雙饋是大型風力發電的主流技術之一,目前已裝機運行的并網型風力發電機組大多采用這一技術路線。通常雙饋發電機繞組出現故障后很難在塔上維修,必須下塔。下塔!同學們知道下塔吊一鉤子要多少money嗎?告訴你會嚇同學們一跳!比同學們給老師的打賞還要多!想想!同學們打賞都舍不得,要是判斷失誤,把沒毛病的發電機下塔,同學們的小心臟還不得疼死啊!通常發電機繞組發生故障會表現出不能并網、機組振動大、發電機發熱、變頻器報發電機絕緣故障等故障現象,但這些故障現象并不意味著發電機繞組故障是唯一的原因,其它部件的故障也可能引起上述故障現象。就涉及到一個如何在塔上準確判斷繞組故障的問題。風力發電機組的機艙內空間狹小,加之現場沒有復雜的高精尖檢測設備,很難對發電機進行全面檢測,如何來準確判定發電機繞組故障呢?今天老師就告訴同學們幾個絕招。一般人我不告訴他!
1 雙饋發電機結構及原理
雙饋發電機其實就是一個繞線式的異步電機,其定轉子各布置有三相對稱繞組。運行時,定子三相繞組直接并網,轉子三相繞組通過滑環碳刷系統與變頻器相連,調節變頻器輸出電流的頻率和大小可以調節機組輸出的功率、功率因數以及機組的轉速,實現變速恒頻輸出。詳細的工作原理見老師的科學瞎想系列之五十六。雙饋電機其實就是一個可以旋轉的三相變壓器,定轉子繞組就是變壓器的原副邊線圈。
2 常規檢測方法及其存在的問題
繞組故障無非是匝間短路、相間短路、繞組對地短路、繞組開路等。通常的檢測辦法是測量繞組的直流電阻、絕緣電阻、用匝間耐壓測試儀對繞組進行匝間沖擊耐壓試驗、用多功能電機故障診斷儀器測量各繞組的電感、電容和電阻參數等。這些方法都不太靠譜,一是由于繞組直流電阻很小,只有毫歐級別,受測量時的接觸電阻、短路點接觸是否可靠以及測量誤差等因素影響,故障特征不明顯,分辨率很低,因此僅靠直流電阻來判斷匝間短路不靠譜,極易出現誤判;二是繞組故障時,繞組的自感和繞組之間的互感等參數會隨轉子位置變化而變化,不能準確判定故障部位,甚至即使繞組正常,由于磁路等方面的非均勻性也會導致電感電容參數的不對稱,導致誤判;三是匝間測試儀、多功能故障檢測設備都是比較昂貴且體積重量龐大的儀器設備,大多是電機生產和檢測廠家的專業設備,一般風場都不配置,即使有土豪業主配備,也不便于上塔在機艙內施展。因此這些常規的檢測方法并不實用,容易誤判,只能作為輔助的診斷和判斷方法。
3 教你幾手
既然雙饋發電機是一個可以旋轉的變壓器,那么我們就可以采用變壓器的原理來檢測判斷繞組故障。老師今天教同學們的方法不需要復雜的專業檢測儀器設備,一般機艙里就具備檢測條件,而且檢測出的故障特征明顯,區分度高,判定迅速準確。
3.1 靜態檢測法
①機組停轉,把轉子可靠鎖住;
②斷開發電機定轉子繞組所有外部接線;
③在定子上施加三相工頻交流電壓,以100伏左右為宜,一般機艙內的輔助工作電源即可;
④用萬用表測量轉子三相的電壓。正常情況下,轉子的三相電壓應是平衡的,且對于定子額定電壓為690伏的電機,轉子測得的電壓約為定子所施加電壓的三倍左右。如果轉子測得的電壓不平衡,那么轉子繞組存在短路故障的可能性極大;如果測得的電壓有一個為0,那么轉子一相開路的可能性極大;
⑤重復上述③④步驟,在轉子上施加三相交流電壓,測量定子三相電壓,以判斷定子繞組是否存在故障。
3.2 旋轉檢測法
①斷開定轉子繞組所有外部接線;
②在定子任意兩相間施加直流電壓,電壓以12伏左右為宜,可利用機艙內的直流工作電源即可;
③調節變槳系統使轉子旋轉(空轉),控制轉速以略低于額定轉速為宜,用萬用表測量轉子三相電壓,如果三相電壓對稱,則說明轉子繞組正常;如果不對稱,則轉子繞組一定存在故障!注意,是一定!一定!一定!
④重新在轉子繞組任意兩相間施加直流電,重復上述②③步驟,以判定定子繞組是否存在故障。
3.3 盤車檢測法
①脫開發電機與齒輪箱的機械聯接;
②斷開發電機定轉子繞組所有外部接線;在定子任意兩相間施加單相交流電,電壓以不高于220伏為宜,直接采用機艙內輔助電源即可;
③用萬用表測量轉子任意一相電壓,并手動緩慢盤車,你會發現隨著轉子位置的不同,轉子電壓也隨之變化,記錄該相轉子電壓的最大值和最小值;
④換其它相轉子繞組,重復第③步驟,最終測得三相轉子繞組的電壓最大值和最小值;
⑤比較轉子各相繞組電壓的最大值和最小值,如果三相都分別相等,則說明轉子繞組正常;如果三相繞組電壓(特別是最大值)不相等,則該相轉子繞組一定!確定!以及肯定存在故障!
⑥在轉子任意兩相間施加單相交流電,重復②③④⑤步驟,以判斷定子繞組是否存在故障。
好了,老師就先教同學們這幾招,這些方法無需復雜的檢測設備,在機艙即可方便實施,至于這些方法的原理,作為課后作業,回去好好消化認真完成!實戰中根據現場條件可任用一招即可準確判定發電機繞組故障,如果條件允許,可以多采用幾種方法,做一個互相印證。相信同學們掌握了這幾招你就可以向你的頭頭要求漲工資了!切記漲了工資別忘了給老師打賞哦!
審核編輯 :李倩
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原文標題:雙饋電機繞組故障診斷
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