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发电机试验项目 定子绕组绝缘电阻 吸收比及极化指数的测定 小修及大修前 后试验 定子绕组的直流电阻的测量 大修中试验 定子绕组直流泄漏电流测量及直流耐压试验 小修及大修前 后试验 定子绕组交流耐压试验 大修前试验 定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量其表面对地电压及泄漏电流试验 第一次大修试验 发电机转子绕组绝缘电阻的测量 小修及大修转子清扫前 后试验 转子绕组的直流电阻 大修中试验 发电机励磁回路所连接的设备的绝缘电阻 大 小修中试验 发电机发电机励磁回路所连接的设备的交流耐压试验 大修中试验 转子绕组的交流阻抗和功率损耗 大修中试验 发电机轴承的绝缘电阻 大修中试验 检温计绝缘电阻和温度误差检验 大修中试验 发电机轴电压测量 大修后试验 发电机空载特性试验 大修后试验 发电机短路特性试验 更换绕组后或必要时试验 1 定子绕组绝缘电阻 吸收比及极化指数的测定 小修及大修前 后试验 测量定子绝缘的绝缘电阻是检查发电机绝缘状态最简单也是最基本的方法 水内冷定子绕组用专用兆欧表 200MW及以上机组推荐测量极化指数R10min R1min 注意事项 测量前后 将被试物对地充分放电 放电时间至少5分钟 如果不放电或放电不充分 不仅直接影响绝缘电阻与吸收比的测量结果 而且会影响人身与试验设备的安全 兆欧表放置在远离大电流导体或磁场干扰的地方 避免环境对测量结果带来的影响 测量方法 测量发电机的某相绕组对地绝缘 其他非被试相应接地 将对地端子 E 接到发电机的接地端 将线路端子 L 接到发电机出线端 发电机定子各相绕组应首尾短接 非被试相应短路接地 将汇水管和屏蔽端子 G 相连接 2 对所测得的绝缘电阻值与吸收比应进行纵横比较分析 即本次试验结果与历次试验记录的比较 各相间互相比较 与同类发电机比较以及各个试验项目的综合比较 在GB50150 1991与Q CSG10007 2004标准与规程中作如下规定 各相绝缘电阻值的差值不应大于最小值的100 沥青浸胶及烘卷云母绝缘分相测得的吸收比不小于1 3或极化指数不小于1 5 对环氧粉云母绝缘吸收比不小于1 6或极化指数不小于2 0 水内冷发电机的吸收比和极化指数自行规定 测量的汇水管及引水管的绝缘电阻应符合厂家的规定 我公司发电机厂家要求吸收比大于1 3 用1000V兆欧表测量汇水环对地绝缘电阻值 在无存水时测量其值不小于1M 在通水时测量其值不小于30k 对于不同温度下测得的绝缘电阻值需进行比较时应进行作温度换算 若绝缘电阻降低至初次 交接或大修时 测得结果的1 3以下时 应查明原因 设法处理 合格标准 3 定子绕组的直流电阻的测量 大修中试验 测量定子绕组的直流电阻 检查断股 接头焊接质量 套管引出线接触不良等 测量方法及注意事项电桥法用具有5位数字 精度0 1级的双臂电桥式微欧计 如QJ19 QJ44型电桥 电压表电流表法 直接降压法 为提高测量准确度 可将三相绕组串联 通以同一电流 分别测各相的电压降 为减少因测量仪表不同而引起误差 每次测量采用同一电流表 电压表或电桥 由于定子绕组的电感很大 防止由于绕组的自感电势损坏表计 待电流稳定后再接人电压表或检流计 在断开电源前应先断开电压表或检流计 测量时 电压回路的连线不允许有接头 电流回路要用截面足够的导线 连接必须良好 准确地测量绕组的温度 应在冷状态下进行测量 并折合至同一温度进行比较 对于测量不合格的发电机应进一步查明原因 如敲击各定子绕组接头或通直流 10 15 IN 观察有无发热部位 标准要求将试验结果折算在同一温度及校正了测量引线引起的误差后 定子绕组相互差别以及与初次测量值比较 相差不大于最小值的1 5 汽轮发电机 及不大于1 水轮发电机 定子绕组直流泄漏电流测量及直流耐压试验 小修及大修前 后试验 直流泄漏电流测量及耐压试验是发电机交接与预防试验标准及规范中规定必做的项目之一 进行此试验 可以比兆欧表更有效地发现定子绕组端部一些尚未贯通的集中性绝缘缺陷 通过直流耐压能够发现交流耐压时所不能发现的缺陷 尤其是发电机定子绕组端部的缺陷 其特点是 可根据泄漏电流和施加电压是否呈线性比例关系或三相泄漏电流的不平衡度来判断定子绝缘状态 受潮 脏污或有局部绝缘缺陷 直流耐压试验不会形成被试绝缘内部劣化的积累效应 不需要容量较大的试验设备 直流耐压试验对绝缘的考验不如交流耐压试验接近实际运行状况 4 图 2直流泄漏电流测量及直流耐压试验接线图 5 IX A相绕组泄漏电流 Iy 绝缘引水管与汇水管 