燃气发电机转子动态匝间短路故障的诊断

摘要

燃气发电机组在电网中承担着调峰调频的功能,因为频繁的启停原因,发电机转子绕组匝间短路故障在发电行业是比较常见的故障。我所在的天然气发电厂连续出现发电机转子动态匝间短路的故障,给生产经营造成很多的困难。
　　本文通过对转子正常时和匝间短路故障时的电磁特性进行了比较和分析,给出了故障时反向磁动势的计算公式。通过现有的参数对转子匝间短路时的不平衡磁拉力做了一个定量的计算。在上述分析的基础上,研究分析出转子轴瓦在临界转速时振动超标的原因。在机组停机过程中,给发电机转子加入励磁电流测轴承振动试验、有功功率及无功功率调节对轴承振动的影响评估试验,初步判断出发电机组轴系的振动与转子上所加励磁电流正相关。进行了发电机转子的动态交流阻抗及损耗试验,试验表明在转子转速下降过程中,转子绕组的阻抗及损耗存在着多次阶跃突变的情况。通过建立测量系统,对启动过程中轴系振动频谱进行检测,通过频谱分析,得出引起整个轴系过临界转速振动超标的原因是励磁电流引起了轴振工频分量的剧增。通过以上试验可以初步判断发电机的转子中存在匝间短路故障。
　　介绍了重复脉冲法(RSO)的试验原理,并在1号发电机实施了RSO测试。试验所测试得到的RSO波形也证明1号发电机转子中确实存在匝间短路故障。最后,将神经网络应用于转子绕组匝间短路故障中,不需要计算出准确的数学公式,只要寻找到转子故障时的特征信息。通过控制系统能采集到的发电机电压、电流、有功功率、无功功率、励磁电压等可以测得的数据,结合现场的实测数据,经过大量的网络训练,便可初步判断发电机转子是否存在匝间短路的故障及其严重程度。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 大型汽轮发电机转子匝间短路故障检测的手段

1.3 本文主要的研究内容

第2章 燃气发电机结构及故障时的电磁特性分析

2.1 燃气发电机的基本结构

2.2 燃气发电机转子的基本结构

2.4 匝间短路故障常见的形式及其产生的原因

2.5 转子正常及故障状态下的磁势分析

2.6 短路产生的不平衡磁拉力计算及其共振原因分析

2.7 本章小结

第3章 交流阻抗法以及功率损耗法对故障初步诊断

3.1 交流阻抗法以及功率损耗法的工作原理

3.2 转子惰走加励磁轴承振动试验

3.3 有功功率及无功功率调节对轴承振动的影响测试

3.4 发电机转子的动态交流阻抗及损耗试验

3.5 机组启动过程中轴系振动特征分析

3.6 本章小结

第4章 重复脉冲法对转子匝间短路故障的诊断

4.1 重复脉冲法的概念

4.2 重复脉冲法的试验原理

4.3 本章小结

第5章 人工神经网络在转子匝间短路诊断中的应用

5.1 人工神经网络的概述

5.2 BP神经网络

5.3神经网络在转子匝间短路问题上的应用

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

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