发电机动态试验和调试

1、发电机动态试验和调试一、空负荷调试1、发电机在升速过程中试验1.1 测量发电机转子绕组的绝缘电阻、 交流阻抗及 功率损耗本试验目的是为了检查发电机转子绕组在升速过 程中人无不稳定的匝间短路现象，并留下转子绕组有 关交流阻抗和功率损耗的原始记录。试验时，将发电机转子绕组同励磁机回路完全断 开，并采取安全措施保证给转子所加的试验电源不会 影响到励磁回路的其它设备。若励磁回路没有明显的 断开点，可将发电机转子滑环上的碳刷全部取下，试 验电源利用带有绝缘手柄的铜刷或碳刷作成接触棒 与滑环相接。待试验结束后，再将碳刷恢复原位。在 汽轮机升速过程中， 分别在盘车、 500 、1000 、1500 、 20

2、00 、2500 、3000 转下进行测试。 超速试验完成后， 应在额定转速下再次测量。1.1.1 测量发电机转子绕组绝缘电阻：用 500V 或 1000V M 表测量，绝缘电阻值 0.5M；水内冷发 电机转子绕组用 M 表或万用表测量，绝缘电阻 5000。1.1.2 测量转子绕组交流阻抗及功率损耗试验电压峰值不超过转子绕组的额定励磁电压。 试 验结果就及时整理，并与厂家资料对比。如果发现在 升速过程中，转速升高而转子绕组交流阻抗值突然减 小很多，功耗有明显增加，应马上重复核算，在确认 无误后及时向试运指挥部报告，研究对策。1.2 检查励磁机的性能及相序在发电机低转速（ 4001200 ）时，

3、检查励磁机的 性能及相序。副励磁机为永磁机时， 测量其随转速升高的电压曲 线和相序。三相电压应对称，正相序。交流励磁机， 包括主励磁机和副励磁机， 可在其励 磁绕组处外加直流电源增加励磁，使励磁机升压，然 后测量。直流励磁机，应在低转速下检查其自励性能和输出 端子的极性。若发电机采用机端变压器励磁方式，则无此试验。1.3 利用发电机残压核对发电机相序试验在 1200 转进行。在发电机一次侧测量电压和相序。若为封母联接， 也可考虑在出口 PT 处测量。发电机残压值从理论上 讲虽不高，但应视为高压对待，应特别注意测量时的 安全措施。2、发电机在额定转速下的试验2.1 主励磁机空载特性试验主要步骤：

4、2.1.1 检查励磁系统状态，投入励磁系统保护。2.1.2 投入励磁系统，合上灭磁开关。2.1.3 手动缓慢增加励磁，升高主励磁机电压， 最 高至额定电压 1.1 倍为止， 其间分 78 点，作出 上 升曲线。2.1.4 当主励磁机电压升到额定时测量其相序。2.1.5 手动缓慢降低主励磁机电压， 作下降曲线 。2.1.6 退出励磁。（主励磁机输出开关必须断开， 具体接线根据现场 设计）2.2 发电机短路试验 发电机短路试验的目的是录取发电机的短路特性， 与制造厂出厂数据相比较以判断机组是否正常； 录取短路灭磁时间常数，检查灭磁开关的工作性能 ；同时 用一次电流检查电流回路的完整性、正确性及相关

5、保 护的正确性。 K2K1K3K42.2.1 试验前的准备及注意事项（1）短路点应事先在方案中写明。对于发变组接 线方式，其短路点可在机端和主变高侧各设一个。（2）事先安排好试验用的短路排，短路排应能承 受试验时（10min 以上）的大电流， 并派人就近监视。（3）发电机保护处置 ：投入断水保护、 励磁回路 保护、转子接地保护 、发电机转子过负荷保护。为避 免电流回路检查过程中保护误动， 应将其余保护全部 置于信号或断开位置。（4）通常使用相位伏安表检查电流回路，绘制六 角相量图 。测量时注意卡钳的极性，为防止电流回路 开路，应专门将测量处的端子螺丝上紧并预留出供卡 钳测量的空隙。（5）试验中

