同步發(fā)電機(jī)試驗(yàn)方法.docVIP

同步發(fā)電機(jī)試驗(yàn)方法1 基本概念同步發(fā)電機(jī)指發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓頻率f與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)有著如下固定的關(guān)系： （轉(zhuǎn)/分） （1.1）同步發(fā)電機(jī)按其磁極的結(jié)構(gòu)又可分為隱極式和凸極式。此外，還可按其冷卻方式進(jìn)行分類，常見的有全空冷、雙水內(nèi)冷、半水內(nèi)冷、水氫氫（定子水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷、鐵心氫冷）等。2 發(fā)電機(jī)的絕緣2.1 定子絕緣對(duì)于用戶來說，主要關(guān)心其主絕緣即對(duì)地及相間絕緣。發(fā)電機(jī)的主絕緣又大致可分為槽絕緣、端部絕緣及引線絕緣。我國(guó)高壓電機(jī)的主絕緣目前主要是環(huán)氧粉云母絕緣，按其含膠量又可分為多膠體系和少膠體系。定子線圈導(dǎo)線與定子鐵芯以及槽絕緣在結(jié)構(gòu)上類似一個(gè)電容器，在電氣試驗(yàn)中完全可以把它當(dāng)作一個(gè)電容器對(duì)待。 為了防止定子線棒表面電位過高在槽中產(chǎn)生放電，環(huán)氧粉云母絕緣的定子線棒表面涂有一層低電阻的防暈漆，或在外層包一層半導(dǎo)體防暈帶。端部絕緣表面從槽口開始依次涂有低阻、中阻、高阻絕緣漆，防止端部電位變化梯度過大而產(chǎn)生電暈。2.2 轉(zhuǎn)子絕緣 轉(zhuǎn)子絕緣包括對(duì)地絕緣和繞組的匝間絕緣。3 發(fā)電機(jī)的絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目3.1 發(fā)電機(jī)常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目(電氣部分)1）定子繞組的絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)測(cè)量2）定子繞組的直流電阻測(cè)量3）定子繞組泄漏電流測(cè)量和直流耐壓試驗(yàn)4）定子繞組交流耐壓試驗(yàn)5）轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻測(cè)量6）轉(zhuǎn)子繞組直流電阻測(cè)量7）轉(zhuǎn)子繞組交流耐壓試驗(yàn)8）發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁回路所連接的設(shè)備(不包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁機(jī)電樞)的絕緣電阻測(cè)量9）發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁回路所連接的設(shè)備(不包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁機(jī)電樞)的交流耐壓試驗(yàn)10）發(fā)電機(jī)組和勵(lì)磁機(jī)軸承的絕緣電阻11）滅磁電阻器(或自同期電阻器)的直流電阻12）轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗測(cè)量3.2 發(fā)電機(jī)特殊試驗(yàn)項(xiàng)目(電氣部分)1）定子鐵心試驗(yàn)2）定子槽電位測(cè)量3）定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測(cè)量4）軸電壓測(cè)量5）定子繞組絕緣老化鑒定6）空載特性試驗(yàn)7）三相穩(wěn)定短路特性試驗(yàn)8）檢查相序9）溫升試驗(yàn)4 絕緣電阻測(cè)量4.1 試驗(yàn)?zāi)康?檢查發(fā)電機(jī)絕緣是否存在受潮、臟污、機(jī)械損傷等問題。4.2 定子絕緣電阻測(cè)量 測(cè)量接線如圖4.1，電機(jī)額定電壓在1000V以上者采用2500V兆歐表，測(cè)量15 s和60s的絕緣電阻，并計(jì)算吸收比，如果絕緣電阻或吸收比偏小，可以增加測(cè)量10分鐘的絕緣電阻，計(jì)算極化指數(shù)，對(duì)于環(huán)氧粉云母絕緣，吸收比不應(yīng)小于1.6，極化指數(shù)不應(yīng)小于2。