關于同步電機的轉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的心臟，其運行狀態會直接影響電力系統的穩定性。勵磁繞組短路故障是同步電機轉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，本文就同步電機轉子勵磁繞組短路故障發生的原因進行了分析，并對其處理方法進行了探討，以提高同步電機轉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 文獻標識碼：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、機械運動與電磁變化于一體，具有非常復雜的動態性能，同步電機的動態性能會直接影響電力系統的動態性能。轉子勵磁繞組短路故障是同步電機運行過程中經常會遇到的問題，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，恢復同步電機的正常工作。

2 同步電機轉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的轉子磁場，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，當帶有炭刷粉的線圈銅排經過絕緣表面時，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生故障時，其內部會形成相應的導電通道，如果絕緣結構中有具有導電性能的塵埃，會導致線圈經過絕緣體時，出現較強的漏導電流，從而對同步電機的絕緣電阻造成影響。

導致同步電機勵磁線圈絕緣電阻下降，從而引發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構受潮，降低絕緣電阻。二是電機制造或修理復查中出錯，導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，很容易出現轉子勵磁繞組故障，所以在發生故障后，應及時查找故障，分析故障發生的原因，從而采取有效措施進行處理，使同步電機能夠在最短的時間內恢復到正常工作狀態。

3.1 故障查找

為查找故障發生的原因，首先應將同步電機進行解體，并將轉子抽出，然后對轉子施加一半的額定勵磁電流，最好施加交流電，這樣有助于測量數據的讀取及分析，試驗過程中使用合適的數字電壓表測量轉子中各勵磁線圈的壓降參數，如果勵磁線圈的壓降參數明顯降低的，則可以確定為匝間短路現象，然后通過進一步檢測即可發現故障點。確定故障點后，分析其絕緣電阻下降的原因，并進行相應處理。

3.2 故障處理

（1）解體電機磁極。將同步電機中出現故障的磁極和線圈吊出，將電機的磁極進行解體，測量磁極線圈的絕緣電阻，測量結果與正常線圈比會有較大變化，如果測量結果變化不明顯，則需要將兆歐絕緣表、磁極鐵心以及線圈進行連接，振動和搖晃磁極線圈后，觀察兆歐絕緣表中的數據變化情況[1]。在將磁極從轉子上拆除時，由于受到振動的影響，磁極線圈和鐵心可能從污穢中通過，從而出現導電通道斷開的情況。為有效避免上述現象，在操作前應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，應對磁極線圈進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行烘干，可根據線圈溫度的變化情況對勵磁電流進行適當調節，使溫度具有一定的上升空間，在將其烘干后，則需要進行浸漆。將線圈溫度調至45-75℃左右，用1032快干漆對其進行浸漆后，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行檢測，確定其符合要求后再進行安裝。（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，在相關參數均達到電機運行標準后，有效連接各磁極線圈間的引線[3]。

4 結語

總而言之，在同步電機運行的過程中，經常會出現勵磁繞組發生故障的情況，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。

參考文獻

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

[2]趙新，吳學智，李葛亮，童亦斌.新型電勵磁磁通切換電機勵磁繞組結構分析[J].電工技術學報，2015（22）：49-56.

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