6、需要接入的仪表和录波装置事先应经 检验合格，并已按要求接好，复查接线正确牢固，各 项记录表格准备齐全 。（ 6） 发电机 、变压器的 冷却系统均已投入运行 。2.2.2 试验步骤（1）检查三相短路排（ K1 ）已安装好。一次系统 状态符合试验要求。（2）检查发电机、变压器冷却系统运行正常。（3）投入发电机的断水保护和励磁回路保护、投 入发电机转子接地保护、转子过负荷保护。（4）合灭磁开关（5）略加励磁，观察电流表有无指示。 将发电机 定子电流升至二次电流为 0.5A ，检查各电流回路有无 开路。用相位伏安表进行检查并记录。 在检查过程中， 如有电流开路，有火花或放电声，测量数据不准确， 应立即

7、灭磁并查明原因。（6）将发电机定子电流升至约互感器二次额定电 流的 20% ，检查发电机差动保护各相电流的数值及相 位。判断电流二次回路接线的正确性。 继续增加励磁， 将定子电流加至额定值 ，用高内阻表测量差动保护的 差电压或差电流， 应符合要求。（现在多为数字保护， 可直接在保护中检查）（7）录取发电机三相短路特性曲线。在上述增加 电流的过程中，分 5 6 点记录各点下的定子三相电 流、励磁电流、励磁电压以及励磁机的励磁电流和励 磁电压，同时核对定子三相电流的标准表、盘表，励磁电压标准表、盘表，励磁机励磁电压、电流表等。 汇总各项数据进行整理，并将短路曲线在事先准备的 画有制造厂出厂曲线的纸

8、上，进行比较，误差在允许 范围内。若相差过大应查明原因。有些情况下可能是 由于转子电流表接线不正确或励磁绕组有匝间短路 等原因造成的。（8）缓慢减少励磁至最低，录制下降曲线。（9）测定发电机定子短路状态下的灭磁时间常数。增加励磁升发电机电流至额定后灭磁并记录 。（10）测量发电机差动保护动作值。 在保护盘端子 排短接其中电流互感器，并断开其每相至盘内的边接 片；在另一组电流互感器及差动回路中接入低内阻电 流表。合上灭磁开关，缓慢加励磁，测量差动继电器 动作电流应与整定值相符。（？多余）（11）派人到灭磁小间检查灭磁开关消弧触头和主 触头的情况，检查灭弧回路电阻有无烧损，同时分析 录波图是否完好

9、，然后拆除 K1 短路线。2.3 发变组短路试验对于某些大容量发电机， 发电机与变压器连线为封 闭母线，没有明显的断开点，因而在短路点 K1 处安装短路排较为困难。这样发电机的短路特性就无法录 制，此时可只录制发电机变压器的短路特性曲线。本试验的目的是检查电流回路的完整性及相序、 相 位的正确性，检查继电保护回路并录制发变组短路特 性曲线，留下原始资料供以后定期试验对比。2.3.1 准备工作及注意事项（1）短路点 K2（主变高压侧） 如条件许可最好用 接地开关。 但在大电流试验时要抓紧时间， 速度要快。（2）检查主变中性点接地开关在断开位置。（？）（3）检查主变瓦斯继电器安装正确，符合要求，

10、轻重瓦斯传动正确。（4）检查二次回路所接入的仪表接线正确，记录 表格齐全。（5）保护投入同上，同时投入瓦斯保护。2.3.2 试验步骤基本同 2.2 。参考执行。2.4 高厂变电流回路检查试验目的是检查高厂变及其分支的电流回路。 如果 高厂变电流回路已在机组启动前用外加一次电流检查完毕，而且与发电机变压器组构成的大差接线经试验证明正确时，也可将该项省去，待并网后带负荷后 用负荷电流复查厂用分支的电流回路。2.4.1 准备工作及注意事项（1）在 K3K4 点短路时，由于厂用母线已带电， 在装拆短路线时应先做好安全措施。（2）K3K4 短路点可直接装在断路器的一次触头 处，而将和母线相联的一次触头拆