圖4.1 定子絕緣電阻測(cè)量吸收比 = 1分鐘絕緣電阻/15秒絕緣電阻極化指數(shù) = 10分鐘絕緣電阻/1分鐘絕緣電阻注意事項(xiàng)1） 為了克服電容充電電流的影響，兆歐表的短路電流應(yīng)足夠大，表4.1是選擇兆歐表的參考數(shù)據(jù)。如果吸收比的測(cè)量結(jié)果比較大，往往是由于兆歐表的短路電流太小造成的。表4.1 對(duì)兆歐表短路電流的要求（參考值）試品電容/F0.51235測(cè)量吸收比ID/mA124510測(cè)量極化指數(shù)ID/mA0.250.511.52.5 2）測(cè)量前后應(yīng)將被測(cè)量的繞組三相短路對(duì)地放電5分鐘以上。如果由于意外的原因造成測(cè)量中斷，應(yīng)該重新充分放電后再進(jìn)行測(cè)量。如果放電不充分，對(duì)同一相重復(fù)測(cè)量的結(jié)果是絕緣電阻值偏大，而換相時(shí)，由于殘余極化電勢(shì)與兆歐表的電勢(shì)方向一致，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極化電荷先釋放再極化的過程，造成后面測(cè)量的兩相絕緣電阻偏小的假像，如圖4.2所示。圖4.2 繞組相間電容對(duì)絕緣電阻測(cè)量的影響3）當(dāng)測(cè)量結(jié)果不合格時(shí)，應(yīng)首先排除穿墻套管、支柱瓷瓶的影響，如用干凈的布進(jìn)行擦拭，或在套管上用軟銅線繞一個(gè)屏蔽電極，接于兆歐表的屏蔽端子上。如圖4.3所示。圖4.3 對(duì)套管泄漏電流進(jìn)行屏蔽的接線4）如果絕緣電阻和吸收比都很小，說明絕緣有受潮的可能，應(yīng)對(duì)繞組進(jìn)行烘干處理。對(duì)大型電機(jī)可采用三相穩(wěn)定短路的方式升流烘干或采用直流電流進(jìn)行升溫烘干，水內(nèi)冷機(jī)組可通熱水烘干，中小型電機(jī)可用電熱元件、大功率白熾燈或機(jī)組自帶的加熱元件進(jìn)行烘干。4.3 轉(zhuǎn)子絕緣電阻測(cè)量1）使用1000V兆歐表進(jìn)行測(cè)量，轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷的電機(jī)用500V兆歐表測(cè)量。2）測(cè)量繞組（滑環(huán)）對(duì)轉(zhuǎn)子本體（大軸）的絕緣電阻。3）不測(cè)量吸收比。 4.4 軸承座絕緣電阻測(cè)量 測(cè)量目的：由于發(fā)電機(jī)磁通不對(duì)稱會(huì)在大軸上產(chǎn)生軸電壓，為了防止軸電壓與軸承間的環(huán)流燒壞軸瓦，通常將勵(lì)磁機(jī)側(cè)的軸承與地絕緣。典型的汽輪發(fā)電機(jī)軸承絕緣結(jié)構(gòu)如圖4.4所示，檢查軸承絕緣時(shí)用1000V兆歐表測(cè)量金屬墊片對(duì)地的絕緣電阻。有些汽輪發(fā)電機(jī)采用軸瓦絕緣的方式，每塊軸瓦引出一個(gè)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)檢查每個(gè)軸瓦的絕緣電阻，有些汽輪發(fā)電機(jī)沒有引出軸瓦的測(cè)量點(diǎn)，只能在安裝過程進(jìn)行檢查。水輪發(fā)電機(jī)的的推力軸承、導(dǎo)軸承在每塊推力瓦下墊有絕緣墊，應(yīng)在安裝過程檢查每塊軸瓦的絕緣電阻，在軸承充油前每塊軸瓦的絕緣電阻不應(yīng)低于100M。當(dāng)軸承絕緣不合格時(shí)，除了檢查絕緣墊，還應(yīng)注意檢查與軸承相連接的部件如溫度、振動(dòng)傳感器、油管等的絕緣是否正常。圖4.4 汽輪發(fā)電機(jī)典型的軸承絕緣結(jié)構(gòu)4.5 勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁回路所連接的設(shè)備(不包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁機(jī)電樞)的絕緣電阻測(cè)量1）小修時(shí)用1000V兆歐表，大修時(shí)用2500V兆歐表。2）如果勵(lì)磁回路中有半導(dǎo)體電子元件時(shí)，測(cè)量前應(yīng)退出這些元件或?qū)⑦@些元件短路，避免這些元件在測(cè)量中擊穿。5 直流電阻測(cè)量測(cè)量目的：檢查繞組導(dǎo)體是否存在斷股、斷裂、開焊或虛焊等問題。