性判断，通过所述反射波和折射波波形的行使时间和变化的幅值进行定量分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑役军，刘志强，
申请(专利权)人：郑役军，刘志强，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]