抽水蓄能电动机励磁绕组匝间短路的环流特性分析

摘要

围绕抽水蓄能电动机励磁绕组早期匝间短路难以识别的难题，提出一种以定子并联支路环流特性为基础的方法。首先，从电磁场理论出发，在电动机运行条件下，建立并推导出励磁绕组匝间短路与定子同相支路环流谐波之间的定量关系式。然后，利用有限元软件建立抽水蓄能电动机的二维仿真模型，模拟正常、轻微及严重短路3种工况，并对气隙磁密和支路环流进行频谱分析。研究发现，匝间短路故障会在定子支路环流中激发出特定的分数次谐波，且这些特征谐波的幅值与故障严重程度呈显著正相关，同时故障磁极处的气隙磁密会相应减小。该方法通过监测环流中的特征谐波，可实现对电动机励磁绕组早期匝间短路的灵敏度、无扰性进行在线检测，为保障机组安全稳定运行提供了有效的技术手段。

关键词

抽水蓄能电动机 / 励磁绕组 / 匝间短路 / 环流时频谱图