測(cè)量發(fā)電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻、滅磁電阻（不包括非線性滅磁電阻）等可以采用雙臂電橋、電壓電流法（直流）、直流電阻測(cè)試儀等。目前多數(shù)是采用直流電阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量要點(diǎn)：1）測(cè)量前應(yīng)在定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組不同部位放置三支以上的溫度計(jì)，取平均值作為繞組的溫度。2）如果儀器的電流端子和電壓端子分開時(shí)，應(yīng)將電壓端子夾在電流端子的內(nèi)側(cè)，避免電流端子的接觸壓降影響測(cè)量的準(zhǔn)確度，如圖5.1所示。圖5.1 直流電阻測(cè)量接線圖3）測(cè)量結(jié)果換算到75時(shí)的數(shù)值，并與歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。銅導(dǎo)體換算公式如下： (5.1) 式中，R75：換算至75時(shí)的電阻；Rt：溫度為t時(shí)測(cè)量的電阻值；t：測(cè)量時(shí)的溫度。6 直流耐壓試驗(yàn)及泄漏電流測(cè)量6.1 直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)1）對(duì)檢出繞組端部絕緣缺陷有較高靈敏度在交流電壓下和直流電壓下電機(jī)端部絕緣的電壓分布如圖6.1所示。在交流電壓下電壓的分布與電容有關(guān)，由于電機(jī)絕緣的介電系數(shù)比空氣大，而且端部繞組距離鐵心遠(yuǎn)，所以絕緣層的電容Ci比絕緣表面到鐵心的電容Cg大得多，絕緣層的容抗比絕緣表面對(duì)地的容抗小得多，所以繞組端部絕緣層中的交流電壓降UCi要比絕緣層表面對(duì)地的電壓降UCg小得多，不容易檢查出端部絕緣的缺陷。而直流電壓的分布與絕緣電阻成正比，端部表面的絕緣在制造時(shí)從槽口向外依次噴涂低阻、中阻、高阻絕緣漆，所以端部絕緣層的絕緣電阻Ri比絕緣表面電阻Rg大得多，絕緣層上的電壓降URi很大，表面電位URg較低，對(duì)檢出端部絕緣層的缺陷有較高的靈敏度。由于交流耐壓時(shí)繞組端部絕緣表面電壓較高，所以交流耐壓時(shí)端部電暈較大，而直流耐壓時(shí)端部絕緣表面電壓較低，一般不容易看到電暈。圖6.1 在交流電壓和直流電壓下繞組端部絕緣的電壓分布2）對(duì)絕緣的破壞性較小直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備輸出的功率一般都很小，對(duì)試品的破壞性也很小，而且不會(huì)象交流耐壓試驗(yàn)?zāi)菢訉?duì)絕緣的破壞存在累積效應(yīng)。在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)首先進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)，還可以通過監(jiān)測(cè)直流泄漏電流的大小和變化了解絕緣是否存在局部缺陷或受潮等可以處理的問題，減少在交流耐壓時(shí)絕緣擊穿的可能性。6.2 直流耐壓試驗(yàn)電壓的確定 發(fā)電機(jī)絕緣在進(jìn)行直流耐壓和交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，它們的擊穿電壓值是不一樣的。如果以UDB代表直流擊穿電壓，以UAB代表交流擊穿電壓，它們的比值K通常稱為鞏固系數(shù)，即：K = UDB/UAB (6.1)大量的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明，對(duì)新絕緣來說K值在1.22.2的范圍內(nèi)，平均值為1.7左右，絕緣無損傷時(shí)K值最大，隨著絕緣損傷深度的增加K值成比例地減?。浑S著絕緣的運(yùn)行小時(shí)增加，K值也會(huì)隨著減小。也就是說，在大多數(shù)情況下要擊穿同一個(gè)絕緣缺陷，所施加的直流電壓要比交流電壓高得多。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，K的取值為1.552.2，并據(jù)此制定出交流耐壓與直流耐壓的標(biāo)準(zhǔn)。