發(fā)電機特性試驗和參數(shù)測量

1、第十六章 發(fā)電機特性試驗和參數(shù)測量發(fā)電機空載特性試驗 一、概述 發(fā)電機的空載運行工況，是指發(fā)電機處于額定轉(zhuǎn)速，在勵磁繞組中通入一定的勵磁電流，而定子繞組中的電流為零時的運行狀態(tài)。此時，勵磁繞組中電流所產(chǎn)生的磁通可以分為氣隙主磁通和漏磁通兩部分。主磁通通過空氣隙與定子繞組相交鏈，并在定子繞組中產(chǎn)生感應電勢E。漏磁通僅與勵磁繞組相交鏈。 在這種條件下，定子繞組的感應電勢置與其端電壓U相等，即UE。設IE表示勵磁電流，W表示匝數(shù)，則IEW就代表勵磁繞組中的安匝數(shù)。因為匝數(shù)W一定，則主磁通及其在定子繞組中的感應電勢E就取決于勵磁電流的大小和磁回路的飽和程度。在空載試驗后，取勵磁電流為橫坐標，取端電壓為

2、縱坐標，即可得到關系曲線Uf(IE)。 發(fā)電機在空載運行條件下其端電壓和勵磁電流的關系曲線Uf(IE)，稱為發(fā)電機的空載特性曲線。空載特性曲線不僅表示了感應電勢Z和勵磁電流IE的關系，同時也表示了氣隙主磁通和勵磁電流IE的關系。 空載特性曲線常常用標么值來表示，即選定子額定電壓UN為電壓基準值，選空載試驗時對應于定子額定電壓的勵磁電流IEO為電流基準值。 空載特性是發(fā)電機的最基本特性之一，由此可求出發(fā)電機的電壓變化率U、同步電抗Xd；短路比及和負載特性等。在求取此特性的同時，還可以檢查發(fā)電機三相電壓的對稱性和進行定子繞組匝間絕緣試驗。 二、測量方法 (一)試驗接線發(fā)電機空載特性試驗接線如圖l6

3、-l所示。 (二)試驗步驟 (1)按圖161在發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路和定子回路接入各種表計，包括定子電壓表、頻率表、在標準分流器(O.2級)上接測量勵磁電流的毫伏表、在勵磁回路上接的勵磁電壓表，將勵磁電阻調(diào)至最大值位置。 (2)將電壓調(diào)節(jié)器、強勵裝置退出運行，差動、過流、接地保護裝置投入運行。 (3)啟動原動機至額定轉(zhuǎn)速且維持不變。 (4)電機在空載狀態(tài)下，合上磁場開關，先慢慢調(diào)節(jié)勵磁，使電壓升至額定值，然后緩慢減少勵磁，測下降曲線，在降壓過程中可分10個點，分別記錄各表計讀數(shù)，直到電壓降到零。再進行第二次升壓，測上升曲線，也分l0個點讀數(shù)，直至升到1.3UN，有匝間絕緣的發(fā)電機，在1.3UN試驗電壓

4、下應持續(xù)5min；隨即將電壓下降。 (5)勵磁電流降至最小值后，斷開磁場開關，發(fā)電機仍應保持額定轉(zhuǎn)速，然后在定子繞組出線端的電壓互感器二次側(cè)測量電壓，按變比計算定子殘壓值。也可用絕緣棒將足夠量程的高內(nèi)阻電壓表直接搭到發(fā)電機出線上測量殘壓值。 (三)注意事項 (1)合上磁場開關后，應慢慢升壓，當電壓升至額定電壓的20時，檢查三相電壓是否平衡，且巡視發(fā)電機等設備是否正常。 (2)在測取上升和下降曲線時，勵磁電流大小只能沿一個方向調(diào)節(jié)，嚴禁中途反向。否則由于磁滯作用，將影響試驗結果。 (3)調(diào)節(jié)勵磁到一定數(shù)值，待表計指針穩(wěn)定后進行讀表，并要求所有表計同時讀取。 (4)在發(fā)電機出線上測量定子殘壓時，必

5、須做好安全措施，例如磁場開關應在斷開位置，測量人員要戴絕緣手套并利用絕緣棒測量定子殘壓值。所使用儀表應是多量程的高內(nèi)阻交流電壓表。 (5)試驗時發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應立即停止試驗，及時查明原因。 (四)試驗結果分析 (1)將各儀表讀數(shù)換算成實際值，其中定子電壓應取三相電壓的平均值。 (2)試驗過程中轉(zhuǎn)速應穩(wěn)定，否則所測電壓應按下式換算到額定轉(zhuǎn)速之電壓值U=Um (161)式中 Um實測電壓，V； nN額定轉(zhuǎn)速，rmin； nm實測轉(zhuǎn)速，rmin。 (3)將整理的數(shù)據(jù)，繪制空載特性曲線。由于鐵芯磁滯的影響，曲線上升支和下降支不是重合的，應取平均值，該平均值繪制的曲線即為空載特性曲線。 (4)根據(jù)所得空載

