摘要：轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障在水輪機(jī)運(yùn)行中較為常見，輕微匝間短路不會(huì)造成很大影響，但是任其發(fā)展會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，必須做好此類故障檢查、原因分析工作，并及時(shí)進(jìn)行故障處理，切實(shí)保證水輪機(jī)安全可靠運(yùn)行。本文首先分析了我國水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，明確了水輪發(fā)電機(jī)的重要地位及其安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必要性;其后圍繞轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障危害及其原因進(jìn)行了詳細(xì)探討，最后就某水電站發(fā)生的一起轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障處理展開具體分析，以期可供參考。

　　關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī);轉(zhuǎn)子;繞組匝間短路故障;危害;原因

　　0 引言

　　水作為清潔能源，具有環(huán)境影響小、發(fā)電成本低等優(yōu)勢(shì)，部分工程還具有改善區(qū)域交通、電力供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，備受區(qū)域發(fā)展重視。水輪發(fā)電機(jī)是水力發(fā)電的核心，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到水電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，影響區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量，對(duì)此在不斷增加電力裝機(jī)容量的同時(shí)，必須關(guān)注機(jī)組運(yùn)維與故障處理技術(shù)，本文主要以轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障為研究對(duì)象展開詳細(xì)論述。

　　1 水輪發(fā)電機(jī)概述

　　基于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求持續(xù)擴(kuò)大，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)綠色電力生產(chǎn)，各種水力、風(fēng)力以及太陽能發(fā)電技術(shù)逐漸發(fā)展起來。21世紀(jì)以來，我國從經(jīng)濟(jì)建設(shè)、能源可持續(xù)供應(yīng)、環(huán)境保護(hù)以及西部大開發(fā)等多方面考慮，決定率先發(fā)展水利事業(yè)，水力發(fā)電在各個(gè)區(qū)域快速鋪開，如圖1所示為2019年全國發(fā)電量構(gòu)成占比情況，水電僅次于火電，占比在16%，因此水電站運(yùn)行情況直接影響區(qū)域電網(wǎng)的供電可靠性。

　　結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，截至2019年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量201066萬千瓦，其中，水電35640萬千瓦，2009～2019年水電裝機(jī)增長(zhǎng)情況如圖2所示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年6月底全國全口徑水電裝機(jī)容量達(dá)3.6億千瓦，全國規(guī)模以上電廠水電發(fā)電4769億千瓦時(shí)，水電設(shè)備利用小時(shí)1528小時(shí)。

　　水電站中，水輪發(fā)電機(jī)的主要任務(wù)是將水中能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系區(qū)域供電質(zhì)量。由此，為保證區(qū)域供電穩(wěn)定性，必須重視水輪發(fā)電機(jī)故障問題的分析與處理，通過現(xiàn)場(chǎng)檢查及時(shí)判斷故障原因，采取合理的維修措施，切實(shí)將故障影響范圍控制在合理范圍內(nèi)，本文主要圍繞轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障展開詳細(xì)論述。

　　2 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障原因分析

　　2.1 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

　　水輪發(fā)電機(jī)可分為兩部分，一是靜止的定子，二是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。其中，定子由鐵芯、機(jī)座、線圈等組成，定子上安裝三相繞組線圈，用以與轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電磁能量的轉(zhuǎn)換;轉(zhuǎn)子由主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁極等組成，主要作用為提供勵(lì)磁磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。

　　轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一旦產(chǎn)生故障，將直接導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組出現(xiàn)運(yùn)行事故，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、查明故障、處理故障具有關(guān)鍵性意義。轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障是一種較為常見的故障類型，本文主要圍繞此類故障展開詳細(xì)論述。

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