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DL/T 1525-2016

基本信息

标准号: DL/T 1525-2016

中文名称:隐极同步发电机转子匝间短路故障诊断导则

标准类别:电力行业标准(DL)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 同步 发电机 转子 短路 故障诊断

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出版信息

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标准简介

DL/T 1525-2016.Guide for detection of interturn short-circuit fault in cylindrical rotor of synchronous machines.
1范围
DL/T 1525规定了交接、检修及运行中,隐极同步发电机转子匝间短路故障的检测条件、检测方法及判断原则。
DL/T 1525适用于隐极同步发电机。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1029三相同步 电机试验方法
GB/T 2900.25- -2008 电工术语 旋转 电机
GB/T 7064隐极同步 发电机技术要求
GB/Z29626汽轮发电机状态在线监测系统应用导则
GB 50150电气装置安装 工程电气设 备交接试验标准
DL/T 596电力 设备预防性试验规程
DL/T1163隐极发电机在线监测装置配置导则
3术语和定义
GB/T 7064、GB/T 2900.25界定的以及下述术语和定义适用于本文件。
3.1重复脉冲法 recurrent surge oscillograph; RSO
基于行波传输原理,利用隐极式同步发电机转子绕组对称性,通过注入重复脉冲并对响应信号进行采集和分析,判断转子是否存在匝间短路的检测方法。
3术语和定义
GB/T 7064、GB/T 2900.25界定的以及下述术语和定义适用于本文件。
3.1重复脉冲法recurrent surge oscillograph; RSO
基于行波传输原理,利用隐极式同步发电机转子绕组对称性,通过注入重复脉冲并对响应信号进行采集和分析,判断转子是否存在匝间短路的检测方法。
3.2磁场线圈field coil
圆柱形转子同步电机的磁场绕组中占据-对槽的一组线匝。
[GB/T 2900.25- -2008, 定义411-38-19]
3.3极间电压法voltage comparison between field windings
在转子绕组上施加工频电压并测量每个磁极绕组的电压,利用转子绕组的对称性来确定是否存在匝间短路的检测方法。