以額定電壓為6kV24kV的電機(jī)為例，按我國(guó)現(xiàn)行的交接和預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行定子繞組直流耐壓和交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，K值在1.541.84之間。如果交流耐壓值為1.5UN（UN為發(fā)電機(jī)額定電壓），直流耐壓值應(yīng)為：1.5(1.541.84) UN =( 2.312.76) UN (6.2) 平均值約為2.5 UN，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有些電廠在進(jìn)行1.5UN的交流耐壓前隨意將直流耐壓的數(shù)值降為2.0UN，顯然對(duì)后續(xù)的交流耐壓是比較危險(xiǎn)的，是不可取的做法。6.3 試驗(yàn)方法一般電機(jī)可以使用直流發(fā)生器進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)接線見圖6.1圖6.1 發(fā)電機(jī)直流耐壓試驗(yàn)接線1） 在正式試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行一次空升試驗(yàn)，即甩開被試驗(yàn)繞組按每級(jí)0.5Un分階段升一次電壓，記錄各階段的泄漏電流，一方面可以檢查試驗(yàn)設(shè)備和接線是否正常，另一方面可以測(cè)量試驗(yàn)設(shè)備本身的泄漏電流，以便于在正式試驗(yàn)時(shí)將所測(cè)量的泄漏電流減去空升時(shí)的泄漏電流。2） 正式試驗(yàn)。試驗(yàn)電壓按每級(jí)0.5Un分階段升高，每階段停留1分鐘，記錄1分鐘時(shí)的泄漏電流。 3） 試驗(yàn)前應(yīng)將繞組短路接地放電，試驗(yàn)后應(yīng)首先將被試?yán)@組通過放電棒放電，待電壓降到一定數(shù)值后（比如1000V以下）才能將被試?yán)@組直接接地放電。4） 在試驗(yàn)中應(yīng)注意觀察泄漏電流的變化，如果發(fā)現(xiàn)泄漏電流擺動(dòng)或急劇增加，應(yīng)停止試驗(yàn)，待查明原因后方可繼續(xù)試驗(yàn)。5） 對(duì)于電壓較高的電機(jī)，在試驗(yàn)中應(yīng)采取必要的措施防止電暈過大造成泄漏電流不正常。一般的措施有增加高壓端與地端的距離，如果距離不夠可增加絕緣隔板，避免接線中存在尖端放電等等。6） 對(duì)于氫冷發(fā)電機(jī)禁止在氫氣置換過程中進(jìn)行試驗(yàn)。 7） 高壓試驗(yàn)應(yīng)遵守相關(guān)的安全工作規(guī)定。7 交流耐壓試驗(yàn)7.1 常規(guī)試驗(yàn)方法 由于發(fā)電機(jī)試驗(yàn)時(shí)電容電流通常都比較大，限流電阻和保護(hù)電阻的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇，應(yīng)保證被試品擊穿時(shí)過流保護(hù)能可靠動(dòng)作并有足夠大的功率，通常是水電阻，可添加食鹽調(diào)節(jié)水的電阻。圖6.2 常規(guī)交流耐壓試驗(yàn)接線 限流電阻：由于電流較大，阻值越大，壓降越大，損耗也越大，阻值應(yīng)小于試品的容抗，而且要有足夠大的熱容量，通常采用水電阻； 銅球保護(hù)電阻：為了保證銅球擊穿后過流保護(hù)裝置能夠動(dòng)作，應(yīng)滿足UT / 阻值動(dòng)作電流。 （） (7.1) （A） (7.2) 式中，C：繞組對(duì)地及相間電容（F）；Xc：容抗（）；：角頻率， = 2f，對(duì)于工頻，f = 50 Hz， = 3147.2 串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)7.2.1 試驗(yàn)接線圖7.1 變頻式串聯(lián)諧振法交流耐壓試驗(yàn)接線7.2.2 諧振條件IL=IC=I (7.3)XL=XC (7.4)UL=UC (7.5)式中：XL=L 由于諧振的條件是XL=XC，即：L=1/C，整理后可得諧振條件為： (7.6)從上式可知，通過調(diào)整電感L或電容C或調(diào)整頻率f，都可以使試驗(yàn)回路達(dá)到諧振的狀態(tài)。目前電子調(diào)頻技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成孰，而且調(diào)頻試驗(yàn)裝置小巧輕便，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。