Experimental studies of short circuit in ship synchronous generator

Abstract

В работе проанализированы причины и следствия возникновения коротких замыканий в судовых электромашинах. Представлены результаты экспериментальных исследований тока неисправного судового генератора самоходного плавучего крана типа "Черноморец" проекта 1511, а именно, судна «Инженер Подлесний». Измерения проводились на неисправном генераторе с диагностированной неисправностью – межвитковым коротким замыканием. Результаты измерения на дефектном генераторе сравнивались с результатами измерения на исправной машине. Также был проанализирован токовый сигнал синхронного генератора после ремонта. Исследованы статический и динамический режимы работы без нагрузки и с нагрузкой. Динамический режим исследовался при помощи вейвлет-анализа. Для проведения экспериментов собрано измерительное устройство, на основе которого далее может быть разработана диагностическая система. Проведенные исследования показали, что подключение нагрузки к работающему генератору приводит к уменьшению амплитуды основной частоты и смещении ее в сторону высоких частот. При этом появляется дополнительная явно выраженная частота небольшой амплитуды на высших частотах. Межвитковое замыкание приводит к появлению гармоники на низкой частоте с амплитудой, превышающей амплитуду основной гармоники бездефектного генератора в 1.5-2.5 раза. Спектр энергии восстановленного генератора демонстрирует наличие двух дополнительных высокочастотных гармоник малой амплитуды. The work analyzed the causes and consequences of short circuits in ship electric machines.The results of experimental studies of the current of a faulty ship generator of a self-propelled floating crane of the Chernomorets type of project 1511, namely, the Engineer Podlesny vessel, are presented. Measurements were carried out on a faulty generator with a diagnosed malfunction - an inter-turn short circuit. The measurement results on the defective generator were compared with the measurement results on a healthy machine. The current of the synchronous generator after repair was also analyzed. Static and dynamic modes were investigated. Studied the modes of operation without load and under load. Dynamic mode was investigated using wavelet analysis. For conducting experiments, a measuring device is assembled, on the basis of which a diagnostic system can be further developed. Studies have shown that the connection of the load to the operating generator leads to a decrease in the amplitude of the fundamental frequency. At the same time, the frequency is shifted towards high frequencies. An additional frequency of small amplitude at higher frequencies appears on the spectrum. The turn-to-turn closure leads to the appearance of a harmonic at a low frequency with an amplitude exceeding the amplitude of the main harmonic of the defect-free generator by 1.5-2.5 times. The energy spectrum of the reconstructed generator demonstrates the presence of two additional high-frequency harmonics of low amplitude.