關(guān)于同步電機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組故障以及處理方法分析

趙紅娟++周振寶

摘 要：同步電機作為電力系統(tǒng)的心臟，其運行狀態(tài)會直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。勵磁繞組短路故障是同步電機轉(zhuǎn)子在運行過程中常見故障，會對同步電機的工作效率造成極大影響。因此，本文就同步電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組短路故障發(fā)生的原因進(jìn)行了分析，并對其處理方法進(jìn)行了探討，以提高同步電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組短路故障處理的效率，保障同步電機的正常運行。

關(guān)鍵詞：勵磁繞組；同步電機；處理方法；故障分析

中圖分類號：TM341 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0136-01

1 前言

同步電機是常用交流電機的一種，能夠集靜止與旋轉(zhuǎn)、機械運動與電磁變化于一體，具有非常復(fù)雜的動態(tài)性能，同步電機的動態(tài)性能會直接影響電力系統(tǒng)的動態(tài)性能。轉(zhuǎn)子勵磁繞組短路故障是同步電機運行過程中經(jīng)常會遇到的問題，該故障會影響同步電機的正常運行，要有效解決該問題，就必須對故障發(fā)生的原因有充分的了解，從而采取有針對性處理措施消除故障，恢復(fù)同步電機的正常工作。

2 同步電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組短路故障原因分析

同步電機的磁極主要由勵磁線圈、線圈匝間絕緣、磁極鐵心、極身絕緣等部分組成。同步電機通過磁極可以建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)子磁場，由于磁極線圈的裸銅排長期暴露在空氣中，其表面很容易積累炭刷粉，當(dāng)帶有炭刷粉的線圈銅排經(jīng)過絕緣表面時，絕緣電阻會由于絕緣表面受到碳粉等有害污穢影響而降低。其原因在于勵磁線圈發(fā)生故障時，其內(nèi)部會形成相應(yīng)的導(dǎo)電通道，如果絕緣結(jié)構(gòu)中有具有導(dǎo)電性能的塵埃，會導(dǎo)致線圈經(jīng)過絕緣體時，出現(xiàn)較強的漏導(dǎo)電流，從而對同步電機的絕緣電阻造成影響。

導(dǎo)致同步電機勵磁線圈絕緣電阻下降，從而引發(fā)勵磁繞組短路故障的因素主要有：一是同步電機的勵磁線圈絕緣結(jié)構(gòu)受潮，降低絕緣電阻。二是電機制造或修理復(fù)查中出錯，導(dǎo)致機械性損傷從而降低絕緣電阻。三是勵磁線圈表面有污穢或受潮，這也是導(dǎo)致故障的主要原因，尤其是在老電機中較為常見。四是勵磁線圈絕緣老化。

3 同步電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組故障處理方法

同步電機在運行的過程中，由于受諸多因素影響，很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)子勵磁繞組故障，所以在發(fā)生故障后，應(yīng)及時查找故障，分析故障發(fā)生的原因，從而采取有效措施進(jìn)行處理，使同步電機能夠在最短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

3.1 故障查找

為查找故障發(fā)生的原因，首先應(yīng)將同步電機進(jìn)行解體，并將轉(zhuǎn)子抽出，然后對轉(zhuǎn)子施加一半的額定勵磁電流，最好施加交流電，這樣有助于測量數(shù)據(jù)的讀取及分析，試驗過程中使用合適的數(shù)字電壓表測量轉(zhuǎn)子中各勵磁線圈的壓降參數(shù)，如果勵磁線圈的壓降參數(shù)明顯降低的，則可以確定為匝間短路現(xiàn)象，然后通過進(jìn)一步檢測即可發(fā)現(xiàn)故障點。確定故障點后，分析其絕緣電阻下降的原因，并進(jìn)行相應(yīng)處理。

3.2 故障處理

（1）解體電機磁極。將同步電機中出現(xiàn)故障的磁極和線圈吊出，將電機的磁極進(jìn)行解體，測量磁極線圈的絕緣電阻，測量結(jié)果與正常線圈比會有較大變化，如果測量結(jié)果變化不明顯，則需要將兆歐絕緣表、磁極鐵心以及線圈進(jìn)行連接，振動和搖晃磁極線圈后，觀察兆歐絕緣表中的數(shù)據(jù)變化情況[1]。在將磁極從轉(zhuǎn)子上拆除時，由于受到振動的影響，磁極線圈和鐵心可能從污穢中通過，從而出現(xiàn)導(dǎo)電通道斷開的情況。為有效避免上述現(xiàn)象，在操作前應(yīng)徹底清掃可能影響線圈絕緣的污染物。（2）烘干磁極線圈。在完成上述處理后，應(yīng)對磁極線圈進(jìn)行浸漆和烘干等處理，將線圈放入到烘干爐中，并用與電機絕緣等級相符的溫度進(jìn)行烘干，烘干時間以8-10小時為宜。在沒有烘干爐的情況下，還可以采用勵磁電流排潮烘干法，回裝磁極線圈后，使用合適的勵磁電流進(jìn)行烘干，可根據(jù)線圈溫度的變化情況對勵磁電流進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，使溫度具有一定的上升空間，在將其烘干后，則需要進(jìn)行浸漆。將線圈溫度調(diào)至45-75℃左右，用1032快干漆對其進(jìn)行浸漆后，用上述烘干方法烘五小時，然后再浸漆和烘干[2]。最后，將殘留的絕緣漆清理干凈，并對同步電機的勵磁線圈進(jìn)行檢測，確定其符合要求后再進(jìn)行安裝。（3）回裝磁極線圈。將線圈套入磁極鐵心之前，需將磁極鐵芯表面進(jìn)行清理，磁極鐵心包好絕緣后將磁極線圈裝在磁極鐵芯上，然后測量磁極的絕緣電阻和線圈的直流電阻，在相關(guān)參數(shù)均達(dá)到電機運行標(biāo)準(zhǔn)后，有效連接各磁極線圈間的引線[3]。

4 結(jié)語

總而言之，在同步電機運行的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)勵磁繞組發(fā)生故障的情況，從而對同步電機的運行效率造成極大影響，因而必須采取有效措施對其進(jìn)行處理。本文通過采用重新浸漆及干燥磁極線圈的方法，避免受損線圈出現(xiàn)污穢侵入或潮濕的情況，從而有效解決勵磁線圈絕緣電阻下降的問題，保障同步電機的高效運轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]郝亮亮，吳俊勇.同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路故障在線監(jiān)測的研究評述與展望[J].電力自動化設(shè)備，2013（09）：137-143+150.

[2]趙新，吳學(xué)智，李葛亮，童亦斌.新型電勵磁磁通切換電機勵磁繞組結(jié)構(gòu)分析[J].電工技術(shù)學(xué)報，2015（22）：49-56.

[3]李俊卿.汽輪發(fā)電機勵磁繞組動態(tài)匝間短路故障的定位研究[J].中國電機工程學(xué)報，2015（07）：1775-1781.