马明晗， 贺鹏康， 李永刚， 姜猛， 武玉才

(华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室，河北 保定 071003)

0 引 言

调相机是一种不带机械负载的同步电动机，其主要功能是向电网输送无功功率，维持电网的相对稳定[1]，“十三五”期间我国已逐步在高压直流输电线路送受两端加装了新一代大容量调相机。调相机的安全可靠运行对提高电网电能质量、维持电网电压稳定有着重要意义。

转子绕组匝间短路是大型同步电机最为常见的故障，并网不久的同步调相机同样面临产生该故障的风险。以往针对发电机转子绕组匝间短路故障的特征分析和诊断方法研究，有许多可以借鉴之处。文献[2]分析得出转子绕组匝间短路故障会导致发电机产生谐波磁场,谐波磁场会在电枢绕组中感应出谐波电动势和谐波电流。谐波电流产生的旋转磁场转速与转子旋转转速不同步,励磁绕组中会感应出附加的谐波电流。文献[3]采用多回路法计算出转子匝间短路故障时励磁电流的大小，将计算结果代入Maxwell建立的转子二维模型当中，通过麦克斯韦应力张量法得出转子不平衡磁拉力；文献[4]利用有限元方法分析了发电机空载工况下的励磁绕组匝间短路故障,结果显示匝间短路的故障程度与故障位置都会对气隙磁密的大小与分布产生影响。文献[5]通过对发电机的励磁绕组匝间短路故障进行有限元仿真,提出利用电磁转矩的变化进行匝间短路的检测方法。……