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B
中华人民共和国机械行业标准
JB/T 8446—2013 代替 JB/T 8446—2005
隐极式同步发电机转子匝间
短路测定方法
Measuring methods of interturn short-circuit in the rotor windings for cylindrical rotor synchronous generators
2013-12-31 发布
2014-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 中华人民共和国
机械行业标准
隐极式同步发电机转子匝间
短路测定方法 JB/T 8446—2013
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机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
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210mm×297mm·0.75印张·23千字
2014年12月第1版第1次印刷
定价：15.00元
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书号：15111·11754 网址： http: //www.cmpbook.com 编辑部电话：（010）88379778 直销中心电话：（010）88379693
封面无防伪标均为盗版
版权专有 侵权必究 JB/T 8446—2013
目 次
前言， 1 范围...
....II
规范性引用文件. 3 试验设备.. 4测量状态..…. 5测量方法.
2
.....................
5.1静态下转子交流阻抗测量. 5.2旋转状态下转子交流阻抗测量 5.3旋转状态下探测线圈波形法测量.. 6限定值.. 6.1交流阻抗法. 6.2探测线圈波形法 7测量方法优先级 8推荐新测量方法. 附录A（资料性附录）重复脉冲法（RSO）简介
...2
...................................
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A.1 概述. A.2 RSO 试验原理 A.3 试验设备简介 A.4 RSO 离线试验及分析图 A.1 故障点行波的反射与折射.. 图 A.2 行波的反射图 A.3 行波的折射… 图 A.4 模拟发电机转子绕组抽头分布图…. 图 A.5 RSO 离线试验接线图图 A.6 RSO 离线试验波形图 A.7 L1入L5出时几种情况比较…. 图 A.8 RSO试验特征信号采集示意图... 图 A.9 几种情况下特征信号波形图表 1转子匝间短路测量状态表 A.1 模拟发电机组基本数据
6
....
6
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.................
......... JB/T 8446—2013
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替JB/T8446—2005《隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法》，与JB/T8446—2005相比
主要技术变化如下：
删除了“发电机的交流励磁机转子匝间试验参照本标准执行”和“本标准与GB/T7064《透平型同步电机技术要求》协调一致”（2005年版的第1章); -将“GB/T 1029三相同步电机试验方法（GB/T 1029一1993，neqIEC 60034-2）”改为“GB/T1029 三相同步电机试验方法”（见第2章，2005年版的第2章）；删除了表1中序号3的内容（2005年版的表1); -删除了表1序号5内容中的“（精平衡后）”（2005年版的表1）; 一将“总装试验”改为“型式试验”（见4.1的表1，2005年版的表1）; 一将“180°前后度区两组数据”改为“180°前后读取两组数据”（见4.2，2005年版的4.1）; 将“测量并记录电压、电流、功率或两极电压（指两极机）”改为“测量并记录电压、电流、 功率和各极电压（如具备测量各极电压条件）”（见5.2，2005年版的5.2); -增加了推荐采用连续阻抗测量法的内容（见5.2.2); 一增加了在发电机空载和三相稳态短路试验工况下采用探测线圈波形法进行测量的测量方法说明（见5.3.4);
增加了在采用探测线圈波形法进行测量的情况下，消除发电机转子剩磁影响的方法（在发电机转子存在剩磁的情况下）（见5.3.5）;