6、特性曲線與出廠數(shù)據(jù)和歷年的數(shù)據(jù)進行比較。如所得曲線比歷年數(shù)據(jù)降低得多，即說明轉(zhuǎn)子繞組可能有匝問短路缺陷。 第二節(jié) 發(fā)電機短路特性試驗 一、概述 發(fā)電機短路特性是指發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n為額定轉(zhuǎn)速，電樞繞組的端電壓為零時電樞電流和勵磁電流的關系Ikf(IE)。 發(fā)電機三相對稱穩(wěn)定短路工況；是指發(fā)電機處于額定轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子繞組通入一定的勵磁電流，定子繞組的電壓為零時的運行狀態(tài)。短路試驗時，定子電壓U0，限制短路電流的僅是發(fā)電機的內(nèi)部阻抗。由于一般發(fā)電機的電樞電阻遠小于同步電抗，所以短路電流可認為是純感性的，即90，于是電樞磁勢基本上是一個純?nèi)ゴ抛饔玫目v軸磁勢，即FaFad而Faq0。各磁勢的相量圖如圖162

7、所示。從圖162可見，各磁勢相量都在一條直線上，合成磁勢是E十a(chǎn)d，其中E是轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的激磁磁勢，利用空載特性即可由氣隙合成磁勢求得合成電勢E。 由于U0，所以 +ra +jX jX (162)式中 ra發(fā)電機的定子電阻，; X發(fā)電機漏抗，。 可見，發(fā)電機短路時的合成電勢只等于漏抗壓降，所以對應的氣隙合成磁通很小，其磁路處于不飽和狀態(tài)。因此勵磁電流變化時，合成電勢和對應的短路電流將隨之正比地變化，所以短路特性曲線是一條直線。 求取發(fā)電機的短路特性可以檢查定子三相電流的對稱性，并由短路特性曲線結合空載特性曲線來求取發(fā)電機的一些重要參數(shù)。 二、測量方法 (一)試驗接線發(fā)電機三相短路特性試驗接線，

8、如圖163所示。 (二)試驗步驟 (1)在發(fā)電機出線端，將三相對稱性短路。按圖163接好各種表計，如勵磁電流表、勵磁電壓表、定子電流表等。將勵磁電阻調(diào)至最大值位置； (2)投入過流保護裝置，并接信號； (3)啟動原動機升至額定轉(zhuǎn)速并維持不變，合上磁場開關； (4)調(diào)節(jié)勵磁，使定子電流達到額定值為止，以每隔定子額定電流的1520記錄一次表計值； (5)調(diào)節(jié)勵磁，使定子電流降至零，斷開磁場開關。 (三)注意事項 (1)三相短路線應盡量裝在接近發(fā)電機引出線端，且要在電流互感器外側(cè)(如果發(fā)電機出口有斷路器，不應經(jīng)斷路器接短路線，以免在試驗中斷路器突然斷開，引起發(fā)電機過電壓損壞絕緣)。如果在發(fā)電機出線端

9、不便裝設短路線或要結合其它試驗(如電壓恢復法試驗)，需將短路線裝在主斷路器外側(cè)時，應將其跳閘回路熔絲取去，或?qū)嗦菲鞑僮鳈C構鎖住。 (2)三相短路線應采用不小于發(fā)電機出線截面的銅(鋁)排，連接必須良好，防止由于連接不良引起過熱損壞設備。 (3)調(diào)節(jié)勵磁電流時應緩慢進行，當調(diào)到某一數(shù)值時，應待指針穩(wěn)定后，再對各類表計同時讀數(shù)。 (4)為校驗試驗的正確性，在調(diào)節(jié)勵磁電流下降過程中，可按上升各點進行讀數(shù)記錄。 (5)在試驗中，當定子電流升至1520額定值時，應檢查三相電流的對稱性。如果三相電流不平衡，應查明原因，必要時可降低勵磁，斷開磁場開關。 (四)試驗結果分析 (1)將各儀表讀數(shù)換算至實際值，其

10、中定子電流應取三相的平均值； (2)根據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪制短路特性曲線，該曲線應是通過坐標原點的一條直線；(3)將所得曲線與出廠數(shù)據(jù)或歷年數(shù)據(jù)比較，若曲線有明顯降低，則說明轉(zhuǎn)子繞組可能有匝間短路。第三節(jié) 同步電抗測量 一、基本概念同步電抗是同步發(fā)電機的重要參數(shù)。以同步旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機定子繞組的穩(wěn)態(tài)磁鏈所決定的電抗叫做同步電抗(Xd和Xq)。其中縱軸同步電抗Xd是相當于由定子電流所建立的磁場和發(fā)電機磁極軸線相重合的電抗(見圖164，a)，橫軸同步電抗Xq是相當于定子電流所建立的磁場垂直磁極軸線時的電抗(見圖164，b)。 定子繞組的全部磁鏈是由漏磁鏈和電樞反應磁鏈所組成，因此可以認為同步電抗等于定子漏電抗

11、和電樞反應電抗之和。 定子漏電抗和轉(zhuǎn)子位置無關，對縱、橫軸向來說，漏電抗是相等的，因此 XdXad十Xs (163) Xq=Xaq十Xs (164)式中 Xad定子繞組縱軸電樞反應電抗，； Xaq定子繞組橫軸電樞反應電抗，； Xs定子繞組漏電抗，。 凸極發(fā)電機的XadXaq，因而XdXq，隱極發(fā)電機Xad=Xaq，因而Xd=Xq。 同步電抗的數(shù)值受發(fā)電機主磁通飽和的影響較大，通常可認為漏電抗是恒定不變的，飽和引起同步電抗的變化主要是對電摳反應電抗的影響。對凸極發(fā)電機，由于在縱軸方向上磁通主要沿著由鐵磁材料構成的磁路而閉合，而橫軸磁通的很大一部分是通過空氣隙而閉合，所以飽和對縱軸同步電抗的影響較