11、除。这样装短路线 只需把小车开关推进或拉出即可。（3）检查 K2 短路点已拆除。（4）检查厂变瓦斯继电器安装正确，符合要求， 轻重瓦斯传动正确。（5）保护投入同上，同时投入瓦斯保护。2.4.2 试验步骤基本同 2.2。参考执行。 注意不能让厂用分支过载。2.5 发电机空载试验 发电机空载状态下的主要试验项目为录制发电机 空载特性；检查电压回路；检查继电保护回路； 测定 发电机空载状态下的灭磁时间常数。2.5.1 准备工作及注意事项（1）检查发电机本体、励磁设备、灭磁室、出线间及高压一次回路的情况，检查以前试验时短路线是 否全部拆除，并派人至准备升压的主要设备处监视， 并配有联系电话。（2）将发

12、电机的保护全部投入。 为防止保护误动 切机停炉，需将发电机出口至机炉连接片解除。（3）发电机出口隔离开关在断开位置。若无此装 置，则需要将发电机出口连接母线拆除。（4）根据图纸选定适当位置接入仪表和录波装置， 测量并记录波形；测量发电机定子三相电压、转子电 压、转子电流；主副励磁机励磁电压和电流。各项试 验记录表齐全。（ 5）整个试验过程中， 监盘人员及读表人员应密 切监视表计指示，并做好记录 。各处设备监视人员应 注意设备有无放电声和异常现象。若有紧急情况应立 即报告指挥人员灭磁。2.5.2 试验步骤（1）检查发电机出口隔离开关在断开位置或出口 连接母线已招聘会。（2）投入发电机全部保护（3

13、）全发电机灭磁开关（4）电压回路及带电设备检查：利用手动调节励 磁将发电机电压缓慢升至 0.3 倍额定电压。检查各带 电设备是否正常，无异常后再分别将电压升至 0.5、 1.0 倍，并对各带电设备进行检查， 记录各级 PT 电压 和开口电压。（5）录制发电机空载特性和匝间耐压试验。最高 升至 1.3 倍额定电压。在发电机逐步升压过程中分几点读取各表计数值， 作发电机空载特性曲线。汇总各项数据进行整理，并 将短路曲线在事先准备的画有制造厂出厂曲线的纸 上，进行比较，误差在允许范围内。对有匝间绝缘的发电机， 应进行发电机匝间耐压试 验，即在录制发电机空载特性过程中， 当电压升至 1.3 倍时持续

14、5 分钟，然后再逐步降低电压。（6）在发电机电压上升和下降过程中，注意观察 并记录各电压继电器的动作值和返回值，应符合要 求。（7）测量发电机定子空载状态下的灭磁时间常数。 将发电机重新升至额定电压，灭磁录波。在示波图中 测定由灭磁开关断开至发电机电压降至 0.368 倍时所 需的时间。（ e-t/t0 ，当 t t0 时即 e-1）（8）测定发电机残压及相序：发电机灭磁开关断 开后，先在机端 PT 二次测量， 然后在机端直接测量。 测量时要注意安全，一次侧线间电压小于 300V 时， 直接在一次测量发电机的相序，应与待并电网相序一 致。2.6 发电机空载下自动励磁调节器的试验 目的：检查自动

15、励磁调节器的调节性能及自动励磁 调节器的安装、调试质量，同时对自动 励磁调节器 回路进行全面检查。2.6.1 主要试验项目如下：（1）手动电压调整范围的检查（2）手动、自动切换试验（3）空载稳定性检查（4）自动高压范围检查（5）自动手控切换试验（6）手控高压范围检查（7）10%阶跃响应（8）调节器频率特性试验（9）发电机程序开机升压试验2.7 主变和厂变零起升压试验并录取发变组的空 载特性目的：在比较安全的条件下检查变压器的带电情况 及各部绝缘；录制发电机变压器组空载特性取得原始 数据，以便以后定期检验时比较。2.7.1 准备工作及注意事项（1）检查发电机出口隔离开关在合上位置或出口 连接线已