一修改了对于松配合安装槽楔的发电机交流阻抗法限定值的要求（见6.1.2，2005年版的6.1.2）; 一增加了“旋转试验中，在可连续测量阻抗或电流的情况下，如阻抗一转速曲线上有明显突变点，
可认为被试转子可能存在匝间短路”（见6.1.3）; 将“可判定被试转子存在匝间短路”改为“可认为被试转子可能存在匝间短路”（见6.2，2005 年版的6.2);
45
1
×%”改为“
转子被测槽匝数×45%”［见6.2.1的公式（2），2005年版6.2
将“
转子被测槽匝数的公式（2）］; 将6.2细分为6.2.1和6.2.2，增加了探测线圈波形法在四极以上发电机的情况下数据处理的方法及限定值的说明（见6.2.1、6.2.2，2005年版的6.2）一增加了推荐新测量方法的内容（见第8章); 增加了推荐的新测量方法重复脉冲法（RSO）的简介（见附录A）。 本标准由中国机械工业联合会提出本标准由全国大型发电机标准化技术委员会（SAC/TC511）归口。 本标准起草单位：哈尔滨大电机研究所、辽宁省电力有限公司电力科学研究院、湖北电力试验研究
所、上海电气电站设备有限公司发电机厂、东方电气集团东方电机有限公司、南京汽轮电机（集团）有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、山东济南发电设备厂等。
本标准主要起草人：刘莹、王健军、阮羚、舒武庆、贺淑君、王建和、诸葛文兵、李录法等。 本标准于1996 年首次发布，2005 年第一次修订，本次为第二次修订。
II JB/T 84462013
隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法
1范围
本标准规定了隐极式同步发电机转子匝间短路的测量方法及限定值。 本标准适用于隐极式同步发电机转子匝间短路的测量。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 1029三相同步电机试验方法
3试验设备
3.1 测量中所用仪器、仪表的准确度应符合 GB/T 1029 的要求。 3.2探测线圈波形法所用探测线圈的横截面积、匝数及安装位置应保证其具有足够的灵敏度和准确度。
4测量状态
4.1转子匝间短路测量分别在静止及旋转两种状态下按表1 的规定进行。
表 1转子匝间短路测量状态
序号 1 2 3 4
试验阶段转子装配全序完动平衡、起动前
电压V
备注升压测量升压测量升速测量降速测量升速及降速测量
转速 r/min
50，100，150，200，220 50，100，150，200，220
0 0
220 220 220
超速前超速后型式试验
0～nN，间隔300 nn～0，间隔300 0～nn～0，间隔300
5
转子在定子膛内且定子绕组开路注1：交接试验中做序号1、序号5曲线上一点。 注2：第5项试验必要时进行。 注3：试验中所加试验电压峰值不得超过转子绕组的额定励磁电压值。 注 4：nn 为额定转速。
4.2静止状态。采用阻抗测量法。试验中，所测各极绕组间电压差值超过限定值时，可采用感应电动势矢量法（即开口变压器法）或各极电压分布法进一步测量。
当进行静态转子阻抗测量时，若转子不在机座内，转子本体与周围铁磁物的空间距离必须在1m以上。如上述条件无法满足，必须在转子旋转几何180°前后读取两组数据，以作比较。 4.3旋转状态。采用阻抗测量法，对100 MW 及以上的机组（水冷转子除外），还应采用探测线圈波
1 JB/T 8446—2013
形法。 4.3.1旋转状态下转子阻抗测量时，应对电流连续监测，并按表1进行记录，作转子阻抗-转速曲线。 4.3.2采用探测线圈波形法测量，一般应在转子动平衡期间超速前、后（精平衡后），并在额定转速下各进行一次。
5测量方法
5.1静态下转子交流阻抗测量
用导线将转子引线（或集电环或径向导电螺钉）同测试电源相连接，测试电源为工频实际正弦电源，测量并记录电压、电流、功率和各极电压。 5.2旋转状态下转子交流阻抗测量 5.2.1用装在绝缘刷架上的电刷将测试电源接到集电环上，测量并记录电压、电流、功率和各极电压（如具备测量各极电压条件）。 5.2.2推荐采用连续阻抗测量法。测量的方法是使发电机转子转速连续上升（或下降），同时连续记录电压、电流、功率和各极电压（如具备测量各极电压条件）。 5.3旋转状态下探测线圈波形法测量 5.3.1探测线圈的布置。探测线圈为径向布置，应安装在距转子本体表面适当距离（一般为气隙的1/3）的固定支架上。在安装探测线圈时，应保证探测线圈的轴线与转子径向重合。 5.3.2转子绕组的线圈标号。紧靠磁极的第一槽的线圈标号为 1或1’，第二槽的线圈标号为 2 或2’，以下类推，在转子轴上做好定位标记。 5.3.3测量仪器的选取。应选择输入阻抗大（一般等于或大于10MQ）、频域宽（保证其波形不会失真）、 灵敏度高的专用匝间短路测试仪或测量准确度、功能达到本标准要求的其他测试仪器。 