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      水輪發電機轉子繞組匝間短路故障分析

      發布時間:2020-11-10 10:00所屬分類:機電一體化加入收藏

      摘要:轉子繞組匝間短路故障在水輪機運行中較為常見,輕微匝間短路不會造成很大影響,但是任其發展會產生嚴重危害,必須做好此類故障檢查、原因分

        摘要:轉子繞組匝間短路故障在水輪機運行中較為常見,輕微匝間短路不會造成很大影響,但是任其發展會產生嚴重危害,必須做好此類故障檢查、原因分析工作,并及時進行故障處理,切實保證水輪機安全可靠運行。本文首先分析了我國水力發電產業發展情況,明確了水輪發電機的重要地位及其安全、穩定運行的必要性;其后圍繞轉子繞組匝間短路故障危害及其原因進行了詳細探討,最后就某水電站發生的一起轉子繞組匝間短路故障處理展開具體分析,以期可供參考。

        關鍵詞:水輪發電機;轉子;繞組匝間短路故障;危害;原因

      電機工程師論文

        0 引言

        水作為清潔能源,具有環境影響小、發電成本低等優勢,部分工程還具有改善區域交通、電力供應與經濟的優點,備受區域發展重視。水輪發電機是水力發電的核心,其運行可靠性直接關系到水電系統的正常運行,影響區域電網供電質量,對此在不斷增加電力裝機容量的同時,必須關注機組運維與故障處理技術,本文主要以轉子繞組匝間短路故障為研究對象展開詳細論述。

        1 水輪發電機概述

        基于我國社會經濟的快速發展,電力需求持續擴大,同時為實現綠色電力生產,各種水力、風力以及太陽能發電技術逐漸發展起來。21世紀以來,我國從經濟建設、能源可持續供應、環境保護以及西部大開發等多方面考慮,決定率先發展水利事業,水力發電在各個區域快速鋪開,如圖1所示為2019年全國發電量構成占比情況,水電僅次于火電,占比在16%,因此水電站運行情況直接影響區域電網的供電可靠性。

        結合相關數據統計顯示,截至2019年底,全國發電裝機容量201066萬千瓦,其中,水電35640萬千瓦,2009~2019年水電裝機增長情況如圖2所示。據統計,2020年6月底全國全口徑水電裝機容量達3.6億千瓦,全國規模以上電廠水電發電4769億千瓦時,水電設備利用小時1528小時。

        水電站中,水輪發電機的主要任務是將水中能量轉化為機械能、電能,其運行可靠性直接關系區域供電質量。由此,為保證區域供電穩定性,必須重視水輪發電機故障問題的分析與處理,通過現場檢查及時判斷故障原因,采取合理的維修措施,切實將故障影響范圍控制在合理范圍內,本文主要圍繞轉子繞組匝間短路故障展開詳細論述。

        2 水輪發電機轉子繞組匝間短路故障原因分析

        2.1 水輪發電機轉子結構

        水輪發電機可分為兩部分,一是靜止的定子,二是旋轉的轉子。其中,定子由鐵芯、機座、線圈等組成,定子上安裝三相繞組線圈,用以與轉子感應磁場實現電磁能量的轉換;轉子由主軸、轉子支架、磁極等組成,主要作用為提供勵磁磁場,實現能量轉化。

        轉子結構一旦產生故障,將直接導致整個機組出現運行事故,及時發現故障、查明故障、處理故障具有關鍵性意義。轉子繞組匝間短路故障是一種較為常見的故障類型,本文主要圍繞此類故障展開詳細論述。

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