《发电机检修时的试验与诊断讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电机检修时的试验与诊断讲解（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分 发电机检修时的试验与 诊断 一. 发电机试验与诊断的重要性，项 目及分类 （）试验与诊断的重要性 在制造厂：确保发电机的制造质量，检查发电机电气和机械特性是 否达到设计要求及能否出厂。 在发电厂（用户）：检查发电机经运输和安装后有无损伤性缺陷和 问题；发电机并网运行后，经大修及小修消缺后是否合格，能否达到 正常运行的条件。 依据标准 国家标准 GB 755-2000旋转电机定额和性能 GB/T 7064-2002透平型同步电机的技术要求 GB 1029-80同步电机试验方法 GB 50150-91电气设备交接试验标准 电力行业 DL/T 596-1996电气设备预防性试验规程 （二）
2、发电机试验项目及分类 按在制造厂内、工地安装（并网运行前后）及运行维护要求分为： 型式试验 出厂（检查）试验 交接试验 预防性试验 见表-1 发电机的试验项目 二绕组的直流电阻测量 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； 测量转子绕组的直流电阻：检查匝间短路及接触状态； 测量方法及注意事项 1用具有5位数字、精度0.1级的双臂电桥式微欧计； 2基值很重要。出厂、交接、更换线圈； 3应在冷状态下进行测量，并折合至同一温度进行比较； 4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（1015IN）观察有无发热部位。 特定标准 将试验结果折算
3、在同一温度及校正了测量引线引起的误差后，定子应 V2 ，接地点靠近负环， V1V1 ,V120 ， 或负值，接地点不在 转子绕组内部。 进行这项试验还应该注意所用电压表内阻数值，否则易引入较大误差 。如为非金属性接地，必须选用高内阻电压表，如数字式电压表或万 用表。 进行这项试验还应该注意所用电压表内阻数值，否则易引入较大误差 。如为非金属性接地，必须选用高内阻电压表 ，如数字 式电压表或万用表。 （2）直流大电流法 在转子轴上施加大的直流电流查找绕组接地点的轴向和周向位置是检 修存在接地故障转子的常用和行之有效的方法，其试验接线如图-11 所示。 在转子两端轴上通以较大的直流电流（约2001
4、000A），则沿转子 轴向的电位分布如曲线1所示。转子绕组及滑环的电位与接地点相同 ，如曲线2所示。测量时将检流计G（或量程不大于0.1mv的毫伏表） 的一端接于任一滑环上，另一端接探针。将探针触接转子本体作轴向 滑动，当检流计指示为零时即为接地故障点沿轴向的位置。 图-11 大电流法试验结线 在实际测量过程中，接近故障点的一段区域，检流计可能均指示零值 或最低值，即呈现零值区或不灵敏区，（图-11中标“0”的部分）。零 值区的范围大小取决于试验时所施加电流的大小及检流计的灵敏度， 试验时如出现零值区过大现象，只需加大试验电流或更换灵敏度更高 的检流计，零值区即可缩小。 在能满足测量灵敏度要求
5、的前提下，建议按下表选择试验电流 应注意，现场进行以上试验，一般用直流励磁机或电焊机作直流电源 ，在后一种情况下，有时用两台电焊机并联运行以获得较大直流电流 ，但也往往给电压调节和稳定带来困难。因而最好应用一台电机或减 小试验电流。 还应注意，为防止大电流引入时因接线不牢而烧伤转子连接部位，应 制作通流容量合适的专用卡环固定在转轴两端，将直流电源引线用螺 栓夹紧到卡环上。 接地点周向位置的测定： 转子绕组接地点轴向位置测定后，为了检出接地线圈所在的线槽，需 一步测出接地点在转子圆周方向的部位，为此，在接地点轴向位置所 对应的转子周向断面的大齿（磁极）表面，沿颈项通以300500A的 直流电流。
