雙饋電機(jī)繞組故障診斷

雙饋是大型風(fēng)力發(fā)電的主流技術(shù)之一，目前已裝機(jī)運(yùn)行的并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多采用這一技術(shù)路線(xiàn)。通常雙饋發(fā)電機(jī)繞組出現(xiàn)故障后很難在塔上維修，必須下塔。下塔！同學(xué)們知道下塔吊一鉤子要多少money嗎？告訴你會(huì)嚇同學(xué)們一跳！比同學(xué)們給老師的打賞還要多！想想！同學(xué)們打賞都舍不得，要是判斷失誤，把沒(méi)毛病的發(fā)電機(jī)下塔，同學(xué)們的小心臟還不得疼死??！通常發(fā)電機(jī)繞組發(fā)生故障會(huì)表現(xiàn)出不能并網(wǎng)、機(jī)組振動(dòng)大、發(fā)電機(jī)發(fā)熱、變頻器報(bào)發(fā)電機(jī)絕緣故障等故障現(xiàn)象，但這些故障現(xiàn)象并不意味著發(fā)電機(jī)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(xiàn)象。就涉及到一個(gè)如何在塔上準(zhǔn)確判斷繞組故障的問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙內(nèi)空間狹小，加之現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有復(fù)雜的高精尖檢測(cè)設(shè)備，很難對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面檢測(cè)，如何來(lái)準(zhǔn)確判定發(fā)電機(jī)繞組故障呢？今天老師就告訴同學(xué)們幾個(gè)絕招。一般人我不告訴他！

1 雙饋發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

雙饋發(fā)電機(jī)其實(shí)就是一個(gè)繞線(xiàn)式的異步電機(jī)，其定轉(zhuǎn)子各布置有三相對(duì)稱(chēng)繞組。運(yùn)行時(shí)，定子三相繞組直接并網(wǎng)，轉(zhuǎn)子三相繞組通過(guò)滑環(huán)碳刷系統(tǒng)與變頻器相連，調(diào)節(jié)變頻器輸出電流的頻率和大小可以調(diào)節(jié)機(jī)組輸出的功率、功率因數(shù)以及機(jī)組的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)變速恒頻輸出。詳細(xì)的工作原理見(jiàn)老師的科學(xué)瞎想系列之五十六。雙饋電機(jī)其實(shí)就是一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的三相變壓器，定轉(zhuǎn)子繞組就是變壓器的原副邊線(xiàn)圈。

2 常規(guī)檢測(cè)方法及其存在的問(wèn)題

繞組故障無(wú)非是匝間短路、相間短路、繞組對(duì)地短路、繞組開(kāi)路等。通常的檢測(cè)辦法是測(cè)量繞組的直流電阻、絕緣電阻、用匝間耐壓測(cè)試儀對(duì)繞組進(jìn)行匝間沖擊耐壓試驗(yàn)、用多功能電機(jī)故障診斷儀器測(cè)量各繞組的電感、電容和電阻參數(shù)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(jí)別，受測(cè)量時(shí)的接觸電阻、短路點(diǎn)接觸是否可靠以及測(cè)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(lái)判斷匝間短路不靠譜，極易出現(xiàn)誤判；二是繞組故障時(shí)，繞組的自感和繞組之間的互感等參數(shù)會(huì)隨轉(zhuǎn)子位置變化而變化，不能準(zhǔn)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(huì)導(dǎo)致電感電容參數(shù)的不對(duì)稱(chēng)，導(dǎo)致誤判；三是匝間測(cè)試儀、多功能故障檢測(cè)設(shè)備都是比較昂貴且體積重量龐大的儀器設(shè)備，大多是電機(jī)生產(chǎn)和檢測(cè)廠家的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，一般風(fēng)場(chǎng)都不配置，即使有土豪業(yè)主配備，也不便于上塔在機(jī)艙內(nèi)施展。因此這些常規(guī)的檢測(cè)方法并不實(shí)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(fā)電機(jī)是一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的變壓器，那么我們就可以采用變壓器的原理來(lái)檢測(cè)判斷繞組故障。老師今天教同學(xué)們的方法不需要復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)儀器設(shè)備，一般機(jī)艙里就具備檢測(cè)條件，而且檢測(cè)出的故障特征明顯，區(qū)分度高，判定迅速準(zhǔn)確。

3.1 靜態(tài)檢測(cè)法

①機(jī)組停轉(zhuǎn)，把轉(zhuǎn)子可靠鎖住；

②斷開(kāi)發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組所有外部接線(xiàn)；

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(jī)艙內(nèi)的輔助工作電源即可；

④用萬(wàn)用表測(cè)量轉(zhuǎn)子三相的電壓。正常情況下，轉(zhuǎn)子的三相電壓應(yīng)是平衡的，且對(duì)于定子額定電壓為690伏的電機(jī)，轉(zhuǎn)子測(cè)得的電壓約為定子所施加電壓的三倍左右。如果轉(zhuǎn)子測(cè)得的電壓不平衡，那么轉(zhuǎn)子繞組存在短路故障的可能性極大；如果測(cè)得的電壓有一個(gè)為0，那么轉(zhuǎn)子一相開(kāi)路的可能性極大；

⑤重復(fù)上述③④步驟，在轉(zhuǎn)子上施加三相交流電壓，測(cè)量定子三相電壓，以判斷定子繞組是否存在故障。

3.2 旋轉(zhuǎn)檢測(cè)法

①斷開(kāi)定轉(zhuǎn)子繞組所有外部接線(xiàn)；

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(jī)艙內(nèi)的直流工作電源即可；

③調(diào)節(jié)變槳系統(tǒng)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（空轉(zhuǎn)），控制轉(zhuǎn)速以略低于額定轉(zhuǎn)速為宜，用萬(wàn)用表測(cè)量轉(zhuǎn)子三相電壓，如果三相電壓對(duì)稱(chēng)，則說(shuō)明轉(zhuǎn)子繞組正常；如果不對(duì)稱(chēng)，則轉(zhuǎn)子繞組一定存在故障！注意，是一定！一定！一定！

④重新在轉(zhuǎn)子繞組任意兩相間施加直流電，重復(fù)上述②③步驟，以判定定子繞組是否存在故障。

3.3 盤(pán)車(chē)檢測(cè)法

①脫開(kāi)發(fā)電機(jī)與齒輪箱的機(jī)械聯(lián)接；

②斷開(kāi)發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組所有外部接線(xiàn)；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(jī)艙內(nèi)輔助電源即可；

③用萬(wàn)用表測(cè)量轉(zhuǎn)子任意一相電壓，并手動(dòng)緩慢盤(pán)車(chē)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著轉(zhuǎn)子位置的不同，轉(zhuǎn)子電壓也隨之變化，記錄該相轉(zhuǎn)子電壓的最大值和最小值；

④換其它相轉(zhuǎn)子繞組，重復(fù)第③步驟，最終測(cè)得三相轉(zhuǎn)子繞組的電壓最大值和最小值；

⑤比較轉(zhuǎn)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(shuō)明轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞組一定！確定！以及肯定存在故障！

⑥在轉(zhuǎn)子任意兩相間施加單相交流電，重復(fù)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(xué)們這幾招，這些方法無(wú)需復(fù)雜的檢測(cè)設(shè)備，在機(jī)艙即可方便實(shí)施，至于這些方法的原理，作為課后作業(yè)，回去好好消化認(rèn)真完成！實(shí)戰(zhàn)中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件可任用一招即可準(zhǔn)確判定發(fā)電機(jī)繞組故障，如果條件允許，可以多采用幾種方法，做一個(gè)互相印證。相信同學(xué)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