水轮发电机转子绕组匝间短路故障分析

　　摘要：转子绕组匝间短路故障在水轮机运行中较为常见，轻微匝间短路不会造成很大影响，但是任其发展会产生严重危害，必须做好此类故障检查、原因分析工作，并及时进行故障处理，切实保证水轮机安全可靠运行。本文首先分析了我国水力发电产业发展情况，明确了水轮发电机的重要地位及其安全、稳定运行的必要性;其后围绕转子绕组匝间短路故障危害及其原因进行了详细探讨，最后就某水电站发生的一起转子绕组匝间短路故障处理展开具体分析，以期可供参考。

　　关键词：水轮发电机;转子;绕组匝间短路故障;危害;原因

　　0 引言

　　水作为清洁能源，具有环境影响小、发电成本低等优势，部分工程还具有改善区域交通、电力供应与经济的优点，备受区域发展重视。水轮发电机是水力发电的核心，其运行可靠性直接关系到水电系统的正常运行，影响区域电网供电质量，对此在不断增加电力装机容量的同时，必须关注机组运维与故障处理技术，本文主要以转子绕组匝间短路故障为研究对象展开详细论述。

　　1 水轮发电机概述

　　基于我国社会经济的快速发展，电力需求持续扩大，同时为实现绿色电力生产，各种水力、风力以及太阳能发电技术逐渐发展起来。21世纪以来，我国从经济建設、能源可持续供应、环境保护以及西部大开发等多方面考虑，决定率先发展水利事业，水力发电在各个区域快速铺开，如图1所示为2019年全国发电量构成占比情况，水电仅次于火电，占比在16%，因此水电站运行情况直接影响区域电网的供电可靠性。

　　结合相关数据统计显示，截至2019年底，全国发电装机容量201066万千瓦，其中，水电35640万千瓦，2009～2019年水电装机增长情况如图2所示。据统计，2020年6月底全国全口径水电装机容量达3.6亿千瓦，全国规模以上电厂水电发电4769亿千瓦时，水电设备利用小时1528小时。

　　水电站中，水轮发电机的主要任务是将水中能量转化为机械能、电能，其运行可靠性直接关系区域供电质量。由此，为保证区域供电稳定性，必须重视水轮发电机故障问题的分析与处理，通过现场检查及时判断故障原因，采取合理的维修措施，切实将故障影响范围控制在合理范围内，本文主要围绕转子绕组匝间短路故障展开详细论述。

　　2 水轮发电机转子绕组匝间短路故障原因分析

　　2.1 水轮发电机转子结构

　　水轮发电机可分为两部分，一是静止的定子，二是旋转的转子。其中，定子由铁芯、机座、线圈等组成，定子上安装三相绕组线圈，用以与转子感应磁场实现电磁能量的转换;转子由主轴、转子支架、磁极等组成，主要作用为提供励磁磁场，实现能量转化。

　　转子结构一旦产生故障，将直接导致整个机组出现运行事故，及时发现故障、查明故障、处理故障具有关键性意义。转子绕组匝间短路故障是一种较为常见的故障类型，本文主要围绕此类故障展开详细论述。

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文章名称： 水轮发电机转子绕组匝间短路故障分析

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