轉子繞組常見故障及處理方法

轉子繞組接地故障

轉子繞組接地是發(fā)電機運行中較易發(fā)生的故障，又是嚴重影響發(fā)電機安全運行的故障。正常運行狀態(tài)下，發(fā)電機轉子繞組對地之間有一定的絕緣電阻與分布電容。其絕緣電阻一般大于1Ω，水冷繞組轉子因有絕緣引水管，在通水狀態(tài)下的絕緣電阻僅為數(shù)千歐。因某種原因絕緣電阻嚴重下降或對地絕緣損壞時，最常見的即是一點接地故障。此時，因未形成電流回路，對電機運行尚無直接影響。但是，一點接地故障存在后，如切合勵磁開關及發(fā)電機出口斷路器，或發(fā)生其他運行事故，轉子回路產(chǎn)生過電壓時，將有可能導致另外的接地點出現(xiàn)形成，嚴重威脅發(fā)電機安全運行的兩點或多點接地事故。此時，發(fā)電機將出現(xiàn)不同程度地振動加劇、機組大軸磁化、局部燒損轉子繞組絕緣及轉軸的嚴重后果。

處理方法：

對接地故障的處理方法是，更換有關部位的絕緣材料。具體做法是：將汽側護環(huán)下25、26槽線包間的絕緣碳化物以及25、26槽第1匝至第4匝間的絕緣碳化物清除干凈，并用吸塵器反復吸3～5遍，然后用清洗劑清洗2～3遍后換上新的絕緣層和絕緣墊塊。將原先松動的6塊絕緣墊塊進行更換和位置調整，并使松緊程度恰當。

轉子繞組匝間短路故障

發(fā)電機轉子繞組匝間短路故障是其運行中的一種常見故障。嚴重時將會影響發(fā)電機的無功出力，如是不對稱的匝間短路會導致發(fā)電機組振動加劇，也可能進一步導致轉子繞組對地絕緣損壞，進而發(fā)展成為接地故障，對發(fā)電機組本身的安全穩(wěn)定運行構成很大的威脅。

處理方法：

1．確定短路匝數(shù)與位置

當轉子繞組發(fā)生匝間短路時，必須進行有關的檢驗，確定短路匝數(shù)及位置。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，轉子繞組常存在不穩(wěn)定的匝間短路。當轉子靜止或拉出護環(huán)后，由于線匝彈起，匝間短路消失，但裝上護環(huán)或轉子運行時，匝間短路仍然存在。為消除此隱患，必須尋找出不穩(wěn)定的匝間短路點。這時可用幾十對專用壓板夾在繞組端部及拐角處，如圖3所示，對繞組逐個逐點加壓，模擬護環(huán)的熱套緊力和繞組運行中產(chǎn)生的離心力，然后通過電壓降法逐個試驗，就可找出故障點。

2．對故障點處理

匝間短路點找出之后，可用圓鋼做的L形工具將短路匝略微撬開一點，如圖4所示，將損壞的絕緣清理干凈，在線匝之間墊以刷有硅有機漆作黏合劑的云母板，然后壓平撬開的線匝即可。

3．檢查與裝復

匝間絕緣全部處理完好后，應再次檢查絕緣情況，合格后，清理、檢查端部各處無遺物，按原記號裝好端部墊塊，在繞組表面噴一層防油絕緣漆。最后裝復護環(huán)、中心環(huán)和風扇等。

直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個線圈的兩個出線端連接到換向器的兩個換向片上，兩者在換向器圓周表面上相隔的距離稱為換向器節(jié)距，用Y_s表示。不同形式的繞組具有不同的換向器節(jié)距。

轉子繞組疊繞組

有單疊繞組和復疊繞組之分。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的線圈依次串聯(lián)起來，構成一條并聯(lián)支路，所以對應一個磁極就有一條并聯(lián)支路。單疊繞組的基本特征是并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)。各條支路間通過電刷并聯(lián)。單疊繞組線圈的換向器節(jié)距Y_s=1。Y_s>1者稱復疊繞組。比較常用的是Y_s=2的復疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個磁極下有兩條并聯(lián)支路。例如一臺四極直流電機，采用雙疊繞組時,共有8條并聯(lián)支路。各條支路間也是通過電刷并聯(lián)。電刷組數(shù)等于電機的極數(shù)。其中一半為正電刷組，另一半為負電刷組。疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)較多，它等于極數(shù)或為極數(shù)的整倍數(shù)，所以又叫并聯(lián)繞組。