12、大，而對橫軸同步電抗的影響較小。 對隱極發(fā)電機縱軸和橫軸同步電抗的影響程度是相同的。 二、同步電抗的測量方法 (一)從空載、短路特性試驗求取不飽和縱軸同步電抗Xd和短路比 1，測量方法 在測取空載特性時，由于磁路的飽和現(xiàn)象，當勵磁電流增大時，空載特性曲線將向下彎曲。在測取短路特性時，磁路始終處于不飽和狀態(tài)，因此圖165中曲線l和曲線2所對應的飽和狀態(tài)不同。為了求得同步電抗的不飽和值，可將空載特性的直線部分延長，如圖165中的曲線3。同步電抗便是在有固定勵磁電流時，曲線3與曲線2的坐標之比，即 Xd= (165)這樣測得的同步電抗稱為不飽和同步電抗。不論在橫坐標上選取哪一點進行計算，所求得的不飽

13、和同步電抗均為恒值。Xd的標么值為Xd*= (166)式中 IEK短路試驗時使短路電流為額定值的勵磁電流 IE0對應定子額定電壓從空載特性曲線直線部分延長線上確定的勵磁電流； Un、IN定子額定電壓、定子額定電流。 同步電抗與短路比有一定的關系。短路比是在空載時使空載電勢為額定值時的勵磁電流與短路時使短路電流為額定值時的勵磁電流之比，用K代表。當磁路不飽和時K= = (167) 短路比是同步發(fā)電機的一個重要參數(shù)。我國制造的汽輪發(fā)電機的短路比一般在0.50.7之間，水輪發(fā)電機在l.01.4之間。 2，注意事項 (1)空載和短路特性曲線的測取方法見本章第一、二節(jié)。 (2)受剩磁影響的空載特性曲線應

14、進行校正。發(fā)電機空載運行時，由于轉(zhuǎn)子磁極的剩磁，在定子繞組上感應的電壓稱為殘壓。若此電壓較高時，會使空載特性曲線不通過坐標的原點，而與縱坐標相交。此時，應將空載特性曲線進行校正，如圖166所示。將空載特性曲線1的直線部分延長交橫坐標于K點，KO的絕對值即為校正量IE，將曲線1沿橫軸方向水平右移IE，即在所有試驗測得的勵磁電流數(shù)值上加上IE，就得到通過坐標原點O的校正曲線2(實際作圖時可將縱坐標往左移IE即可)。 (二)用小轉(zhuǎn)差法測量縱、橫軸同步電抗Xd和Xq 1，試驗方法 小轉(zhuǎn)差法是勵磁繞組開路，轉(zhuǎn)子以接近同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)(其轉(zhuǎn)差率小于1)，在定子繞組上施加三相對稱交流低壓電源(額定電壓3kV以上

15、的發(fā)電機，一般應接入220550V的電源)。此時由于轉(zhuǎn)子結構不對稱，電抗在縱軸，與橫軸之間周期地變化，定子電流的最大與最小值基本上是在定子磁鏈與相應的縱、橫軸向相重合時出現(xiàn)。當轉(zhuǎn)子滑差極小時，認為定子電流是由同步電抗Xd和Xq所決定的。隱極式同步發(fā)電機中，因為XdXq，所以測量中UmaxUmin，ImaxImin。凸極式同步發(fā)電機中，因為XdXq，則在電樞磁勢軸線與磁極軸線重合時，定子電流最小，而定子電壓最大；在電樞磁勢軸線與磁極軸線垂直時，定子電流最大，而定子電壓最小。根據(jù)這一點，通常用下式求取同步電抗的非飽和值。 Xd= (168) Xq= (169) 用小轉(zhuǎn)差法測量Xd、Xq的試驗接線如

16、圖167所示。 2，試驗步驟 (1)按接線圖將電壓、電流表及光線示波器接入回路中； (2)將勵磁繞組開關Q1短路，將被試發(fā)電機驅(qū)動到與同步轉(zhuǎn)速非常接近的轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)差率在1左右的轉(zhuǎn)速下運行； (3)測定繞組剩磁電壓數(shù)值； (4)合上開關Q2，在定子繞組上通入與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同相序的額定頻率的三相對稱低電壓(約2UN15UN)； (5)斷開轉(zhuǎn)子繞組的短路開關Q1，合上電壓表開關Q3； (6)待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，啟動光線示波器，拍攝轉(zhuǎn)子繞組電壓uE為零時及最大時的定子繞組電壓us和電流值is(見圖168)與此同時，讀下各表的數(shù)值。 (7)測試完畢后，合上Q1，斷開Q2和Q3。 3參數(shù)Xd、Xq的計算 當轉(zhuǎn)

17、子電壓為零和最大時，由圖168中波形圖上的定子電壓Umax、Umin與定子電流Imax、Imin，計算出縱、橫軸同步電抗Xd、Xq及其標么值Xd* 、Xq* Xd= (16一10) Xd*= (16一11) Xq= (16一12) Xq*= (1613) 在所攝錄的波形圖(即圖168)中，如果Imin與Umax、Imax與Umin在時間上不相同 時，則上述式中的Umax(Umin)可采用與Imin(Imax)相對應的電壓值代替。 4注意事項 (1)試驗時應將被試發(fā)電，機驅(qū)動到與同步轉(zhuǎn)速非常接近的轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)差率盡量小，以盡可能地減小由于發(fā)電機的瞬變狀態(tài)及儀表慣性對試驗結果的影響。如果用儀表測量更