7.2.3 試驗(yàn)回路的Q值(品質(zhì)因數(shù)) 電感線圈的品質(zhì)因數(shù)QL等于線圈的感抗XL與損耗電阻RL的比值： (7.7)但在發(fā)電機(jī)試驗(yàn)回路中，除了線圈的損耗電阻，還存在繞組的絕緣損耗，對(duì)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，還存在水電阻引起的損耗?？紤]電機(jī)繞組損耗后回路的等效Q值為： (7.8)國(guó)產(chǎn)空冷發(fā)電機(jī)整相繞組絕緣損耗通常為0.030.06左右，水內(nèi)冷繞組充水時(shí)總損耗可達(dá)0.070.12，將這些數(shù)據(jù)以及QL30代入上式，可得試驗(yàn)回路的等效Q值為：國(guó)產(chǎn)空冷發(fā)電機(jī)試驗(yàn)： Q1016 國(guó)產(chǎn)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)試驗(yàn)：Q610對(duì)于串聯(lián)諧振，Q值也等于試驗(yàn)電壓與勵(lì)磁變輸出電壓的比值，Q值越大，勵(lì)磁電壓越小，所需要的試驗(yàn)電源功率越小。7.2.4 串聯(lián)諧振耐壓的優(yōu)點(diǎn) 在諧振狀態(tài)，回路阻抗為： (7.9)R代表試驗(yàn)回路的總損耗電阻。一旦試品擊穿，XC變?yōu)榱?，諧振條件被破壞，此時(shí)回路阻抗變?yōu)椋?(7.10) 由于XL是R的Q倍，所以擊穿后回路電流下降到擊穿前的Q分之一，不存在過電流的問題，所以試驗(yàn)比較安全。 在進(jìn)行發(fā)電機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，為了防止絕緣擊穿時(shí)由于電流過大而將定子鐵芯燒壞（定子鐵芯燒壞后極難修復(fù)），通常要求擊穿后的短路電流不要大于5A，由于串聯(lián)諧振法試驗(yàn)在試品擊穿后回路電流會(huì)下降，而且試驗(yàn)電壓波形較好（電壓中的高次諧波不滿足諧振條件被抑制），所以發(fā)電機(jī)的交流耐壓應(yīng)優(yōu)先采用串聯(lián)諧振法。按照國(guó)標(biāo)規(guī)定，工頻試驗(yàn)電壓的頻率范圍為45Hz65Hz，因此在選擇電感時(shí)應(yīng)滿足頻率的規(guī)定。 串聯(lián)諧振耐壓的優(yōu)點(diǎn)： 1）減小升壓器輸出電壓為試驗(yàn)電壓的Q份之一，從而減小試驗(yàn)設(shè)備容量； 2）試品擊穿后電流下降為原來的Q份之一，比較安全； 3）不需要串接限流電阻（串聯(lián)諧振法不得串聯(lián)限流電阻）。7.3 并聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)圖7.2 并聯(lián)諧振法交流耐壓并聯(lián)諧振特點(diǎn)：UC=UL = UT (7.11)XL=XC (7.12) IL=IC (7.13)回路阻抗：ZQXL (7.14)回路電流： (7.15) 并聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)特點(diǎn)： 1）試驗(yàn)電流為試品電流的Q份之一，從而減小試驗(yàn)設(shè)備容量； 2）試品擊穿時(shí)試驗(yàn)電流可能會(huì)增加，過流保護(hù)應(yīng)可靠；3）需要串接限流電阻。7.4 諧振試驗(yàn)時(shí)電感或電容的選擇前面已介紹通過調(diào)節(jié)電路的電感、電容或頻率都可以使電路達(dá)到諧振狀態(tài)。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工頻耐壓時(shí)的頻率范圍為45Hz65Hz，在選擇電路參數(shù)時(shí)應(yīng)滿足這一要求。當(dāng)頻率為50Hz、電容的單位為F、電感的單位為H時(shí)，可按下式估算電感或電容： (7.16)對(duì)于調(diào)感或調(diào)容裝置，可通過微調(diào)電感量或電容量使電路達(dá)到諧振狀態(tài)。如果采用調(diào)頻裝置，估算電感或電容后，再按下式計(jì)算實(shí)際的諧振頻率： (7.17)如果頻率落在45Hz65Hz范圍內(nèi)，電感L或電容C就不用再調(diào)整，如果頻率超過65Hz，應(yīng)增加電感量或電容量；如果頻率低于45Hz，應(yīng)減小電感量或電容量。