16、恢复良好。检查主变出线隔离开关及断路器 均在断开位置。检查高厂变低侧隔离开关及断路器均 在断开位置。（2）主变高侧中性点接地开关在合闸位置。（3）主变及厂变油系统运行正常，所有保护均投 入，发电机所有保护也均投入。（4）带电各主要设备应派专人监视，并与集控之 间有电话联系。试验期间如果设备出现异常应立即通 知总指挥，降低发电机电压，跳开灭磁开关，分析并 排除故障。（5）根据图纸，选定适当位置接入录波装置，测 录各电量波形。2.7.2 试验步骤基本同发电机空载试验。在检查正常后保持主变及高厂变在额定电压下运 行 30min 后，短时将电压发电机压升高至 1.1 倍，然 后再逐步降低电压至最低。二

17、、发电机与系统并列带初负荷 发电机与系统并列可以采用准同期方式和自同期 方式。准同期是在并网在发电机已励磁，当发电机的 频率、电压大小及相位分别与系统的频率电压大小及 相位接近时将发电机出口断路器合上，完成并列操 作；自同期方式是将未加励磁，转速接近系统同步转 速的发电机出口断路合上同时给发电机励磁，在原动 机力矩和同步转矩等作用下将发电机拖入同步，完成 并列操作。对于大容量发电机组一般都采用准同期方 式以手动或在同期装置控制下自动将发电机并入系 统。为了保障发电机组的安全及系统的稳定， 通常要求 如下：（1）并列合闸瞬间，发电机所承受的冲击电流应 不超过其允许值。（2）并列后发电机应能迅速进

18、入稳定的同步运行， 暂态过渡应尽可能短为了满足上述要求， 发电机与系统实现同期并列必 须满足以下条件：（1）发电机电压与系统电压接近相等：电压差不 大于 5%10% ，对于大型机组，要求压差小于 5%UN。（2）发电机频率与系统频率接近一致，限制在0.1 0.25Hz 以内。（一般发电机频率应大于系统频 率）。（3）发电机相序与系统相序相同， 相位接近相等， 合闸命令在两侧电压相量重合前（同相前）一定时间 发出，超前时间为断路器合闸时间，使断路器主触头 闭合时两侧电压正好同相位。发电机与系统并列试验的目的： 检查同期系统的正 确性和完整性，保证发电机与系统实现同期并列。试验项目：定相、假同期、

19、手动同期并网及自动准 同期试验。1 注意事项（1）试验前应对同期装置、同期继电器、同期回 路及转角变进行检查，同期装置的信号指示应完好无 误。（2）试验过程中同期闭锁开关应置于闭锁位置。（3）对选定作并列操作的断路器控制回路进行检 查，确保断路器操作正常， 灯光监视和音响监视完好。 并测定其合闸动作时间及主触头与其辅助触头间在 合闸时的时间差。（4）检查升压站及升压站设备具备投入运行条件。（5）准备并熟悉有关二次回路图纸，检查待用仪 器并做好准备工作。2 定相试验 发电机定相试验就是要测定待并发电机相序与系 统相序一致、相别吻合 ；发电机的转角变压器的转角 性能与主变压器的接线级别相匹配。定相

20、试验是利用发电机带主变和高压空母线的 PT 零起升压进行的。在一次系统由同一电源供电的情况 下，通过测定发电机和高压母线的 PT 二次电压达到 定相试验的目的。试验步骤应根据现场一二次系统配置情况编写。3 假同期试验为 了防止发电机在第一次接入系统的过程中出现 异常，防止由于设备缺陷或操作人员的过渡紧张引起 的操作失误而造成非同期合闸，在发电机第一次并网 前，应先进行假同期并网试验。假同期并网试验是在发变组高侧出口隔离开关都断开的情况下，通过短接 隔离开关的辅助触头，模拟发电机和系统并列。4、手动准同期并列通过定相和假同期试验之后， 对发电机并入系统的 过程中可能出现的问题已进行了全面检查和处