18、應注意這一點，否則交流儀表的指針追隨不上測量值的變化，使試驗計算的Xd值和Xq值有較大的誤差。 (2)在拍攝波形和讀表時，勵磁繞組應保持開路，以免在它的內(nèi)部感應出對磁通起阻尼作用的電流。但在定子繞組接入電源或從電源斷開時，勵磁繞組應該直接短路或經(jīng)放電電阻短路，以免由于瞬變過程在勵磁繞組中引起過電壓，損壞勵磁繞組。 (3)在定子繞組上，外施額定頻率的低電壓，其數(shù)值不應過高，以免將發(fā)電機拖入同步，一般約為25的額定值，最多不超過15額定電壓。 (4)如果有較高的剩磁電壓，應外施較高的電壓，否則試驗結果將有較大的誤差。因為剩磁對各磁極交替產(chǎn)生去磁和助磁的作用，使定子電流最大值和最小值，出現(xiàn)大小不；的

19、兩個數(shù)值，而且兩個數(shù)值均非真值。試驗時，若發(fā)電機殘壓U達到試驗電源電壓的1030，則測量的同步電抗應按下式計算 Xd= (1614) Xq= (1615)式中，Umaxl、Umax2、Uminl、Umin2、Imaxl、Imax2、Iminl、Imin2分別為相鄰兩個定子電壓、定子電流的最大、最小值；U為線間殘壓。 為了消除殘壓對測量結果的影響，試驗前應將發(fā)電機的剩磁盡量減小，使殘壓降到最低。常用的方法(見圖167)是用容量足夠的蓄電池E，經(jīng)開關Q4與轉(zhuǎn)子繞組勵磁電壓的極性相反連接，將Q1、Q2、Q3開關全斷開，使發(fā)電機空轉(zhuǎn)，合上蓄電池的開關Q4，由定子電壓表觀察定子殘壓，若逐漸降低，則表明E

20、去磁的方向正確。一般將殘壓降至58V即可。 (5)當定子電流開斷時，或當轉(zhuǎn)差率瞬時增大時，在勵磁繞組兩端可能產(chǎn)生很高的電壓，為此應注意開關的斷開次序，開關Q1僅在外加電源投入，并測量時方可斷開，在Q1斷開后才能合上開關Q3以防燒壞電壓表，在斷開電源時，要先合上Q1，斷開Q3，然后再斷開電源開關Q2。 (6)有阻尼的發(fā)電機不應采用轉(zhuǎn)差法來測同步電抗。 (7)為使試驗結果準確，拍好定標曲線后，所有示波器的接線，可變電阻和振子等均不能隨意變動。 (三)用閃光燈法測量隱極發(fā)電機縱軸同步電抗飽和值Xd 試驗前在被試發(fā)電機轉(zhuǎn)軸和軸承交接處，分別在轉(zhuǎn)軸和軸承蓋上劃一道白線，將移相器接至被試發(fā)電機定子繞組出線

21、端上電壓互感器二次側(cè)，移相器輸出端接一閃光燈。 試驗時被試發(fā)電機與電網(wǎng)并列運行。將發(fā)電機負載降至零，用閃光燈照到白線處，調(diào)節(jié)移相器的移相角度0，使轉(zhuǎn)軸上白線與軸承蓋上白線對齊。然后逐漸增加發(fā)電機負載使其在額定工況運行，此時再調(diào)節(jié)移相器，使轉(zhuǎn)軸上白線與軸承蓋上白線重新對齊。記錄移相器上角度l，同時測皇定子線電壓U、定子電流I和功率因數(shù)角，則縱軸同步電抗飽和值可按下式計算 Xd=tg(+-)cos-sin上述移相器前后兩次測量角度差(l-0)就是發(fā)電機在額定工況下的功角。 (四)試驗方法比較 (1)利用空載、短路特性測定縱軸同步電抗Xd，較為簡單，且所得結果也較準確。 (2)小轉(zhuǎn)差法較為簡單，但在

22、測量過程中易產(chǎn)生較大誤差。(3)閃光燈法僅適用于隱極發(fā)電機，在測量過程中需測量功角和功率因數(shù)角，試驗比較復雜，其測量結果的精度也受和角測量準確度的影響。第四節(jié) 發(fā)電機次暫態(tài)和暫態(tài)參數(shù)測量 一、基本概念 次暫態(tài)電抗Xd、Xq是發(fā)電機突然短路的瞬間，由短路電流的起始值所決定的定子電抗。暫態(tài)電抗Xd、Xq是由減掉超瞬變分量的短路電流分量的起始值所決定的定子電抗。 Ta是定子電流直流分量衰減時間常數(shù)。表征發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速和一定電壓下運行，定子繞組突然短路時，短路電流中直流分量衰減快慢的時間參數(shù)。 Td是定子繞組短路時縱軸暫態(tài)時間常數(shù)，表征發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速和一定電壓下運行，定子繞組突然短路。阻尼繞組開路