8 轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)量8.1 試驗(yàn)?zāi)康?檢查轉(zhuǎn)子絕緣是否存在匝間短路的問題。8.2 隱極式轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)量試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)說明，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子交流阻抗與試驗(yàn)電壓的數(shù)值有很大的關(guān)系，因此規(guī)程中強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)子交流阻抗的測(cè)量必須在同一電壓下進(jìn)行，必須同時(shí)測(cè)量交流損耗，測(cè)量接線見圖8.1圖8.1 轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)量接線測(cè)量注意事項(xiàng) 1） 試驗(yàn)電壓的峰值不宜超過額定勵(lì)磁電壓，最高試驗(yàn)電壓為220伏； 2） 轉(zhuǎn)子交流阻抗的測(cè)量分為膛內(nèi)和膛外兩種情況，膛內(nèi)測(cè)量又分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量，膛內(nèi)測(cè)量時(shí)，應(yīng)拆開炭刷，防止滅磁電阻對(duì)測(cè)量的影響；3） 膛外測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意消除轉(zhuǎn)子支架對(duì)測(cè)量的影響，轉(zhuǎn)子周圍不宜放置鐵架、鐵板或其它鐵磁材料；4）為了消除剩磁對(duì)測(cè)量的影響，可以重復(fù)測(cè)量幾次，利用交流電壓進(jìn)行消磁，取重復(fù)性較好的幾次結(jié)果的平均值作為測(cè)量結(jié)果。 5）動(dòng)態(tài)測(cè)量只要求測(cè)量超速試驗(yàn)前后額定轉(zhuǎn)速下的數(shù)據(jù)，如果懷疑轉(zhuǎn)子繞組有動(dòng)態(tài)匝間短路，可以測(cè)量不同轉(zhuǎn)速下的交流阻抗和損耗值。8.3 交流阻抗的計(jì)算 記錄試驗(yàn)中的電壓U、電流I、損耗P的讀數(shù)以及電壓表的量程、分度和CT的變比等數(shù)據(jù)。電流值和功率損耗均應(yīng)乘以CT的變比。轉(zhuǎn)子交流阻抗Z、損耗電阻R、感抗X的計(jì)算： （） (8.1) （） (8.2) （） (8.3)8.4 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)量 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子要求測(cè)量單個(gè)磁極的交流阻抗。按圖8.1接好線后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使轉(zhuǎn)子回路電流保持為恒定值，然后用電壓表測(cè)量每個(gè)磁極的電壓降。 8.5 數(shù)據(jù)判斷 1） 隱極轉(zhuǎn)子：與歷年數(shù)據(jù)比較，如果交流阻抗明顯減小而損耗明顯增加，可懷疑存在匝間短路的可能，但還要與空載特性、機(jī)組的振動(dòng)情況等進(jìn)行綜合的分析，不宜輕易下結(jié)論。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組在離心力的作用下被擠壓高度有所減小而且線圈向外圓方向移動(dòng)，會(huì)造成在一定的轉(zhuǎn)速下阻抗值下降的情況，應(yīng)視為正常情況。 2） 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子：當(dāng)某個(gè)磁極中存在匝間短路時(shí)，該磁極的電壓降就會(huì)偏小，而且該磁極左右兩個(gè)相鄰磁極由于磁路上的聯(lián)系電壓降也會(huì)比正常磁極的壓降偏低，這種規(guī)律可以作為判斷磁極是否存在匝間短路的依據(jù)。9 發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)9.1 試驗(yàn)?zāi)康?