21、理，发 电机具备并入系统的条件。5 自动准同期装置的检验 在发电机通过手动准同期实现和系统并列后即可 带负荷运行。自动准同期装置的检验和并列， 可根据现场情况安 排适当的时间进行。自动准同期装置尽管型号繁多， 但一般都由合闸命 令形成单元，高压单元，调频单元等组成。合闸命令 形成单元的作用是检查发电机与系统母线电压之间 的压差和频差，在满足要求时发出合闸命令。合闸命 令发出一般有两种方式，一种为恒定导前时间式，另 一种为恒定导前相角式，用以调整合闸命令提前发出 时间。检验目的就是对自动准同期装置的性能进行核查， 对各主要组成单元的功能进行检验，以确保自动准同 期装置的正确使用。检验是在发电机断

22、路器操作电源断开的情况下进 行的，即使在检验的过程中发出错误合闸命令，也不 会造成断路器合闸。试验时应测量调压、 调频脉冲宽度及间隔， 调整伺 服电机缓慢调整汽轮机的转速。6 自动假同期试验 目的：测量从自动准同期装置从合闸命令发出到断 路器的合闸时间是否一致，同时检查自动准同期装置 的工作性能。录波：系统电压和发电机电压， 断路器的常开接点， 装置的合闸脉冲。7 自动准同期并列 经上述检查后，对合闸脉冲超前时间的整定值进行 了复核，而后即可进行自动准同期并列。三、 发电机带负荷发电机与系统并列带上初负荷后， 需要进行的电气 试验主要有： 发电机轴电压测量 、厂用电源切换、电 流回路的检查、检

23、查各种带方向性有保护（逆功率、 阻抗、失磁等）接线正确性、在不同负荷下测量差动 不平衡电压、 自动励磁调节器的试验 。1 发电机轴电压测量发电机在运行时， 由于某些原因引起发电机转轴上 产生交变电动势，此电压产生流经机组轴承的电流。 如果安装和运行中没有采取足够的措施，当轴电压达 到一定的水平足以击穿与轴承间的油膜时，便产生放 电。放电将造成润滑油质逐渐劣化，严重时会使轴瓦 烧毁，使发电机组被迫停机而造成事故。 所以在发电 机带负荷后，要在不同负荷下测量其轴电压 ，以检查 在安装和运行中采取的措施是否有效可靠。通常发电机安装时， 在发电机的轴承与机座的底板 间垫有绝缘板，轴承冷却润滑油导管的法

24、兰间垫有绝 缘垫，以保持应有的绝缘水平。1.1 轴电压产生的原因1.1.1 发电机磁通的不对称。由于发电机磁通的不 对称导致轴电压产生，磁通不对称主要有以下原因：（1）定子铁芯局部磁阻较大，如定子铁芯的锈蚀 或定子铁芯组装接合不好，造成局部磁阻过大。（2）定子与转子间气隙不均匀造成磁通不对称（3）分数槽电动机的电枢反应不均匀，引起转子 磁通的不对称。1.1.2 高速蒸汽产生的静电。由于与发电机同轴的 汽轮机轴封不好，沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷。这种性质的轴电压有 时很高， 在汽轮机侧有可能破坏油膜和轴瓦，通常在 汽轮机轴上接引地碳刷来消除。1.1.3 转子绕组匝间短路引起电压。转子绕组匝间 短路造成两极下安匝数不平衡而形成单极电动势，此 时采取在大轴上接地措施。1.2 轴电压的测量方法测量前应将轴上原有的 接地保护电刷提起 ，发电机 两侧轴与轴承支座间用铜刷短接，消除油膜压降，先 测量发电机轴电压 U1, 再测量励磁机侧轴承支座与地 之间的电压 U2 。测量应用高内阻交流电压表，其精 度