23、。(或無阻尼作用時)，定子電流中縱軸暫態(tài)分量衰減快慢的時間參數(shù)。 Td是定子繞組短路時縱軸次暫態(tài)時間常數(shù)，表征發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速和電壓下運行，轉(zhuǎn)子阻尼繞組(或阻尼回路)和勵磁繞組閉路，當定子繞組發(fā)生突然短路時，在阻尼作用下，定子電流中次暫態(tài)分量衰減快慢的時間參數(shù)。 Td0為定子繞組開路時縱軸暫態(tài)時間常數(shù)，系指發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速和額定電壓下運行，當運行條件發(fā)生突然變化時，由縱軸磁通所產(chǎn)生的開路定子電壓中暫態(tài)分量衰減快慢的時間參數(shù)。 二、測量方法 (一)三相突然短路法 三相突然短路試驗是測量發(fā)電機Xd、Xd、Td、Td及Ta等參數(shù)較好的方法。一般情況下，現(xiàn)場只需測定發(fā)電機參數(shù)的不飽和值，這時發(fā)電機應在

24、額定轉(zhuǎn)速nN及空載定子電壓U(14)U下進行三相突然短路試驗。至于測定參數(shù)的飽和值，則應在額定電壓下進行三相突然短路試驗。由于該試驗將產(chǎn)生很大的電動力而危及設備安全，故不宜在現(xiàn)場進行，只能作為考核發(fā)電機機械強度的型式試驗項目。 1試驗方法 (1)試驗接線。 三相突然短路試驗接線原理圖如圖169所示。 (2)試驗步驟。 1)將同步發(fā)電機拖動到額定轉(zhuǎn)速，先將發(fā)電機的定子電壓調(diào)節(jié)到(14)UN作空載運行。 2)在短路前記錄定子電壓U和勵磁電流IE，起動示波器開始錄波，隨即合上開關Q將定子繞組突然短接，攝錄定子電壓、三相定子電流及勵磁電流波形。 3)記錄短路時定子電流及勵磁電流的穩(wěn)態(tài)值，并根據(jù)示波器攝

25、錄的電流波形，確定電流波形的比例尺(Amm)。 (3)試驗要求及注意事項。 1)被試發(fā)電機應由配套的勵磁機供給勵磁且勵磁機必須為他勵。 2)攝錄短路電流波形時宜采用無感分流器，分流器的額定電流應大于被試發(fā)電機定子額定電流值。為確保人身和儀器安全，應把分流器接在短路開關Q與短路點O之間。短路點O必須可靠接地，使振子在短路前不會處于高電壓。定子回路所有的接點接觸必須良好和可靠，連接導線應有足夠的截面，且越短越好。 3)突然短路時用的三相開關(如接觸器或斷路器)應認真檢查或調(diào)整好，使三相盡可能同時合閘。 4)試驗時先在三相穩(wěn)態(tài)短路下，將三相電流送至示波器振子，調(diào)節(jié)光點的偏轉(zhuǎn)幅度，使三相突然短路時電流

26、波形有適當?shù)姆?，且在可能發(fā)生的最大電流時的波幅不超過振子允許的偏轉(zhuǎn)值及感光紙的邊緣。 三相突然短路電流最大值可按下式估算Imax=IN (1616)式中 U*突然短路前空載定子電壓標么值； Xd*次暫態(tài)電抗的設計值或估計值(標么值)； IN被試發(fā)電機的額定電流，A； Imax三相突然短路電流最大值，A。 2，數(shù)據(jù)處理 (1)畫出三相突然短路電流波幅的包絡線。將所攝錄電流波形的各個波峰值繪制在坐標紙上，然后用平滑的曲線連接起來，就得到一相電流波形的上下兩條包絡線，如圖16lO所示。如果起始幾個電流波峰之間的時間間隔不等，則應按實際量得的時間間隔繪制。 (2)將各相電流的周期分量與非周期分量分開

27、。取任一瞬間上、下兩包絡線的縱坐標，兩者代數(shù)和一半為該瞬間電流的非周期分量(即直流分量)，如圖1610中的虛線所示。兩者代數(shù)差的一半(即虛線至包絡線的距離)為該瞬間電流的周期分量，再求出三相短路電流周期分量各瞬間的算術平均值。即為三相短路時，定子電流周期分量的變化曲線。 (3)求暫態(tài)分量(Ik)和次暫態(tài)分量(Ik)。從定子電流周期分量的變化曲線中減去穩(wěn)態(tài)短路電流Jk，即得(Ik十Ik)電流曲線，將其繪于半對數(shù)坐標紙上(見圖1611)，使(Ik十Ik)曲線后半部的直線部分延伸到縱坐標上，其交點即為短路電流暫態(tài)分量的初始值Ik0。 在半對數(shù)坐標紙上，曲線(Ik十Ik)與直線Ik在同一瞬間的差值即為

28、短路電流的次暫態(tài)分量Ik。把次暫態(tài)電流分量與時間的關系也繪在半對數(shù)坐標紙上(見圖l611)，并將其延伸到縱坐標軸，則交點即為次暫態(tài)分量電流的初始值Ik0。(4)計算縱軸暫態(tài)電抗Xd和次暫態(tài)電抗Xd公式為 (1617) (1618)上兩式中 U短路前定子線電壓，V； UN、IN被試發(fā)電機的額定相電壓、相電流，V、A； Ik穩(wěn)態(tài)短路電流，A； Ik0、Ik0暫態(tài)電流、次暫態(tài)電流初始值，A。 (5)確定時間常數(shù)Td、Td及Ta。 定子繞組短路時的縱軸暫態(tài)時間常數(shù)Td是定子電流暫態(tài)分量自初始值Ik0衰減到0.368Ik0時所需的時間。 定子繞組短路時的縱軸次暫態(tài)時間常數(shù)Td是定子電流次暫態(tài)分量自初始值