檢查勵(lì)磁系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)定子或發(fā)電機(jī)變壓器組一、二次電流回路是否正常。9.2 試驗(yàn)方法1）將勵(lì)磁電源改為他勵(lì)電源（用臨時(shí)電纜將廠用電連接到勵(lì)磁變高壓側(cè)）。2）在發(fā)電機(jī)出口接好短路排（或在主變高壓側(cè)接好短路排）；3）按圖9.1接好試驗(yàn)線路； 4）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改為手動(dòng)調(diào)節(jié)，并置于輸出最小位置；5）退出發(fā)電機(jī)過流保護(hù)，退出強(qiáng)勵(lì)裝置；6）按運(yùn)行規(guī)程啟動(dòng)發(fā)電機(jī)并維持額定轉(zhuǎn)速，合上勵(lì)磁開關(guān)和滅磁開關(guān)；7）調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出電流，使發(fā)電機(jī)定子電流逐漸增加，并同時(shí)檢查盤表的指示值是否正確，一直達(dá)到1.2倍額定定子電流值，錄取定子電流、轉(zhuǎn)子電流數(shù)據(jù)；8）逐步減小勵(lì)磁電流以減小定子電流，在定子電流分別為1、0.75、0.5、0.25倍額定電流下記錄定子電流和勵(lì)磁電流值。圖9.1 發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)原理圖10 發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)10.1 試驗(yàn)?zāi)康?檢查勵(lì)磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)定子一、二次電壓是否正常。10.2 試驗(yàn)方法1）按圖10.1接好試驗(yàn)線路；2）發(fā)電機(jī)出口開路或帶主變時(shí)主變高壓側(cè)開路；3）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為手動(dòng)調(diào)節(jié)，并置于輸出最小位置；4）投入發(fā)電機(jī)過流保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)，退出發(fā)電機(jī)過壓保護(hù)；5）按規(guī)程啟動(dòng)發(fā)電機(jī)并維持額定轉(zhuǎn)速，合上勵(lì)磁開關(guān)和滅磁開關(guān)；6）單方向調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，使定子電壓升高至1.3倍額定電壓值，錄取定子電壓、轉(zhuǎn)子電流數(shù)據(jù)；7） 單方向調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，使定子電壓逐步降低，分別記錄911組定子電壓、轉(zhuǎn)子電流數(shù)據(jù)，同時(shí)檢查盤表；8）跳開滅磁開關(guān)。圖10.1 發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)原理圖11 空載及不同負(fù)荷下發(fā)電機(jī)的軸電壓測(cè)量11.1 測(cè)量方法 1）試驗(yàn)前分別檢查軸承座與金屬墊片、金屬墊片與金屬底座的絕緣電阻，應(yīng)大于0.5M。2）試驗(yàn)接線見圖11.1。3）在空載試驗(yàn)額定電壓下，用高內(nèi)阻的電壓表先測(cè)量軸電壓Ul，然后將轉(zhuǎn)軸的汽機(jī)端與軸承座短接，測(cè)量勵(lì)磁機(jī)端大軸對(duì)承座的電壓U2以及軸承對(duì)地的軸電壓U3。4）在發(fā)電機(jī)不同負(fù)荷下分別測(cè)量發(fā)電機(jī)的軸電壓。圖11.1 軸電壓測(cè)量原理圖11.2 測(cè)量結(jié)果判斷 1） 軸電壓一般不大于10V。 2）正常情況下U1U3，U20，如果測(cè)量結(jié)果是U3明顯小于U1，U2數(shù)值較大（正常情況下一般U3/U2大于10 以上），說明軸承絕緣不好，可能會(huì)產(chǎn)生軸電流。