发电机试验培训教材.doc

发电机试验培训教材发电机是发电厂最重要的设备之一，它的性能好坏直接影响发电厂能否安全可靠地发、供电。对发电机进行一系列试验是保证电力系统安全经济运行的重要措施。发电机试验主要包括绝缘试验和特性试验。一、发电机直流电阻的测量发电机直流电阻的测量，主要包括测量定子绕组、转子绕组和灭磁电阻器的直流电阻。1. 测量定子绕组的直流电阻定子绕组的直流电阻包括线棒铜导体电阻、焊接头及引线电阻。在相同温度下，线棒及引线电阻基本不变，所以整个绕组电阻的变化，基本上能反应焊接头的质量，而焊接头电阻的大小及变化，往往是由于制造、安装、检修工艺不良及运行中各种有害因素的影响所致。焊接头电阻的增大会导致局部过热，严重时会使绝缘烧坏乃至接头断裂。总之，测量定子绕组的直流电阻，主要是为了检查焊接头的焊接质量，以发现缺陷并进行处理。2. 测量转子绕组的直流电阻测量转子绕组直流电阻，可以发现绕组在制造、检修或运行中各种因素的影响下，所造成的导线断裂或短路等缺陷。3. 测量灭磁电阻器的直流电阻（1）测其直流电阻，可发现灭磁电阻器在制造、检修或运行中受各种因素影响造成的电阻片断裂和连接点接触不良等缺陷。（2）一般采用直流电桥法进行测量。（3）测量结果的分析。将其测得值与铭牌数据或最初测得值进行比较，其差别不应超过10%，超过时，应进一步检查电阻片是否有断裂、连接点有否接触不良等缺陷。二、发电机的绝缘试验1. 测量绝缘电阻及吸收比（1）定子绕组绝缘电阻及吸收比测量测量发电机定子绕组绝缘电阻及吸收比，是检查绝缘状况的一种最常用的方法。试验时发电机本身不能带电，端口出线必须和外部连接线及其他设备断开，尽可能避免外部影响。试验之前，对被试验发电机定子绕组相间及相对地应进行充分放电，放电时间应不少于5min。否则，会由于绝缘介质吸收的电荷没放尽而使所测得的绝缘电阻值偏大，吸收比偏小。（2）转子绕组绝缘电阻的测量转子绕组绝缘电阻可在静态和动态两种情况下进行测量。1）静态测量。发电机转子绕组的额定电压一般在500V以下，所以应使用500V的兆欧表测量。测量时发电机处于静止状态，将两滑环短路接地放电，然后把碳刷提起，兆欧表一段接于转子滑环上，一端接于转子轴上。2）动态测量。转子绕组绝缘电阻的动态测量又可分成空转下测量和负荷下测量两种情况。a) 空转下测量：将发电机出口断路器和灭磁开关断开，碳刷提起，在各种转速下用兆欧表直接在转子滑环上进行测量。这样测量可以检查转子绕组动态下的绝缘状况，绘制绝缘电阻与转速的关系曲线，从曲线上可看出转子绕组绝缘电阻受离心力影响的情况。b) 负荷下测量：发电机处于正常运行，采用电压表法测量转子绝缘电阻。三、定子绕组直流泄漏电流及直流耐压试验直流泄漏电流试验与绝缘电阻试验虽然原理上相同，但直流泄漏电流试验施加电压较高，并且电压可调，泄漏电流测量准确，同时可绘制泄漏电流与电压的关系曲线，所以直流泄漏电流试验比绝缘电阻试验更能发现绝缘的缺陷。在进行直流泄漏电流和直流耐压试验过程中，根据电压与泄漏电流的对应关系分析绝缘状况，可以在绝缘击穿前发现缺陷。进行直流试验时，发电机定子绕组绝缘上的电压是按电阻分布的，因而能更有效地发现端部绝缘缺陷和气隙性缺陷；进行直流试验时，没有电容电流，所以试验设备容量小，击穿时绝缘损伤程度也小。由于直流试验具有以上优点，现已成为发电机绕组绝缘试验中普遍采用的方法。四、交流耐压试验发电机绝缘试验的最后一项是交流耐压试验。其所加电压和工作情况下电压的波形、频率一致，作用于绝缘内部的电压分布及击穿性能也与发电机的正常工作状态相同。