29、Ik0。衰減到0.368Ik0時所需的時間。 定子繞組短路時的非周期分量時間常數(shù)Ta是定子電流非周期分量自初始值衰減到0.368初始值時所需的時間。(二)電壓恢復法試驗1，試驗方法將三相定子繞組短路，再將被試電機拖動到額定轉(zhuǎn)速，然后增加勵磁電流，使其相當于空載特性曲線直線部分的某一電壓(通常不高于O.7倍額定電壓)時的勵磁電流。 記下此時定子繞組的短路電流Ik。然后將短路的三相繞組同時斷開，用示波器攝錄任一相電流及任一線電壓的波形。當電壓恢復到穩(wěn)態(tài)值U后，讀表記下電壓數(shù)值，以確定空載電壓波形的比例尺(Vmm)。試驗時對勵磁回路的要求與三相突然短路試驗中的規(guī)定相同。 2數(shù)據(jù)處理 (1)畫出恢復電

30、壓波形的包絡線(見圖16 12)。 (2)將穩(wěn)態(tài)電壓U與恢復電壓包絡線之間的電壓差值對時間的關系繪于半對數(shù)坐標紙上(見圖1613)。此曲線為暫態(tài)電壓分量U與次暫態(tài)電壓分量U之和。將該曲線的直線部分延長，與縱坐標的交點即為暫態(tài)電壓分量的初始值U0。曲線U十U與曲線U之間的差值即為次暫態(tài)電壓分量U曲線，將其繪于同一坐標紙上，它與縱坐標軸的交點即是次暫態(tài)電壓分量的初始值U0。 (3)縱軸暫態(tài)電抗Xd及縱軸次暫態(tài)電抗Xd的計算 Xd= () (1619) X”d= (1620)式中 Ik在斷開短路前瞬間測得的定子電流，A； U穩(wěn)態(tài)電壓，V；U0、U00暫態(tài)電壓分量與次暫態(tài)電壓分量初始值，V。 (4)求

31、取了Td0和Td0。 定子繞組開路時縱軸暫態(tài)時間常數(shù)Td0是暫態(tài)電壓分量從初始值U0衰減到0.368U0時所需的時間。 定子繞組開路時縱軸次暫態(tài)時間常數(shù)Td0是次暫態(tài)電壓分量從初始值U0衰減到O.368U0時所需的時間。 (5)計算Td和Td0 在求得Td0、Td0后，可按下列關系式求取定子繞組短路時的縱軸暫態(tài)時間常數(shù)Td及次暫態(tài)時間常數(shù)Td。 Td=Td0 (1621) T”d=T”d0 (1622)式中 Xd直軸同步電抗的不飽和值，。 (6)在電壓恢復法試驗中，(U一U0U0)、(U一U0)以及兩者的差值與穩(wěn)態(tài)電壓U相比都是較小的，因而在示波圖加工及計算中容易引起誤差。為此，有些文獻建議，

32、除了拍攝上述的電壓恢復曲線外，用記錄紙以較快的速度(不小于0.44ms)再拍攝一張電壓復曲線起始部分的示波圖。示波圖上的電壓比例尺可如此選擇，使短路被切斷的初瞬，電壓(UU0U0)的幅度約為振子光點允許偏轉(zhuǎn)值的一半。由于穩(wěn)態(tài)電壓U超過(UU0一U0)好幾倍，因此振子光點在到達其允許的最大偏轉(zhuǎn)度前，應通過繼電器等裝置將振子回路自動斷開或用限幅器加以保護，以免損壞振子。 在普通坐標紙上(或在直接拍攝的感光紙上)畫出電壓恢復曲線的波幅包絡線，如圖1614所示。包絡線與tO時的縱坐標相交于a點，oaU一U0一U0。將曲線尾部的直線部分延伸，使其與縱坐標軸相交于b點，obUU0，于是可根據(jù)式(1619)

33、及式(1620)計算出Xd及Xd，并從圖l614中求得Td0。 電壓恢復法試驗的優(yōu)點是：試驗過程中，電機不會受到不正常的機械和電的沖擊作用，因而允許重復進行數(shù)次試驗。以獲得可靠的結果；電壓恢復法不需要種類繁多的輔助設備，如無感分流器等，因此現(xiàn)場容易進行；通常只需拍攝一個線電壓的恢復曲線，示波圖的加工量較小。 電壓恢復法的不足之處是：不能求出三相突然短路電流非周期分量的時間常數(shù)Ta；由換算來確定時間常數(shù)Td及Td的準確性較差。第五節(jié) 負序電抗測量 一、基本概念 在同步發(fā)電機正向同步旋轉(zhuǎn)，勵磁繞組短接，定子繞組端頭加上一組對稱的負序電壓，使定子繞組中流過負序電流時，同步發(fā)電機所表現(xiàn)的電抗就稱為負序