5.3.4测量及数据记录。在转子动平衡期间，被试转子绕组一般通入其额定励磁电流的4%以下的直流电流（为检测需要也可适当加大），将探测线圈两端的电压信号接至转子匝间短路测试仪或满足本标准要求的其他测试仪器，绘出探测线圈的感应电动势波形并记录（或存储）相应的采样数据；在发电机进行空载和三相稳态短路试验期间，定子保持额定电压（空载试验）和定子保持额定电流（三相稳态短路试验)条件下，将探测线圈两端的电压信号接至转子匝间短路测试仪或满足本标准要求的其他测试仪器绘出探测线圈的感应电动势波形并记录（或存储）相应的采样数据。 5.3.5在发电机转子存在剩磁的情况下，应在保证同等试验条件下，分别进行正向、反向励磁两种工况的测量。在进行数据处理过程中，对于每个线圈在两种测量工况下得到的线圈电压求算术平均值，这些算术平均值即是消除了剩磁影响的各个线圈的线圈电压值。
6　限定值
6.1交流阻抗法 6.1.1静态试验中，各极线圈间的电压差不得大于最大值的3%。 6.1.2旋转试验中，对于紧配合安装槽楔的发电机，各极线圈在每一转速及电压下的阻抗差不得大于最大值的 3%。如测量每极线圈阻抗有困难时，亦可测量整个转子绕组的阻抗，但每隔300 r/min 之间的阻抗差不得大于最大值的5%。对于松配合安装槽楔的发电机，在较低转速段内，其限定值可根据各制造厂发电机的结构和制造工艺适当放宽。
2 JB/T 8446—2013
6.1.3旋转试验中，在可连续测量阻抗或电流的情况下，如阻抗-转速曲线上有明显突变点，可认为被试转子可能存在匝间短路。 6.2探测线圈波形法 6.2.1两极发电机的情况
取一个磁极上的一个线圈电压与另一磁极上相对应的同号线圈电压之差值与两者较大值之比，见公式（1)。
同号线圈电压之差同号线圈电压较大值
×100%
(1)
如按公式（1）算得的比值大于公式（2）所计算的数值时，可认为被试转子可能存在匝间短路。
1
(2)
转子被测槽匝数 <45%:
6.2.2四极以上发电机的情况
将所有磁极上的同号线圈电压进行比较，找出其中最小的同号线圈电压（以及与其值接近的同号线
圈电压），然后求其他剩余同号线圈电压的算术平均值，取该算术平均值与最小同号线圈电压（或与其值接近的同号线圈电压）之差值，再与求得的剩余同号线圈电压的算术平均值之比，并求其百分数，其值大于公式（2）所计算的数值时，可认为被试转子可能存在匝间短路。
7测量方法优先级
如阻抗法与波形法测量结果有矛盾，则以波形法为准。
8推荐新测量方法
将重复脉冲法（RSO）作为一种测量隐极式同步发电机转子匝间短路的新方法推广使用，并在使用过程中，对其进行深入研究和总结，以提出该方法的标准试验设备、试验波形和试验数据的分析方法，以及相应的判定标准。重复脉冲法简介参见附录 A。
3 JB/T 8446—2013
附录A （资料性附录)
重复脉冲法（RSO）简介
A.1概述
本附录给出了重复脉冲法的简介，有关重复脉冲法的更多内容介绍，请参考由李永刚等编写的《发电机转子绕组匝间短路故障特性分析与识别》及其他相关资料。
重复脉冲法（Repetitive Surge Oscilloscope）应用的是波过程理论，即行波技术。这种方法是英国专家 J.W.Wood 提出的，可用于转子匝间短路的早期发现及短路的故障定位，而且不需要在汽轮发电机内部安装装置。其试验基本过程是采用双脉冲信号发生器对发电机转子绕组两极同时施加一个前沿陡峭的冲击脉冲波，用双线录波器录得两组响应特性曲线。将这两组响应特性曲线相减，只有当两组响应特性曲线相同时，其差值才为一条直线，表明匝间无短路现象存在。否则，将说明匝间存在异常或短路。 经过对响应特性曲线的计算分析，或将检测结果直接与发电机出厂时厂家提供的标准波形进行比较，可判断转子绕组匝间是否存在短路及短路点的位置。
A.2RSO 试验原理
A.2.1行波的反射和折射
波的折射和反射是电流行波的基本特征。在电力系统中，均匀线路只有在一定条件下存在。当行波沿导线运动时，在不同波阻抗的连接点或集中参数阻抗连接点上会发生反射（reflection）和折射（refraction）现象。图 A.1为故障点行波的反射与折射现象（图示为直角波）。行波的反射与折射程度可以用反射系数与折射系数来表示。
u1
u12
2
A
Z1
u11
图 A.1故障点行波的反射与折射
A.2.1.1行波的反射
行波沿线路传播，遇到线路参数或波阻抗不连续时，将产生反射波。如图 A.2所示，行波 u1 在波阻抗为 Zi 的线路传播至 A 点时，线路的均匀性发生改变，设其等效波阻抗为 Z2，则 A 点的反射系数可以用反射电压（电流）行波u11（ii）与入射电压（电流）行波ui（i）之比来表示，故电压反射系数的计算按公式（A.1）。
α=_-
(A.1)
uZ, +Z,
电流的反射波极性发生改变，因此电流反射系数的计算按公式（A.2）。
=_= i uy
(A.2)
α; =
d
4