轉子繞組波繞組

有單波繞組和復波繞組。單波繞組的特點是將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯(lián)起來，形成一條并聯(lián)支路。所以整個電樞繞組只有兩條并聯(lián)支路。波繞組線圈的換向器節(jié)距式中P為磁極對數(shù);k為換向片數(shù)；a為使Y_s等于整數(shù)的正整數(shù)，它等于波繞組的并聯(lián)支路對數(shù)。單波繞組的a=1，而a=2的復波繞組稱雙波繞組,它可以看成是由兩個單波繞組并聯(lián)而成的復波繞組,故有4條并聯(lián)支路；a>2者可類推，但用得很少。波繞組從并聯(lián)電路連接原理上說,只需兩組電刷,即一組正電刷和一組負電刷。然而，通常直流電機中波繞組的電刷組數(shù)仍然等于其極數(shù)，這是為了減輕電刷和換向片接觸面上的電流負荷，從而可以縮短換向器的長度。此外，對線圈電流的換向也有好處。直流電樞繞組常由于某種原因造成各并聯(lián)支路的電流不均勻分配,使銅耗增加,電樞繞組過熱；有時也會使電刷下發(fā)生有害的火花，給電機運行帶來不利影響。將電樞繞組內部理論上的等電位點用導線直接連接，就可以改善電機的運行條件。專門為此而設置的連接導線稱為均壓線。

轉子繞組蛙繞組

由適當配合的疊繞組和波繞組混合而成的一種直流電樞繞組。疊繞組和波繞組的線圈接在同一換向器上并聯(lián)工作。由于其線圈組合的外形很像青蛙而得名。這種繞組因波繞組線圈和疊繞組線圈之間互相起著均壓線作用，故無需另外加接均壓線。采用蛙繞組的直流電機有良好的運行性能，故其應用日益廣泛。電樞繞組是直流電機的核心部分。當電樞在磁場中旋轉時，電樞繞組中會感應電動勢，當電樞繞組中有電流流過時，會產(chǎn)生電樞磁動勢，它與氣隙磁場相互作用，又產(chǎn)生電磁轉矩，電動勢與電流相互作用，吸收或放出電磁功率，電磁轉矩與轉子轉速相互作用，吸收或放出機械功率。二者同時存在，構成電磁能量與機械能量的相互轉換，完成直流電機的基本功能。因此，電樞繞組在直流電機中起著重要的作用。

電樞繞組由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電機的電路部分，也是感生電動勢，產(chǎn)生電磁轉矩進行機電能量轉換的部分。線圈用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽內，上下層以及線圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。大型電機電樞繞組的端部通常緊扎在繞組支架上。電樞繞組分直流電樞繞組和交流電樞繞組兩大類。它們分別用于直流電機和交流電機。 通常采用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。放在槽內且靠近槽口的有效邊叫上層邊，靠近槽底的有效邊叫下層邊。同一槽中上下層間用絕緣紙隔開。同一線圈上下兩有效邊沿圓周方向的距離即為線圈的跨距，通常用槽距（兩相鄰槽間距離）的倍數(shù)表示?？缇嗉s等于一個極距（相鄰兩磁極的距離，也常用槽距的倍數(shù)表示）。

編輯

交流異步電動機的轉子繞組分鼠籠型與繞線型兩類[2]。

定尺繞組鼠籠型

鼠籠型結構較為簡單，一般由鋁水澆注轉子鐵心槽內并鑄造出兩端端環(huán)；也有用銅條嵌入再焊上銅質端環(huán)的。為了改善起動性能，鼠籠型又可制成深槽式及雙鼠籠等特殊型式。

定尺繞組繞線型

繞線型轉子繞組與定子繞組相同，它除可用上述各式繞組外，還可用波形繞組。波形繞組是由單匝或幾匝的桿形單元線圈，嵌裝后由兩個元件在端部焊接成一只線圈，并形成整個繞組，其布接線原理與上述繞組不同，但外形與雙層疊繞組相似。波形繞組常應用于大型的交流電動機轉子繞組及直流電動機的電樞繞組。

中文名稱

定、轉子繞組絕緣電阻測量

英文名稱

insulation resistance measurement for stator and rotor winding

定　　義

通常采用2.5~10kV兆歐表測量發(fā)電機定子繞組絕緣電阻，采用500~1000V兆歐表測量轉子繞組絕緣電阻。除絕緣電阻的絕對值外，對于定子繞組還要根據(jù)絕緣電阻的極化指數(shù)來綜合判斷繞組是否受潮。

應用學科

電力（一級學科），汽輪發(fā)電機（二級學科）

中文名稱

定、轉子繞組直流電阻測量

英文名稱

DC resistance measurement for stator and rotor winding

定　　義

用直流電源對定子的三相繞組和轉子繞組的直流電阻進行的測量。

應用學科

電力（一級學科），汽輪發(fā)電機（二級學科）