34、電抗。 負序電抗的標么值大致為：汽輪發(fā)電機負序電抗的平均值為0.155；裝有阻尼繞組的水輪發(fā)電機負序電抗的平均值為0.24；沒有阻尼繞組的水輪發(fā)電機負序電抗的平均值為0.42。 二、負序電抗X2的測量方法 (一)兩相穩(wěn)定短路測量法 兩相穩(wěn)定短路接線如圖1615所示。先將定子繞組兩相穩(wěn)定短路，把被試發(fā)電機拖動到額定轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)勵磁電流，使定子電流達到0.15IN左右，迅速測量兩相短路電流Ik2、短路相與開路相之間的電壓U以及對應于Ik2、U的功率O，則負序阻抗和負序電抗分別由式(1623)和式(1624)計算Z2= (1623) X2= (1624) 用這種測試方法無需外部電源，故較為簡單方便，且

35、具有足夠的精確度。但對于無阻尼的凸極同步發(fā)電機來說，由于不對稱穩(wěn)態(tài)短路時電壓和電流的波形畸變較明顯，需計及它們的影響。 測量中應注意事項有：由于負序電流導致轉(zhuǎn)子發(fā)熱，試驗時短路電流應限制在0.15IN以內(nèi)，試驗時間不宜超過5min，如試驗未完成。則應降低勵磁電流，待發(fā)電機冷卻一段時間后，方可重新進行試驗。 試驗前須檢查勵磁機勵磁變阻器是否在最大位置，合上勵磁開關時的電壓是否可能使發(fā)電機的短路電流超過0.15IN值。若超過0.15IN值，則須在勵磁機勵磁繞組回路中串接附加電阻。 (二)反向同步旋轉(zhuǎn)測定法反向同步旋轉(zhuǎn)試驗接線如圖1616所示。試驗時轉(zhuǎn)速要求準確地保持同步轉(zhuǎn)速，如果被試發(fā)電機的剩磁電

36、壓超過電源電壓值的30，則試驗前應將轉(zhuǎn)子去磁。 為了避免勵磁繞組產(chǎn)生過高的電壓，試驗前應將轉(zhuǎn)子繞組短路。然后將被試發(fā)電機拖到同步轉(zhuǎn)速，并在定子繞組上外施額定頻率、三相對稱的低電壓，外施電壓相序應使定子磁場的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。調(diào)節(jié)外施電壓，使定子電流為0.15IN左右，測取線電壓U、線電流I和輸入功率P0，負序電抗X2按下式計算 (1625)其中 Z2=,Z2*=,R2=,R2=式中 I三相定子電流的平均值，A； U三相外施電壓的平均值，V； P輸入總功率，W。 (三)用Xd、Xq計算X2值 定子負序電流所建立的磁場，在轉(zhuǎn)子回路里感應兩倍額定頻率的電流，因此負序電流磁場實際上是沿著相

37、當于次暫態(tài)電抗的磁路而閉合。負序電抗X2是隨著時間在Xd和Xq之間變化著，因此在作簡化分析時，就可近似地用縱軸和橫軸超瞬變電抗的平均值來作為負序電抗X2。對于隱極式發(fā)電機X2= (1626) 對于凸極式發(fā)電機，特別是無阻尼繞組的凸極發(fā)電機X2= (1627) (四)試驗方法比較 用Xd、Xq計算X2，簡單安全，測量精度高，一次試驗可獲得兩種參數(shù)，但需外施電源。兩相穩(wěn)定短路法，不需外部電源，較為簡單，且具有足夠的精確度，但對于無阻尼的凸極同步發(fā)電機，由于受同步磁場高次諧波的影響，易引起誤差，故需進行校正。第六節(jié) 零序電抗測量 一、基本概念 在正向同步旋轉(zhuǎn)、勵磁繞組短接、定子繞組上加一組對稱的零序

38、電壓(三相電壓數(shù)值相等、相位一致)時，同步發(fā)電機所表現(xiàn)的電抗稱為零序電抗。 由于三相零序電流所產(chǎn)生的脈振磁勢幅值相同，時間上同相位，而在空間互差120電角度，所以三相零序基波合成磁勢將等于零。也就是說，零序電流將不形成基波旋轉(zhuǎn)磁勢，零序磁場只是漏磁場，因此零序電抗屬于漏抗的性質(zhì)。 零序電抗的大小與繞組的節(jié)距有關。整距時，零序電抗和定子漏抗基本相等；當節(jié)距為時，零序槽漏磁接近于零，此時零序電抗將接近于定子繞組的端部漏抗的數(shù)值。 由于零序電流基本上不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，所以零序阻抗Z0的大小與轉(zhuǎn)子結構基本無關，零序電阻則近似等于定子電阻。 二、零序電抗X0的測量方法 (一)外電源測定法在測定零序電抗時，

39、可用圖1617所示的接線圖，把定子繞組各相并聯(lián)或串聯(lián)相接，然后在端點上外施一交流單相電源，使流入的零序電流數(shù)值等于(525)額定定子電流。外施電壓應為額定頻率。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子由原動機帶動，使它以同步速度旋轉(zhuǎn)，勵磁繞組應短接，使在進行試驗時的情況盡可能符合正常運行工況。根據(jù)電壓表、電流表和功率表的讀數(shù)，便可求出零序電阻和零序電抗的數(shù)值。 零序電抗的測定，也可在轉(zhuǎn)子不動的情況下進行。但這時應把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至不同的位置，在幾個不同位置時讀數(shù)，然后取其平均值；還可將轉(zhuǎn)子取出后進行。 如試驗是在發(fā)電機旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行，同時勵磁回路又是短接的，則所得結果最確切。在 其它條件下所測得結果都會因為定子繞組的高次諧波作用