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标准内容

IC.S 29.160
备案号:53946-2016
山华人民共和国电力行业标准
DL/T1525---2016
隐极同步发电机转子匝间短路故障诊断导则
Guide for detection of interturn short-circuit fault incylindrical rotor of synchronous machines2016-01--07发布
国家能源局
2016--06.-01实施
规范性引用文件
3术语和定义
诊断方法
6故障定位
正常转与故障转子的典型探测线圈电压波形,阴录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)重复脉冲法的典型故障波形附录C(资料性附录)市间电压分布泌定位DL/T1525—2016
DL/T1525—2016
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则编写本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电机标准化技术委员会归口。本标准起草单位:华北电力科学研究院有限贡任公司、广东电网有限货任公司电力科学研究院、中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司、广东省粤电集团有限公司。本标准主要起草人:正劲松、张征平、龙飞、梅志刚、盛明珺、涂小涛、雷雨、孙士涛、白恺、吴宇辉、叶国华。
本标准在执行过程Ⅲ的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京白广路二条号,100761)。
1范围
隐极同步发电机转子匝间短路故障诊断导则
DL/ T 1525 2016
本标准规定了交接、检修及运行中,隐极同步发电机转了亚间知路故障的检测条件、检测方法及判断原灿。
本标准适川于隐极同步发电机。2规范性引用文件
下列文件对于本义件的应用是必不可少的。凡是注口期的引用文件,仪注日期的版本适用小本文件。凡是不注口期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1029三相同步电机试验方法GB/T2900.25—2008电工术语旋转电机GB/T7064隐极同步发电机技术要求GB/7.29626汽轮发电机状态在线监测系统应用导则电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150
电力设备预防性试验规程
DL/T 596
DL/T1163隐极发电机在线监测装置配置导则3术语和定义
GB/T7064、GB/T2900.25界定的以及下述术语和定义适用丁本文件。3.1
重复脉冲法recurrentsurgeoscillograph;Rso基于行波传输原理,利用隐极式同步发电机转子绕纽对称性,通过注入重复脉冲并对响应信号进行采集和分析,判断转子是否存在匝间短路的检测方泌3.2
磁场线圈field coil
圆柱形转子同步电机的磁场绕组中占据一对槽的一组线师。[GB/T2900.25—2008,定义411-38-19]3.3
极间电压法voltage conparison between ficld windings在转子绕组上施加工频电压并测品每个磁极绕组的电小,利用转了绕组的对称性来确定是否存在匝间知路的检测方法。
线圈电压法voltagecomparisonsbetwcenfieldcoils在转广绕组1施加工颊中压并测量对应磁场线圈!的电压,利用磁场圈的对称性来确定是否存在匝间短路的检测方法。
特征波峰characteristicwavepeaks深测线圈感应中压波形巾与转子绕组槽漏磁相对应的组波峰、1
DL/T1525—2016
4总则
4.1隐极式同步发电机在交接及检修过程巾,应依据GB50150利DL/T596的相关要求,进行转子绕组肺间短路故障诊断。发电机励磁电流或振动幅值明显增大且原因不明时,应进行转了绕组匝间短路故障的诊断。不同诊断方法所对应的发电机状态及转了位置见表1。表1不同诊断方法所对应的发电机状态及转子位置诊断方法
探测线菌波形法
转子交流阻抗和功举损耗测试法重复脉冲(RSO)法
极河电压法
线圜电压法
匝问电压分布法
发心机状态
旋转状态:发电机建立稳定的
气療磁通
静止或旋转状态
静止或旋转状态
转了位置
膛内惑膛外
膛内或螳外
4.2隐极式同步发电机立根据GB/Z29626及DL/T1163配置转子绕组匝间短路在线监测装置4.3在转了绕组匝间知路诊断结果存在质疑时,应结合多种诊断方法逊行综合判断。探测线圈波形法的结果与其他诊断方法的结论出现矛盾时,应以探测线圈波形法的结论为准。4.4当需要对匝间短路进行定位时,宜按照极间电压法、线圈电压法、电压分布曲线法的顺序进行。诊断方法
5.1探测线圈波形法
5.1.1 适用条件
适用于定下膜内安装有探测线圈等磁通传感器的发电机。可在空载、三相稳定短路及并网运行等不同状态下进行检测。
5.1.2设备仪表
应选用阻抗大于10MS2,频域带宽不低于20MHz,最大垂占灵敏度不人丁5mV的测量仪器。5.1.3试验条件和方法
