摘要
同步电动机和发电机的隐极和凸极转子绕组由于绝缘损坏会导致匝间短路，这种匝间短路经常会引起转子很大的振动，可能会限制发电机的输出功率。实际上，较大的轴承振动是发生匝间短路的早期标志之一，然而，由于较大的轴承振动可能会由许多种原因引起，操作者想单单判断这种振动是否确实由转子绝缘问题而引起。有许多种离线式直接检测匝间短路的手段，比如对地电压检测、抽出磁极检测或RSO检测。这些离线检测由于在静止工况下转子不再旋转，故障可能消失（但实际却是存在的），检测结果经常不可靠。另外，这些检测方法需要机组停机或进行一些拆卸。用户更愿意选择在线检测，此时机组的旋转应力和热应力处于正常运行的水平。对于匝间短路这种直接检测方法仅涉及气隙磁通的测量，最初的“气隙磁通”检测法是由GE公司30年前研发的，目前广泛应用于全世界的2极和4极汽轮发电机上，采用永久安装在定子槽楔上的小线圈。转子旋转时，当每一个转子槽掠过传感器时，传感器就会对其漏磁通进行检测。如果一个槽内有匝间短路，该槽内的漏磁通就会减小，可通过配套装置检测出。由于漏磁通与气隙主磁通相比非常小，利用传统的检测方法时，必须使发电机的负荷在空载和满载之间改变几个等级，以确保在每一个转子槽内都有一个主磁通的‘零交叉点”（zero-crossmg）。这样，对于大多数线圈，在测量较小的漏磁通时都具有一定的灵敏度。传统的气隙磁通测量有两个主要缺点，第一个是只有把汽轮发电机转子从定子中抽出以后才能将传感器安装上；第二个是必须在很大的范围内以一定的等级改变负载，对于受控于ISO（独立系统运行机构）的电厂，减少负荷会减少电厂的收入，这样做会引起一系列问题。过去五年里的研究，产生了两个创新，克服了这些局限性。第一个创新是带着转子可随时安装的新型探测器，探测器是一个非常薄的印刷电路板传感器，把它粘在定子齿上（而非槽楔上），测量主磁通（或全部磁通）；第二个创新是一种新型诊断算法和装置，这种装置和算法对主磁通进行测量，当发电机运行在满负荷时，对任何槽内的匝间短路都很敏感。对于传统的粘在槽楔上的传感器，采用这种新的装置和算法看起来也是有效的，而且这种新的方法稍作修改，就能用在水轮发电机的凸极转子上。