接地 的泄漏电流图 3定子绕组水电回路示意图 6 图 4低压屏弊接线图 Ra Ca 试品电阻 电容 Ry 加压相水管水电阻 R1 汇水管对地绝缘电阻 R2 进水管联管绝缘垫一段的水电阻 R3 R4 非加压相引水管水电阻 Ra 500K 电位器 实取1 2K Rb 100 200K 碳膜电阻 2W C1 1 2uF并联稳压电容 L2 6kV TV 高压绕组 EH 1 5V干电池 M 汇水管 C2 200uF 150V金属化纸电容器 虚框 极化电势补偿回路 7 试验方法及注意事项 试验方法及注意事项 确定试验电压值 大修前为2 5UN 小修时和大修后为2 0UN 应在停机后清除污垢前热态下进行 氢冷发电机应在充氢后氢纯度为96 以上或排氢后含氢量在3 以下时进行 严禁在置换过程中进行试验 试验电压按每级0 5UN分阶段升高 每阶段停留1min 试验过程对发电机冷却水水质有要求 将发电机测温元件全部短接并接地等 直流泄漏及耐压试验结果的判断 1 各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100 交接时为50 最大泄漏电流在20uA以下时 相间差值与历次测试结果比较 不应有显著的变化 2 泄漏电流不应随时间的延长而增大 3 泄漏电流随电压不成比例显著增长时 应注意分析 4 任一级试验电压稳定时 泄漏电流的指示不应有剧烈摆动 5 如有剧烈摆动 表明绝缘可能有断裂性缺陷 缺陷部位一般在槽口或端部靠槽口 或出线套管有裂纹 8 4 定子绕组交流耐压试验 大修前试验 工频交流耐压试验的特点是试验电压与工作电压的波形与频率一致 从绝缘劣化和热击穿的机理考虑 最能检出定子绕组槽部或槽口的绝缘故障点或缺陷 试验方法及注意事项发电机定子绕组工频交流耐压试验的接线如图 5所示 试验应分相进行 被试相加电压 非被试相短路接地 然后进行以下准备工作 1 试验前应先用兆欧表分相检查定子绕组绝缘 如发现严重受潮或缺陷 需经消除后方可进行试验 定子绕组水内冷 应在通水且水质合格状态下进行 氢冷绕组应在充氢后氢纯度为96 以上或排氢后含氢量在3 以下进行 严禁在置换过程中进行试验 应在停机后清除污垢前热态下进行 2 设备仪表全部接好后 在空载条件下调整保护间隙 其放电电压调至试验电压的110 120 范围内 断开电源 3 经过限流电阻3在高压侧短路 调试过流保护跳闸的可靠性 4 电压及电流保护调试检查无误 仪表接线经检查无误后即可将高压引线接至被试绕组上开始进行试验 9 图 5发电机定子绕组交流耐压试验接线 10 试验电压 交接试验 1 5Un 2250V1Min预防性试验 1 3Un 1 5Un1Min对于定子绕组在检修中进行过全部更换或局部更换的发电机 试验电压请参照DL T596 1996 电力设备预防性试验规程 规定进行 试验结果判定正常状态下 随着试验电压的上升 电流亦随之增大 电流表指示稳定 被试发电机内部无放电声及绝缘过热或焦糊气味 有以下现象时表明绝缘即将击穿或已被击穿 电压表指示数值摆动很大 电流表 毫安表 指示急剧增加 被试发电机内部有放电声响 发现有绝缘烧焦气味或冒烟 试验过流保护跳闸 11 定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量其表面对地电压及泄漏电流试验 第一次大修试验 国产200 300MW水氢冷却方式的汽轮发电机定子绕组端部手包绝缘 常因包扎工艺不良 整体性能差 在运行条件较差 如机内脏污 氢气湿度大 的情况下 发生短路事故 为保证发电机的安全运行 除不断改善发电机的运行条件外 定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量其表面对地电压及泄漏电流值 是检查该部位绝缘状况较为有效的测试手段 该方法可以发现交 直流耐压试验时所不能发现的隐患 而且方法简单 易于现场推广 测试原理测量绕组端部接头 包括引水管锥体绝缘 过渡引线并联块及手包绝缘引线接头处的表面对地电压及泄漏电流试验的等值电路 如图 8所示 A点为检测部位 正常情况下 绝缘的体积电阻远远大于其表面电阻 当A处绝缘存在缺陷时 体积电阻R1减小 R1上的电压降也减小 使得该处对地电压增高 流过微安表的泄漏电流也增大 在理想情况下 当R2 时 A点表面对地电位应趋近于零 即静电电压表读数应趋近于零 当R2 0时 即铜导线已露出 该点表面对地电压应等于外施试验电压值 因此 可通过试验时所测的某处绝缘表面对地电压的高低与泄漏电流的大小来判断该部位的绝缘状况 12 R1 被测部位绝缘电阻 R2 被测部位绝缘表面电阻 R3 