双馈电机绕组故障诊断

双馈是大型风力发电的主流技术之一，目前已装机运行的并网型风力发电机组大多采用这一技术路线。通常双馈发电机绕组出现故障后很难在塔上维修，必须下塔。下塔！同学们知道下塔吊一钩子要多少money吗？告诉你会吓同学们一跳！比同学们给老师的打赏还要多！想想！同学们打赏都舍不得，要是判断失误，把没毛病的发电机下塔，同学们的小心脏还不得疼死啊！通常发电机绕组发生故障会表现出不能并网、机组振动大、发电机发热、变频器报发电机绝缘故障等故障现象，但这些故障现象并不意味着发电机绕组故障是唯一的原因，其它部件的故障也可能引起上述故障现象。就涉及到一个如何在塔上准确判断绕组故障的问题。风力发电机组的机舱内空间狭小，加之现场没有复杂的高精尖检测设备，很难对发电机进行全面检测，如何来准确判定发电机绕组故障呢？今天老师就告诉同学们几个绝招。一般人我不告诉他！

1 双馈发电机结构及原理

双馈发电机其实就是一个绕线式的异步电机，其定转子各布置有三相对称绕组。运行时，定子三相绕组直接并网，转子三相绕组通过滑环碳刷系统与变频器相连，调节变频器输出电流的频率和大小可以调节机组输出的功率、功率因数以及机组的转速，实现变速恒頻输出。详细的工作原理见老师的科学瞎想系列之五十六。双馈电机其实就是一个可以旋转的三相变压器，定转子绕组就是变压器的原副边线圈。

2 常规检测方法及其存在的问题

绕组故障无非是匝间短路、相间短路、绕组对地短路、绕组开路等。通常的检测办法是测量绕组的直流电阻、绝缘电阻、用匝间耐压测试仪对绕组进行匝间冲击耐压试验、用多功能电机故障诊断仪器测量各绕组的电感、电容和电阻参数等。这些方法都不太靠谱，一是由于绕组直流电阻很小，只有毫欧级别，受测量时的接触电阻、短路点接触是否可靠以及测量误差等因素影响，故障特征不明显，分辨率很低，因此仅靠直流电阻来判断匝间短路不靠谱，极易出现误判；二是绕组故障时，绕组的自感和绕组之间的互感等参数会随转子位置变化而变化，不能准确判定故障部位，甚至即使绕组正常，由于磁路等方面的非均匀性也会导致电感电容参数的不对称，导致误判；三是匝间测试仪、多功能故障检测设备都是比较昂贵且体积重量庞大的仪器设备，大多是电机生产和检测厂家的专业设备，一般风场都不配置，即使有土豪业主配备，也不便于上塔在机舱内施展。因此这些常规的检测方法并不实用，容易误判，只能作为辅助的诊断和判断方法。

3 教你几手

既然双馈发电机是一个可以旋转的变压器，那么我们就可以采用变压器的原理来检测判断绕组故障。老师今天教同学们的方法不需要复杂的专业检测仪器设备，一般机舱里就具备检测条件，而且检测出的故障特征明显，区分度高，判定迅速准确。

3.1 静态检测法

①机组停转，把转子可靠锁住；

②断开发电机定转子绕组所有外部接线；

③在定子上施加三相工频交流电压，以100伏左右为宜，一般机舱内的辅助工作电源即可；

④用万用表测量转子三相的电压。正常情况下，转子的三相电压应是平衡的，且对于定子额定电压为690伏的电机，转子测得的电压约为定子所施加电压的三倍左右。如果转子测得的电压不平衡，那么转子绕组存在短路故障的可能性极大；如果测得的电压有一个为0，那么转子一相开路的可能性极大；

⑤重复上述③④步骤，在转子上施加三相交流电压，测量定子三相电压，以判断定子绕组是否存在故障。

3.2 旋转检测法

①断开定转子绕组所有外部接线；

②在定子任意两相间施加直流电压，电压以12伏左右为宜，可利用机舱内的直流工作电源即可；

③调节变桨系统使转子旋转（空转），控制转速以略低于额定转速为宜，用万用表测量转子三相电压，如果三相电压对称，则说明转子绕组正常；如果不对称，则转子绕组一定存在故障！注意，是一定！一定！一定！

④重新在转子绕组任意两相间施加直流电，重复上述②③步骤，以判定定子绕组是否存在故障。

3.3 盘车检测法

①脱开发电机与齿轮箱的机械联接；

②断开发电机定转子绕组所有外部接线；在定子任意两相间施加单相交流电，电压以不高于220伏为宜，直接采用机舱内辅助电源即可；

③用万用表测量转子任意一相电压，并手动缓慢盘车，你会发现随着转子位置的不同，转子电压也随之变化，记录该相转子电压的最大值和最小值；

④换其它相转子绕组，重复第③步骤，最终测得三相转子绕组的电压最大值和最小值；

⑤比较转子各相绕组电压的最大值和最小值，如果三相都分别相等，则说明转子绕组正常；如果三相绕组电压（特别是最大值）不相等，则该相转子绕组一定！确定！以及肯定存在故障！

⑥在转子任意两相间施加单相交流电，重复②③④⑤步骤，以判断定子绕组是否存在故障。

好了，老师就先教同学们这几招，这些方法无需复杂的检测设备，在机舱即可方便实施，至于这些方法的原理，作为课后作业，回去好好消化认真完成！实战中根据现场条件可任用一招即可准确判定发电机绕组故障，如果条件允许，可以多采用几种方法，做一个互相印证。相信同学们掌握了这几招你就可以向你的头头要求涨工资了！切记涨了工资别忘了给老师打赏哦！

审核编辑 ：李倩