12 水內(nèi)冷定子繞組充水或通水情況下直流電壓試驗(yàn)12.1 水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子繞組結(jié)構(gòu) 對(duì)于水內(nèi)冷的定子繞組，冷卻水由端部進(jìn)水總管經(jīng)塑料王（聚四氟乙烯）水管引入各個(gè)線圈的鼻部，熱水從另一端（或另一個(gè)線圈）的線圈鼻部經(jīng)塑料王水管引入出水總管，發(fā)電機(jī)引出線的出水（或進(jìn)水）也有一個(gè)總管。大型發(fā)電機(jī)的進(jìn)、出總管分別位于定子的兩端，小型發(fā)電機(jī)的進(jìn)、出總管也有位于定子同一端的。定子匯水總管固定在定子端部，為圓形，通稱為匯水環(huán)或匯水管。為了方便進(jìn)行高壓試驗(yàn)，三個(gè)匯水管與外部水管是絕緣的（通過絕緣法蘭對(duì)接）。運(yùn)行中必須將三個(gè)匯水管可靠接地，防止匯水環(huán)上產(chǎn)生高電壓而擊穿。圖12.1 水內(nèi)冷定子水路圖圖12.2 水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)定子12.2 概述在吹干水的情況下，試驗(yàn)方法與一般空冷電機(jī)相同，但將定子繞組中的水吹干在實(shí)際操作中比較困難，如果水吹不干在高電壓下容易將絕緣水管損壞，很不安全。在定子繞組充水或通水的情況下，內(nèi)冷定子繞組交流電壓試驗(yàn)可按常規(guī)方法進(jìn)行，因?yàn)樗娮桦娏髋c絕緣的電容電流相比小得多，而且是按相量的關(guān)系相加，可以勿略不計(jì)。而在直流電壓試驗(yàn)中，水電阻電流比絕緣的泄漏電流大得多，必須采取特殊的試驗(yàn)接線將水電流排除掉。12.3 定子絕緣電阻測(cè)量12.3.1測(cè)量原理測(cè)量原理見圖12.3。圖12.3 水內(nèi)冷定子繞組絕緣電阻測(cè)量原理圖 圖中RF、RU組成分壓器，用于測(cè)量試驗(yàn)電壓；RI為絕緣泄漏電流測(cè)量電阻；R1為繞組對(duì)匯水環(huán)的水電阻；R2為匯水環(huán)對(duì)地的水電阻。從測(cè)量原理上與普通的兆歐表相同，兆歐表的屏蔽端子必須接到匯水環(huán)上。所不同的是：1）兆歐表需要提供流向水電阻的電流。假如水電阻為100k，試驗(yàn)電壓為2500V，那么流過水電阻的電流就是25mA，而一般的兆歐表短路電流只有幾mA。所以測(cè)量水內(nèi)冷繞組絕緣電阻的兆歐表必須能輸出足夠大的電流； 2）由于匯水環(huán)對(duì)地水電阻R2只有幾k幾十k，為了保證絕緣的泄漏電流大部分流入測(cè)量電阻RI，就要求RIR2，但是，RI太小時(shí)，電流信號(hào)就會(huì)很小。假如RI為500，發(fā)電機(jī)絕緣電阻為5000M，則RI上的信號(hào)電壓只有0.25mV。R2的大小與水質(zhì)有關(guān)，因而試驗(yàn)時(shí)對(duì)水質(zhì)也有要求。 3）由于冷卻水與金屬導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生極化電勢(shì)，雖然極化電勢(shì)很小，但由于RI上的信號(hào)也很小，所以極化電勢(shì)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。在專用的兆歐表中應(yīng)有相應(yīng)的極化電勢(shì)補(bǔ)償電路。12.3.2 測(cè)量方法 1）如果在充水的情況下測(cè)量，水質(zhì)應(yīng)達(dá)到運(yùn)行要求，如果吹干水后做試驗(yàn)，必須將水徹底吹干； 2）如果充水試驗(yàn)，應(yīng)首先測(cè)量并記錄繞組對(duì)匯水環(huán)以及匯水環(huán)對(duì)地的絕緣電阻；3）采用2500V兆歐表測(cè)量，分別測(cè)量15s和60s的數(shù)據(jù)，測(cè)量前后應(yīng)將三相對(duì)地短路5min以上。4）如果吸收比不合格或絕緣電阻不合格，可增加測(cè)量極化指數(shù)，即測(cè)量1min和10min的數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果作進(jìn)一步的分析。12.3.3 水內(nèi)冷定子繞組絕緣電阻測(cè)量中常見問題 1）匯水環(huán)對(duì)地短路：如果是金屬性對(duì)地短路，此時(shí)RI上沒有電流流過，這時(shí)所測(cè)數(shù)據(jù)是一個(gè)無窮大的假數(shù)據(jù)，而且沒有吸收現(xiàn)象；如果是不完全接地，所測(cè)得的也是一個(gè)偏大的絕緣電阻，而且由于極化現(xiàn)象出現(xiàn)