所以，交流耐压试验是对发电机主绝缘比较可靠的检查和考验方法。在电机制造、安装、检修和运行以及预防性试验中，交流耐压试验都得到了广泛采用。五、发电机轴承电压的测量测量发电机轴承电压的目的，是为了通过测量发电机轴两端的电压和轴承与底座间的电压，来判断轴承绝缘的好坏。在交流发电机内，特别是汽轮发电机，由于电机的磁通不平衡、电机大轴被磁化以及静电充电等原因，使发电机的轴上产生电动势。如该电动势足够大，将击穿轴承油膜，在轴承及轴中流过电流。虽然电压一般不高（约几伏），但因回路电阻非常小，所以电流可能达数百安培，这将引起轴承油的劣化，严重时将引起轴瓦和轴承乌金烧毁事故。消除轴电流的方法是把电机轴承与底座绝缘，不使电流构成通路。发电机轴承绝缘状况，在机组起动前用1000V兆欧表检查，汽轮发电机组的轴承绝缘电阻不应低于0.5M。起动运行时，要在不同励磁电流和不同负荷下进行轴电压的测量（如在1/4、1/2及全负荷下进行测量），同时记录有功功率、无功功率、转子电流和转子电压值，以进一步检查轴承绝缘状况。六、转子绕组交流阻抗和功率损耗的测量发电机转子绕组，由于制造工艺不良或运行中在电、热和机械等综合应力作用下会造成匝间短路。当转子绕组出现匝间短路时，严重者将使转子电流增大，绕组温度升高，以致限制发电机的出力，有时还会使发电机组振动增大，甚至导致被迫停机。因此，当发生上述现象时，必须通过试验确定故障性质并找出故障点加以消除。检查发电机转子绕组匝间短路故障的方法较多，如直流电阻比较法、空载短路特性比较法、交流阻抗和功率损耗比较法等。而测量交流阻抗和功率损耗与原始值进行比较，是判断转子绕组有无匝间短路比较灵敏的方法之一，也是电气设备交接和预防性试验中必作的项目，它适合于各种类型的发电机转子。七、发电机的空载特性试验发电机的空载特性是指定子绕组开路、转子为额定转速时，定子电压与励磁电流的相互关系曲线。发电机进行空载试验的目的，就是求取空载特性曲线。空载特性是发电机的一个最基本特性。空载特性曲线与发电机的其他曲线配合，可以计算出发电机的电压变化率、同步电抗、短路比和负载特性等。另外，它与以往试验结果比较，能反映转子绕组是否存在较严重的匝间短路故障。在进行发电机空载特性试验时，可同时进行定子绕组的匝间耐压试验、检查定子电压的对称性以及测量发电机的残余电压。在进行匝间耐压试验时，对汽轮发电机要升至1.3倍额定电压，并在最高电压下持续5min，以考验其匝间绝缘。试验结果分析（1）根据整理的试验数据绘制上升和下降两条特性曲线，取其平均值作为空载特性曲线。（2）用所得空载特性曲线与出厂数据及历年数据进行比较，不应超出测量误差范围。如曲线比历年曲线下降很多，说明转子绕组可能存在匝间短路故障。（3）进行匝间耐压试验时，若定子电流突然下降或发电机内有冒烟、焦味等，说明定子绕组匝间绝缘已损坏。八、发电机的短路特性试验发电机短路特性，是指发电机定子绕组三相短路、转子为额定转速时，定子电流与励磁电流的关系曲线。由于此时发电机磁路处于不饱和状态，故曲线为通过坐标原点的一条直线。发电机进行短路特性试验的目的就是为了求取短路特性曲线。三相稳定短路特性也是发电机的基本特性之一，其特性曲线与空载特性曲线配合，可求出发电机的电压变化率、同步电抗、短路比以及负载特性等。另外，它还可以作为检查转子绕组有无匝间短路的一种方法，并且由于它不受转速的影响，对反映转子绕组匝间短路故障比空载特性灵敏。现在发电厂一般为发变组单元接线，所以发电机及变压器一般是统一做空载特性及短路特性试验。