绝缘杆内电阻图 8 13 方法及要求 测量方法制作绝缘测杆 杆内装有多个串联电阻元件 电阻总值为l00M 每个电阻容量按1 2W选择 绝缘杆需留有一定的安全长度 由于绝缘测杆用于高压带电测量 使用前应对其进行耐压试验鉴定 试验中对水质的要求及试验接线同定子绕组的直流耐压试验 试验前应对绕组端部表面绝缘部位进行清扫 以消除由于表面脏污和表面电阻低对测量结果的影响 所测部位应包一层铝箔纸或导电布 加压前应先测量所测部位的绝缘电阻 即图 8中的R1及R2值 如试验设备容量足够 试验时可对三相绕组一起加压 直流试验电压值选择为一倍额定电压 必要时 可根据现场情况适当提高试验电压进行测量 当定子绕组施加直流电压后 移动测杆分别记录所测部位的静电电压表及微安表的指示值 测试要求根据Q CSG10007 2004规定 其测试要求如下 直流试验电压值为UN 设备额定电压 测试结果一般不大于下列值 1 手包绝缘引线接头 汽轮机侧隔相接头为20uA 100M 电阻上的电压降值为2000V 2 端部接头 包括引水管锥体绝缘 和过渡引线并联块为30uA 100M 电阻上的电压降值为3000V 本项试验适用于200MW及以上的国产水氢透平型发电机 可在通水条件下进行试验 以发现定子接头漏水缺陷 必要时 如水轮发电机和200MW及以下透平型发电机在出现三相直流泄漏电流不符合下列规定 各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100 最大泄漏电流在20uA以下者 相间差别与历次试验结果不应有明显变化 泄漏电流不随时间的延长而增大时 可利用此方法查找缺陷 14 发电机转子绕组绝缘电阻的测量 小修及大修转子清扫前 后试验 测量目的用兆欧表对发电机转子绕组绝缘电阻测定是判定绝缘状况最简单的办法 测量周期新装机组交接时 运行机组在大修中转子清扫前 后以及小修时均应进行绝缘电阻的测量 测量时对兆欧表的要求对于转子额定电压在200V以下的 用1000V兆欧表进行测量 对于转子额定电压在200V以上的 采用2500V兆欧表进行测量 绝缘电阻的规程要求对于单个磁极运到现场之后 首先要进行外观检查及全面的清扫 最好能用干燥的压缩空气 将磁极四周的污垢吹净 然后再进行绝缘电阻的测量 测量时 电压应加在磁极线圈与磁极铁心之间 其值无规定 一般不应低于5M 处理方法如果绝缘电阻值太低 则应进行干燥 干燥时用外加直流电流 直流电焊机或硅整流装置均可 通入转子电流按额定电流的60 70 考虑 绕组表面温度不应超过80 为了能使绕组的温度升上去 应采取适当的保温措施 加温干燥后 在温度不变的条件下 绝缘电阻稳定3h以上不再变化 并且其值大于0 5M 即可认为干燥 15 转子绕组的直流电阻 大修中试验 在冷态下进行测量 检查匝间短路及接触状态 与初次 交接或大修 所测结果比较 其差别一般不超过2 发电机励磁回路所连接的设备的绝缘电阻 大 小修中试验 小修时用1000V兆欧表 大修时用2500V兆欧表 绝缘电阻不应低于0 5M 发电机发电机励磁回路所连接的设备的交流耐压试验 大修中试验 用2500V兆欧表测量绝缘电阻代替 转子绕组的交流阻抗和功率损耗 大修中试验 测试转子绕组的交流阻抗和功率损耗是判断转子绕组是否有匝间短路的一种方法 当有匝间短路时 交流阻抗将减小 功率损耗增加 在膛内或膛外以及不同转速下测量 试验电压峰值不超过额定励磁电压 在相同试验条件下与历年数值比较 不应有显著变化 发电机轴承的绝缘电阻 大修中试验 用1000V兆欧表测量 绝缘电阻不应低于0 5M 检温计绝缘电阻和温度误差检验 大修中试验 用250V及以下兆欧表测量 检温计指示值误差不应超高制造厂规定 16 发电机轴电压测量 大修后试验 轴电压测量的重要性如发电机空气间隙不均匀 定子周围铁心接缝配置不对称 当发电机运行时 电机各部磁通不均匀 它与转轴相切割就产生轴电势 在轴电势作用下产生轴电流 当轴承座的绝缘垫与轴瓦处的油膜绝缘被破坏时 就会在轴 轴承 底座回路中流过交变轴电流 其数值可达几百安培 甚至几千安培 它能损坏转子的轴颈与轴瓦 对于横轴的发电机应将励磁机与机组的基础板之间加以绝缘 对于悬吊式水轮发电机 它的上部导轴承和推力轴承均应用绝缘垫与定子外壳相绝缘 可在推力头与镜板之间加一层绝缘垫 以加强绝缘 可避免轴电流引起损坏事故 在安装与运行中测量检查发电机组的轴承及轴之间的电压与检测轴承座的绝缘状况是十分必要的 轴电压产生的原因 17 1 静电效应产生的轴电压当汽轮机正常运行时 在一定条件下 汽轮机低压缸内的蒸汽与汽轮机叶片相摩擦 在高速旋转的汽轮机转子上产生静电荷 对转子充电而产生轴电压