6、与轴向检测法一样，将检流计G的一端与任一滑环连接， ；另一端用探针沿周向断面滑动，如图-12所示。 图-12 测定周向接地点的结线 试验时可持探针先后沿转子两个半圆周方向进行，如测出的接地点不 是单一的，则应将直流电源引线端改接到与磁极中心呈垂直方向的小 齿上继续进行试验，测出检流计指示为零的点。 最后，测出的轴向与周向的交点即为接地故障点。 以上试验方法是未取下转子护环时采用的。如接地点已测定，并取下 故障侧护环后，可用612V蓄电池作电源直接加到滑环两端，测量 故障线槽内线圈各匝对地电位，即可找出接地线匝。 在某些情况下，不取下护环亦可测出接地故障线匝。如国产200 300MW汽轮发电机，
7、转子多采用气隙取气斜流通风方式，在冷热风 区都有通风孔，其数量与槽内线匝相对应；部分国外进口的大型汽轮 发电机，如采用轴向径向通风方式的300600MW机组，在转子中 部热风区的通风孔亦与槽内线匝数量相对应，可在滑环上接入6 12V电源，测出故障线匝。 图-13 交流烧穿法结线图 2. 转子绕组匝间短路检测 （1）交流阻抗和功率损耗法 测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗是判断有无匝间短路的较为灵敏 和有效的方法。 在交流电压作用下,转子绕组短路匝中流过的电流要比正常匝大,其方 向与正常匝的电流方向相反,有较明显的去磁作用,形成绕组总阻抗的 显著下降,功率损耗明显增加,根据多年现场试验证明,与正常
8、试验结果 相比,如交流阻抗值下降8%,功率损耗上升10%,一般都存在匝间短路。 交流阻抗和功率损耗法的试验接线如图-14所示。交流电压经自耦调 压器T,接至转子滑环1-1,其值应不超过转子额定电压。发电机大修后 或交接试验应在升速过程中测其交流阻抗或功率损耗。 交流阻抗法因接线简便，静态或动态，转子在定子膛内或膛外皆可进 行试验，测试的灵敏度较高等优点，而现场广泛采用。但应注意，此 方法因受多种因素影响，常常降低其试验结果的准确度，如试验时施 加电压的大小，转子所处位置，静态或动态，电源周率、短路点接触 电阻及短路匝在槽内所处位置等。虽然可在历次试验中将这些因素的 影响缩减到最小程度，如转子所
9、处位置、动态或静态，电源电压大小 及周率等等，但多次试验结果表明，仅用此法尚不足以最后判定匝间 短路性质及其严重程度。 图-14 交流阻抗及功率损耗试验结线 正因影响交流阻抗法的因素较多，过去国内各试验研究单位曾根据各 自的测试条件提出过不同的判定标准，其范围大致是，交流阻值下降 410%。也曾出现过交流阻抗仅下降45%的确存在匝间短路，但 下降810%却不存在匝间短路的事例。可见，仅用交流阻抗法来判 定转子是否存在匝间短路是不够充分的，应结合其它方法综合判断。 这对确定转子是否采取检修措施时是十分必要的。 （2）微分探测线圈动测法 在此，特别提出适于在现场采用而有效的测试方法微分探测线圈法
10、。 测试原理 图-15 转子主磁通、磁势、磁密分布图 图-16 气隙磁密分布图 微分探测线圈法，是用一个直径只有68mm的空心小线圈，装于无 磁性金属管中（铜或不锈钢），将该管自发电机定子铁心背部经径向 风道（一般宽为810mm）插入定转子中，当转子旋转时，探测线 圈中的感应电势 由于线圈的面积很小，可认为穿过小线圈的磁通是均匀的，即 式中 B穿过小线圈的平均磁密； S小线圈的面积。 故 上式说明了小线圈中的感应电势（时间函数）反映了按圆周分布的气 隙磁密（空间函数）的变化率。 探测线圈的制作及装配 探测线圈是用0.060.08mm高强度漆包线绕在有机玻璃框架上，其匝 数可选在200300匝范
11、围，将线圈嵌入探测杆的顶端，将引线绞成 麻花并在另一端引出，如图-19所示。 图-19 微分探测线圈装配 1-探测线圈； 2-引线； 3-探测杆； 4-引线固定架 图-20 探测线圈槽楔装配 1 封顶环氧胶 2 探测线圈 3 大头槽楔 4 定子铁心齿部 5 定子线圈 十. 定子槽部线圈防晕层对地电位的 测量 发电机在运行中，定子槽部线棒由于受电场作用，槽楔松动以及嵌装 时定子线棒在槽中往往有局部与槽壁接触不紧密等诸多原因，运行年 久后很容易出现局部放电及腐蚀现象，使防晕层遭到损坏。因而在检 修中发现定子槽楔松动、线棒防晕层损坏或运行中发现测温元件电位 升高时，应进行测量及做必要的处理。 测试原