5.1.3.1为充分考虑不同槽材料导磁率对测量波形的影响,宜在初次投运时录取初始波形5.1.3.2花发电机处于并网运行状态,可先进行并网运行状态下的探测线圈波形法检测。检测效果不任时,应改为在发电机空载或三相稳定短路状态下进行检测。5.1.3.3对于怀疑存在动态匝间路故障的发电机,可在不同转速下给转子绕组施加励磁电压进行空载利短路状态下的检测。
·5.1.3.4检测时应将探测线圈的输出信号接至测量仪器,根据测量电压波形的特征波峰,可判定转了哪个线圈存在匝间短路故障。正常转子与故障转子的典型探测线圈电压波形参见附录A,5.1.3.5试验时转子绕组施加的电不得大于额定励磁电压5.1.4判定限值
5.1.4.1两极发电机
DL/T 1525 —2016
取个磁极上的一个线圈电压与另一磁极上相对应的同号线圈电压之差值与两者较大值之比Ua,见式(1)。
max(Ui,Uz,)
U,—第一个磁极的第j号线的电压,VU.bZxz.net
一第一个磁极的第号线圈电压,V;—Uy和U,的最人值,V
max(Uu.Ug)-
武中:
-转了被测槽数.
×100%
若按式(1)讣算所得的数值U,人十式(2)所计算的数俏U,时,即判定转广存在匝问短路5.1.4.2四极发电机
将所有磁极上的同号线圈中压进行比较,找山其中最小的同号线圈电压,然后计算其他剩余同号线圈电压的算术平均值U,,见式(3),取该算术均值与最小同号线圈电压之差值,再与计算得到的剩余同号线圈电压的算术平均值之比,并计算其百分数V4,见式(4)。Uavc
min(U,,Uai,U,,U.).
Et ,-min(U,.Ua.Us,Ue,)
所有磁极的第,号线圈中除最小电压的线圈后,其他线圈电压的算术平均值电压,V;
一第1个磁极的第/号线圈的电压,V:Uj、U2r、U3U4,的最小电压值,V。Um,-min(Uy,Us,Us,U)
=×100%
式(4)的计算数值U大于式(2)所计算的数值U,时,即判定转广存在函问知路:5.2转子振动与励磁电流正相关性判断法5.2.1适用条件
适用凸配置可实时监测或记录发电机转了振动曲线与励磁电流曲线装置的发电机:5.2.2试验方法
应通过定期监测或从记录波形中调取运行状态下的转子振动曲线利励磁电流曲线,观察两者之间存在的正机关性。
DL/T1525—2016
5.2.3判断原则
当发现转子振动值与励磁电流值存在明显的正相关性,即转子振动随励磁电流增大而增人、随励磁电流减小而减小时,应分析转子存在匝间短路故障的可能性,并应通过其他检测方法进行转子亚问短路故障的进一步诊断
5.3励磁电流增幅检测法
适用条件
可在发电机穿载、短路试验及正常运行等不同状态下,进行转千绕组励磁电流增幅的检测。发电机空载、三相稳定知路状态下的检测效果应优于止常运行状态下的检测效果。5.3.2试验方法
5.3.2.1定期对相同T况下励磁电流值的运行值和历史值进行比较。5.3.2.2对发电机空载或三相稳定短路状态下励磁电流值的运行值和历史值进行比较。5.3.3判断原则
在相同工况或试验条件下,励磁电流值明显增大时,应进一步分析转子存在原间短路故障的可能性。5.4转子交流阻抗和功率损耗测试5.4.1试验条件
试验应符合下列条件:
)根据机组检修的不同阶段,可在静止、旋转、膛内、膛外状态下进行测量。b)试验时,应退山转广接地保扩,并断并转子绕组与励磁系统的电气连接,c)
当在膜内进行测量时,应断开转子接地保护的保险,发电机定于绕组三相不应短接,水内冷转子在通水测量时,应采用隔离变压器加压.交流阻抗和功率损耗试验条件及方式应参照表2表2交流阻抗和功率损耗试验条件及方式试验阶段
交接机组,定子膛外
交接机组,定子膛内
交接机组,定了膛内,超逑前
交接机组,定子膛内,超速后
检修机组,定子髓外
检修机纠:定子膛内,定子绕组开路转速证行
0~每问隔300-%2]
IN~0每间隔300
0~n每间隔300
电压(洋3)
50、100、150、200、220
50、100、150、200、220
50、100、150、200、220
50、100150、200、220
50、100、150、200、220
50、100、150、200、220
注1:试验转速应避开机组的临界转速,在此前提下进行转递的选择。注2:为发电机额定转速。表中所列转速问隔为排荐值,可根据实际情况进行选择备注
升测量
升压测量
升速测量
降速测量
升压测量
测量,升速测量
注:3:试验中,所加交流电示峰值不得超过转子绕组的额定励磁申压,表中所列电压为推荐值,可根据实际情况进行选择。4
5.4.2试验仪器
DL/T1525—2016
测量设备与仪表应符合GB江1029的要求,测量仪表的准确度应满足下列要求。a)温度计的测量误差不应大于1'C;湿度计的测量误差不应大于5%;b)
调压器的容量应根据机组具体试验电流值确定,输出电压不宜低于220V;c
交流电压表的测量准确度不应低于0.5级,量程范困通常宜选0V~300V;d)
电流T感器的测量准确度不应低于0.5级,变比通常选50A:5A;f)
交流电流表的测量准确度不应低于0.5级,量程通常选0A~5A;g)
单相低功率因数瓦特表的测量准确度不应低下0.5级,电小电流量程应与本标准5.4.2的表计相配:
隔离变压器的容量应与调压器朴匹配,h)
5.4.3试验方法
应按图1要求进行接线,并应按照下列步骤进行测试:a)静态下转了交流阻抗测应符会下列要求:1)应川导线将集中坏或径向导电螺栓与测试电源相连接;2)应测量并记录电压、电流、有功功率:b)旋转状态下转子交流阻抗测量应符合下列要求:1)可用装准绝缘刷架上的电刷将测试电源接到集电环上;2)应测量并记录电压,电流、功率。TR
