本栏内容是有关试验和所用仪器的相关信息

试验目的：

1. 判断转子绕组匝间绝缘状态。

2. 记录波形并存档，作为以后分析绕组绝缘状态变化趋势的基础。

试验依据：

《DL/T 1525-2016隐极同步发电机转子匝间短路故障 诊断导则》。

试验设备：

名称：发电机转子匝间短路分析仪

仪器厂家：哈尔滨物格电子技术有限公司 0451-82320037

型号：RD-1A

激励信号

类型：方波或锯齿波可选

重复频率：1～100kHz

幅值：1～12V

前沿上升时间 ≤ 1μs

输出阻抗：30～530Ω

信号采集

采集频率：100MHz

输入带宽 ≥ 20MHz

RSO试验原理：

RSO试验(RECURRENT SURGEOSCILLOGRAPH)，主要原理是在转子绕组的两端同时注入激励信号，即前沿陡峭的低电压脉冲，并通过分析注入点的波形来判断转子绕组中是否存在匝间短路故障及故障严重程度。

对于RSO激励信号，转子绕组所呈现的阻抗是一个RLC分布电路的波阻抗。转子绕组形状复杂，有一些因设计而固有的阻抗变化的区域，在这些区域会产生反射波，注入点的波形是激励信号与反射波的叠加。由于转子绕组结构的对称性，在没有匝间短路时，两个注入点的波形应该是高度一致的，体现在特征波形（两个注入点波形之差）上，应该表现为基本平直的直线。

当存在匝间短路时，短路造成的阻抗不连续将产生较大的发射波。只要短路点不在绕组的正中间，由于发射波相对转子两端的传播时间不同，则两端呈现不同的注入点波形，二者不能完全重叠，在特征波形上将表现出畸变突起。突起在时间轴上的位置，对应短路点在绕组上的位置。突起的幅值，与位置和短路电阻相关，离注入点越远，突起幅值越小；短路的阻值越小，突起幅值越大。

对于转子绕组的匝间短路故障，目前主要的诊断方法有直流电阻法、匝间压降法、交流阻抗法、气隙波形法等。RSO试验方法具有方便、灵敏、适于长期跟踪短路状态的特点，而且能定位故障位置，并在相当程度上判断故障的严重程度。

RSO试验的灵敏度很高，在匝间短路初期就可以检测出，当对多个历史数据进行对比时，即使匝间绝缘有轻微的变化也能看出，判断绝缘恶化状况的进展。试验设备简单，无需抽转子、拔护环，只要转子绕组与励磁系统断开，即可进行试验。能进行定位，可精确到一个线圈。

以下内容为本次试验前的接线与设置

试验接线：

接线前，首先进行转子绕组对轴体放电，避免之前的绝缘测试可能在绕组上留有残压。转子绕组对转子轴体的高压残压如果灌入仪器，则可能导致分析仪的损坏。

确认转子绕组已与励磁回路断开，确保转子绕组是分析仪激励信号的唯一负载。

采用分析仪配套的专用激励信号电缆，确认所用两条电缆的长度是一致的。仪器的“端点1”连接转子的内滑环，“端点2”连接转子的外滑环，地线连接转子本体，即大轴。

本次试验是动态试验 ，所以：

. 分析仪的激励信号通过手持碳刷接入转子绕组

. 分析仪的信号地通过延长线连接到汽侧接地碳刷

分析仪采用电池供电，试验现场不接外供电电源。

试验设置：

试验模式：动态试验

激励方式：两端同步激励

激励信号：锯齿波

重复频率：1kHz

脉冲宽度：2% （10us）

脉冲幅值：12V

通讯设置：wifi无线连接

以下内容为本次试验记录的数据与分析结论

同步发电机与转子绕组基本结构：

发电机功率： 30MW

转子绕组的极数： 2

转子绕组的总线圈数： 16

本次试验的环境条件: 温度:20 ℃ 湿度:　40 ％RH

试验结果

1. 信号传播时间

试验模式选择“传播时间”，此时分析仪仅端点1(内滑环)发出激励信号，端点2(外滑环)无激励信号发生。由传播时间试验结果（图一和图二）可见，端点1的激励信号传播至端点2的时间为传播时间，3000转时传播时间为24.25μs，300转时传播时间为27.66μs。这两个传播时间不同，应该是两次试验状态下出现了动态的匝间短路，信号从短路点的位置“走近道”造成传播时间不同。

2. 绕组绝缘分析

转子3000转和300转时分别进行了动态RSO试验。因为是动态试验所以试验模式选择“两端同步激励”，此时分析仪同步从端点1、端点2发出激励信号并记录激励端的注入点波形，两端波形组合在同一时间轴显示，并生成特征波形，即两端波形之差。

由试验结果可见：

图三为3000转时RSO试验结果，特征波形在2.48μs（5.10%，即5.10%*16=0.8，内滑环第一个线圈）的位置有一个0.76V的波谷，该波谷的波形形态复合典型匝间短路的波形形态，在第一线圈出现一个0.76V的波谷，倾向于单匝的金属性短路，不排除单匝的低阻短路的可能性；特征波形在23.09μs（47.61%，即47.61%*16=7.6，外滑环第八个线圈）的位置出现一个0.15V的波峰，该幅值不高，倾向于认为单匝的低阻短路。除了这两个位置以外特征波形基本平直，无其他短路位置。

图四为300转时RSO试验结果，特征波形在前端上升沿的位置有一个0.20V的波谷，从波形形态来看该波谷过宽，应该是多匝匝间绝缘下降引起的，幅值不高，没有达到低阻短路，倾向于认为这个位置匝间绝缘下降对称性不好引起的；特征波形在26.18μs（47.32%，即47.32%*16=7.6，外滑环第八个线圈）的位置出现一个0.19V的波峰，该幅值不高，倾向于认为单匝的低阻短路。除了这个位置以外特征波形基本平直，无其他短路位置。

图五为3000转（黄色特征波形）和300转（蓝色特征波形）RSO试验结果同轴比对，由试验结果对比可以看出，内滑环第一个线圈的位置在300转时几乎没有幅值较大的波谷，但是在3000转时出现了一个0.76V的波谷，这个位置应该是一个动态的匝间短路，当达到一定转速时会出现该短路点；在外滑环第八个线圈的位置有一个稳定的短路点，倾向于认为是低阻短路。

结 论: 机组内滑环第一个线圈有一个动态的匝间短路，低速状态下表现的不明显，高速状态下呈现为明显的匝间短路形态，倾向于认为该短路为单匝的金属性短路，不排除单匝的低阻短路的可能性；外滑环第八个线圈有一个稳定的匝间短路，该短路倾向于认为单匝的低阻短路，不排除单匝金属性短路的可能性，除这两个位置以后特征波形基本平直。

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