12、理及方法 定子线棒与槽壁（铁心）因存在间隙而产生局部放电时，可用定子绕 组施加电压后线圈与铁心的等值电路图-21表示， 图-21 线圈与铁心槽壁间等值电路 测量线圈表面对地电位的方法如图-22所示。测量前应先退出待测槽 的槽楔，发电机定子绕组施加额定相 电压。将接有高内阻电压表3的金属滑块1（可用紫铜或黄铜材料）沿 线棒2表面轴向移动，测出线棒表面各点对地电位值。根据规程 要求，对地电位不应大于10V。 如认为退出槽楔工作量太大，也可用探针在定子铁心通风沟处测出线 圈对地电位。显见，测点范围有局限性，其结果不及退出槽楔时理想 。 如定子槽内个线棒间装有测温元件时（定子绕组水冷的发电机），可 采
13、用测量测温元件感应电压的方法。根据现场经验，如线棒防晕层完 好，此感应电压一般小于（56）V，防晕层破坏时，能高达数百伏 。但应注意，如检温计外敷绝缘垫未遭破坏，线棒防晕层虽遭破坏， 其感应电压亦不会太高。 有条件时也可采用超声检测法。具体做法是，在大修抽出转子后，对 定子施加额定相电压，用超声波接收仪在定子膛内各槽沿轴向移动（ 贴近但不接触）探测，记录有放电声的部位。对各放电点的分布进行 分析并确定整机各槽的电腐蚀状况，以指导检修。 图-22 退出槽楔测量示意图 十一. 发电机轴电压的测量 轴电压产生的原因及对发电机运行的危害 轴电压的测量及举例 图-23 轴电压的测量示意图 a) 轴电压测
14、量 b）、c) 检查汽、励侧轴承油膜工作状态 机组大轴的磁化与退磁 退磁安匝 图-24 大轴退磁示意图 十二. 发电机的温升试验 1. 发电机运行状态下的损耗和温升 2. 发电机温度测量方法 (1) 温度计法 （Th） (2) 电阻法 （R） (3) 埋置温度计法 （ETD） 3. 按国标规定，发电机各部分的温度限值 4. 发电机温升试验方法直接负载法 (1) 试验基本要求 (2) 试验前的准备工作 图-25 温升试验接线 (3) 试验程序及数据整理 用直接负载法进行发电机试验可在额定负载或在50100%额定负载 范围内选34点负载进行，在后一种情况下，可选0.5、0.7、0.85、 1.0额
15、定负载点。每一负载点调好后，按上述试验要求，稳定一小时 后开始记录定子电压、电流、有功功率、功率因数、转子电压及转子 电流等各电气量，同时记录定子检温计、冷却介质及其它为试验而临 时装设的检温计温度。转子绕组则用电阻法，算出平均温度，同时应 注意，测量转子电压时为消除电刷压降的影响，应用带绝缘柄的铜网 刷直接从转子滑环上测量，测量转子电流的毫伏表亦应尽可能靠近分 流器，以减少引线电阻给测量带来得误差。 每一负载点的试验应持续到温升稳定为止。最后列表，将试验结果按 顺序写出，如表-6所示。 给出定子绕组、定子铁芯及转子绕组温升曲线 、 及 标出在定子电流及转子电流为额定值时相应的温升值。 确定是
16、否超过各相应部分的允许温升并检验其裕度大小。也可自制造 厂提供的运行范围图（又称功率图）检验最大允许出力时的温升是否 达到发电机各部分允许温升值。 (4) 数据及试验结果分析 间接冷却的发电机，通风冷却系统运行正常时，一般有下列特点： 冷却器进出水温度差23 冷却介质进出口温差2030 冷却介质和冷却器中冷却水之间温差约67。 通风试验，通风冷却系统的不正常现象及原因如下： 1）出风与进风（气体冷却）温差加大，发电机各部分温升增高，可 能是冷热风道短路或堵塞，使冷却风量减少所致。 2）出风与进风温差尚属正常，发电机各部分温升增高，可能是冷热 风道短路或冷热风间隔不良造成混风。 3）冷却器出水与进水温差小，发电机温度增高，进水与进风温差增 大，可能
