Erfassung von Windungsschlüssen in der Erregerwicklung eines Turbogenerators

摘要

Die an verschiedenen Läufernuten und Nutstellen orientierten Windungsschlussuntersuchungen mit Hilfe unterschiedlicher Methoden führen stets zu dem Ergebnis, dass die minimalen Gegeninduktivitätsunterschiede zwischen zwei Windungen entweder zu klein sind, um physikalisch umgesetzt werden zu können, oder durch beschränkte Messmethoden verfälscht werden und daher nicht erfassbar sind. Die analytischen Untersuchungen zeigen, dass die Feststellung von Windungsschlüssen in der Läufernut stark von der Windungsschlussstelle abhängt und auch durch die Messmethode beschränkt wird (Messsonde, Wanderwelle und Frequenzanalyse). Bei der Durchführung der Windungsschlussuntersuchung im stationären Zustand der Maschine mit Hilfe des Programms FEMAG ergibt sich, dass der Aufbau der Läufermatrix in der Maschine wegen sehr großer Anzahl von Grund- und Oberschwingungen der Selbst-Induktivitäten und Gegeninduktivitätsverläufe sehr schwer oder unmöglich ist. Es zeigt sich weiterhin, dass die Gegenindukvitätsunterschiede zwischen zwei Nachbarwindungen erst nach der dritten oder vierten Ziffer nach dem Komma erkennbar werden. Diese minimalen Unterschiede können physikalisch nicht umgesetzt werden. Mit Hilfe des Zeitschrittverfahrens wird bei der Untersuchung an fünf Windungsschlussstellen festgestellt, dass sowohl die Lage der Nut am Läuferumfang, als auch die Windungsschlussstelle in der Nut und der Windungsabstand von der Q- bzw. L-Achse die auftretenden Ausgleichvorgänge beeinflussen. Allgemein zeigt sich in den Berechnungen nur eine minimale Wirkung des Windungsschlusses und insbesondere keine technisch nachweisbare Änderung an Leiterspannung, Leiterstrom, Drehzahl und Drehmoment. Beim Windungsschluss an der Windung 47 tritt von allen betrachteten Fällen wegen seiner speziellen Lage zur L- und Q-Achse und zum Luftspalt die größte Drehmomentschwankung auf,. Diese ist aber verglichen mit dem Drehmomentmittelwert nur minimal und messtechnisch nicht erfassbar ist. Es zeigt sich indirekt wiederum, dass die Schwankungen der Selbst- und Gegeninduktivitäten physikalisch nicht umsetzbar sind. Die reine Fehlermessung kann an der Windungsschlussstelle unter Verwendung einer Messsonde, welche nicht empfindlich gegen vorhandene magnetische Felder ist, durchgeführt werden. Durch die Entwicklung von Lichtwellenleitern ist es möglich, eine derartige Messsonde bzw. Messfolie zu verwenden.