3绕组
图1转子绕组的交流阻抗和功率损耗测量示意图5.4.4影响因素
下列内容是影响交流阻抗和功率损耗的主要因素及影响趋势:a)转子附近的铁磁性物质会对测试结果生影响,一般会使交流阻抗变大,功率损耗增加:b)随备电压的升高,交流阻抗值变大,功率损耗增加;c)当转子处」膛内时,与处于膛外相比,交流阻抗变大,功率损耗增加;d)当转子处上旋转状态时,与静山状态朴比,交流阻抗变小,功率损耗增加;转子在首次检修时的试验数值,可能与交接时的数值有较大的差异。e)
5.4.5判断原则
出现下刻状况之一时,应判断为故障:交流阻抗值与山厂数据或历史数据比较,减小超过10%:a)
b)损耗与出)数据或历史数据比较,增加超过10%)当交流阻抗与山厂数据或历史数据比较减小超过8%,同时损耗与厂数据或历史数据比较增5
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加超过8%;
在转子升速与降速过程中,相邻转速下,相同电压的交流阻抗或损耗值发生5%以上的突变时。
5.5重复脉冲(RSO)法
5.5.1试验条件
试验应符合下列条件:
a)根据交接和检修的不同阶段,可在转子处于膛外、膛内或不同转速下进行;6),试验时,应断转子接地保护的保险,并断开转了绕组与励磁系统的电气连接;宜在机组交接时,留取无匝间知路状态下的初始波形。c)
5.5.2试验设备
试验应采用下列设备:
重复脉冲发生器;
数据采集与示波装置;
数据采集与示波装胃的采样率不宜小于20MS/s,使用更高采样率的采集系统有利于提高转子c)
匝间短路的诊断精度。
5.5.3测量方法
应通过转了滑环或导电螺栓,从转子正负极同时或分别注入脉冲信号。对正负极的响应信号进行录波,并得到两极响应信号的差值。RSO测试接线图参见图2:莱电环
转子轴
数据来巢
与示波装些
重复脉种发生器
图 2 RSO 测试接线图
5.5.4判断原则
故障判断应符合下列原则:
两极的应出现明显差值,则判断转子绕组存在匝间短路,RSO法的典型放障波形参见图B.1:
在旋转状态下通过碳刷注入脉冲时,在波形起始段的起伏不应误判为存在匝间短路;b)
诊断灵敏度与绕组距脉冲注入点的距离有关,距离越近灵敏度越高;d)
不同线圈发生两匝短路的典型敬障波形参见图B.2;重复脉冲法不应用于判别两极中点位置的匝间短路。6故障定位
极间电压法和线圈电压法
6.1.1试验条件,试验时发电机转厂应处于膛外,6.1.2试验设备应符合下列要求:a)调压器容量应根据机组具休试验电流值确定,输出电压一般不低于220V:b)交流电压丧测量准确度优0.5级,量程范围通常选0V~-300V;c)试验探针能弯曲成定形状,便于在护环下探测转子绕组。6.1.3测量应采用下列方法:
使用调器,通过滑环或导电螺轻在转子绕纠上施加工频交流电压。a)
在转子护环下,使用探针测量极中压,并按照表3记录数据:b)
在转子护环下,分别记录对应线圈的电压差,按照表4记录测量数据。c
表3极间电压测量数据表
测量位1
正极-极巾点
测量位置1
正极-1号线圈
正极-2号线圈
极-3号线圈
表4线圈电压测量数据表
注:也可测试并记录1号线圈~2今线圈,2号线圈~3号线圈等,判断故障应符合下列原则:
测量位置2
负-极中点
测呈位置2
负极-}号线圈
负极-2°号线圈
负极-3°号线圈
极间电压差超过最大电小值的3%时,判定为存在匝间短路:a)
b)对应位置线圈间的电压差超过最人电压值的3%时,判定为存在匝问短路。6.2匝间电压分布法
试验条件:发电机转子应处于膛外6.2.2试验设备应符合下列要求:DL/T1525—2016
a)直流毫伏电压表:准确度不低-下于1%,量程0mV~1000mV;b)百流电流发牛器:能够将被测试转厂绕组施加至额定电流的5%~10%,电压波动率小于5%由柔软而有弹性的独股铜绝缘导线制成的探针,使丁在通风孔及端部绕纠处探测转子绕组亚间c
测量方法应符合下列要求:
a)在转了绕组中,通入转子额定励磁中流5%10%的直流电流,电流波动率应小于5%。对于披掉扩环的发中机,可通过测量探针,在初步确定有匝间烈璐的线包处,自接测量相邻两b
匝之间的电压差,分别记为Ui2,U23,U34、U4s,…:其中Ui,对应着第1个通风孔和第2个DL/T1525-2016
通风孔之间的电压,U23对应着第2个通风孔和第3个通风孔之间的电压,依此类推。c),对于没有拔掉护环的发电机,试验前应掌握其绕组连接及冷却风路的位置。在初步确定有短路匝的线圈上,使用测量探针,从汽侧、励侧紧靠护环出风区的风孔探入,分别测量相邻两个通风孔之问的电压,同样分别记为U2U3,U34,U4s,。6.2.4测试过程中应遵循下列规律:a)芒沿电流前进的方向,电压差呈下降趋势,则表明短路点在测量位置的前方:若电压差星上升趋势,则表明短路点在测量位置的后方。在测量过程中,宜根据各位置电压降的数值与绕组长度应具有的良好线性关系;来进行自校,b)
及时发现错误和不合理的数据,并进行复测。6.2.5作图应按下列要求定位:
&):根据所确定的位置参考点和测量的电压值,参照附录C的方法绘制图形进行故障点的定位。当测到电压差接近0时,可参见图C.1的方法,只做一条电压分布曲线:否则应参见图C.2的c
方法作两条电压分布曲线,求其交点。
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