定子匝间短路位置对发电机定子振动特性的影响

何玉灵 彭勃 万书亭

摘要： 对气隙静偏心和定子短路故障的相对位置对定子振动特性的影响进行解析分析、数值计算和实验研究。首先推导得到了包含定子绕组短路位置信息的作用于定子单位面积的磁拉力解析表达式，分析得到了定子短路位置对磁拉力的影响；然后建立了算例发电机正常运行、气隙静偏心故障、气隙静偏心与定子匝间短路复合故障下的有限元模型，对不同短路位置下的定子磁拉力进行了仿真计算。并实测了MJF306型故障模拟发电机定子不同短路位置的定子振动信号，三者结果相互吻合。结果表明：气隙静偏心与定子匝间短路复合故障下，同等故障程度时，发电机定子振动幅度与短路位置有关，短路位置越接近最小气隙处，各倍频振动幅度越大，越远离最小气隙处，各倍频振动幅度越小。关键词： 故障诊断； 发电机； 定子振动； 气隙静偏心； 定子匝间短路

中图分类号： TH165.3； TM311文献标志码：A文章编号：10044523（2017）04067909

DOI：10.16385/j.cnki.issn.10044523.2017.04.020

引言

由于制造和运行等原因，发电机定转子之间的气隙或多或少存在不均匀状况（即气隙偏心），当偏心程度大于10%时，将会引起发电机的剧烈振动，严重时，将会造成定子铁芯变形、绕组损坏等事故[1]。文献[23]研究了气隙偏心故障下，发电机三相绕组的电流或电压值的变化；文献[45]分析气隙偏心下发电机的定子并联支路环流特性，并提出相应识别方法。

定子绕组匝间短路作为运行人员主要关注的电气故障之一也时有发生，是一种危害较为严重，修复费用较高的故障[6]。……