40、而有不同程度的誤差。 當定子繞組三相接線方式為并聯(lián)時，則 X0 (1628)當定子繞組三相串聯(lián)時，則 X0 (1629)上兩式中：U、I分別為試驗測定的電壓、電流值。 由于零序電阻值很小，常可忽略不計，因此上兩式可近似等于零序電抗值。 在電源電壓大小相等的情況下，并聯(lián)接線時的電流串聯(lián)接線時的9倍。因此串聯(lián)接線時試驗電源容量小，各相電流在任何情況下均相等，故串聯(lián)接線比并聯(lián)接線要好。在能拆開定子繞組中性點的情況下，最好采用串聯(lián)接線法測量零序電抗。 (二)兩相對中性點短路法 兩相對中性點短路法試驗接線見圖1618。 先將定子繞組兩相對中性點短路，被試發(fā)電機拖動到額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)勵磁電流使通過中性點連接

41、線的電流達到所需值(0.05IN0.25IN)，同時量取開路相到中性點間的電壓U、短路相線端與中性點間連接線中所通過的電流I。 忽略諧波影響時，零序電抗按下式計算 X0= (1630) 測量中應注意，由于負序磁場存在，可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)子局部過熱現(xiàn)象，所以應盡量縮短試驗時間。 試驗時需加的勵磁電流非常小，為調(diào)節(jié)穩(wěn)定試驗前應在勵磁繞組回路中串聯(lián)附加電阻。由于功率因數(shù)比較小，試驗中應采用低功率因數(shù)瓦特表。第七節(jié) 發(fā)電機滅磁時間常數(shù)測定 一、概述 發(fā)電機在運行中，如發(fā)生突然短路或斷路器跳閘甩負荷后，即進人暫態(tài)過程。此時定子電壓、電流都按一定的規(guī)律變化。反應定子電壓和電流的轉(zhuǎn)子回路磁鏈也將按同一規(guī)律變化。通過

42、發(fā)電機滅磁時間常數(shù)試驗可以來研究和分析這種暫態(tài)變化規(guī)律，可以求取勵磁繞組的時間常數(shù)和阻尼繞組的時間常數(shù)，試驗方法比較簡單易行。 由于發(fā)電機各繞組都不是孤立存在的，相互間有互感，在確定時間常數(shù)時應采用考慮了互感影響后的有效電感。 二、一般概念在轉(zhuǎn)子繞組切換至滅磁電阻的瞬間，根據(jù)磁鏈守恒原理，轉(zhuǎn)子繞組中流過的電流等于原始狀態(tài)(即滅磁前瞬間)時繞組中的電流IE0。如果忽略發(fā)電機磁路飽和的影響，并在無阻尼繞組的條件下，此電流將按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減至零，即IE(t)=IE0 (1631)式中 T滅磁時間常數(shù)； IE0在原始狀態(tài)時轉(zhuǎn)子繞組中的電流，A。 轉(zhuǎn)子繞組的滅磁過程對應于定子繞組是開路還是短路可分為兩

43、種情況，定子繞組開路時的滅磁時間常數(shù)T0為 T0= = TE0 (1632)式中 TE0轉(zhuǎn)子繞組本身的時間常數(shù)； RE轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻，； RM滅磁電阻，； LE轉(zhuǎn)子繞組本身的自電感，H。 而 TE0= 定子繞組短路時的滅磁時間常數(shù)Tk為 Tk= (1633) 式中的工LEK可根據(jù)圖1619中XEX的等值電路圖求得。圖1619為定子繞組開路和短路條件下滅磁時間常數(shù)試驗時從轉(zhuǎn)子繞組看進去的電抗等值回路。 根據(jù)圖1619可得以下關系式 XE0Xad十XE XEKX2十XXad(X十Xad)根據(jù)發(fā)電機理論，發(fā)電機的縱軸同步電抗為XdX十Xad，而發(fā)電機的暫態(tài)電抗為XdX十XEXad(XE十Xad)

44、，于是可得到XEK=XE0由此可得 Tk= T0 (1634) 從式(1634)得到，定子繞組開路時的滅磁時間常數(shù)比定子繞組短路時的滅磁時間常數(shù)要長。 在滅磁后，定子電壓和定子電流也將按轉(zhuǎn)子電流一樣的規(guī)律衰減。 在定子繞組開路的滅磁時間常數(shù)試驗時 U(t)(U0Ur)+Ur (1635)式中 U0滅磁試驗開始時的定子電壓，V； Ur滅磁試驗結束后的定子殘壓，V。 當tT0。時 U(t=T0)(U0Ur)e-1十Ur 由于定子殘壓Ur一般很小，可以忽略不計，所以 U(tT0)U0e-10.368U 因此，定子繞組開路滅磁時間常數(shù)T0就等于發(fā)電機開路滅磁時，其定子電壓從其起始值U0降到0.368U

45、0時所需的時間。 定子繞組短路滅磁時間常數(shù)試驗時I(t)=(I0-Ir)+Ir (1636)式中 I0滅磁試驗開始時的定子電流，A； Ir滅磁試驗結束時的定子電流，A。 當tTk時 I(t=Tk)(I0Ir)e-1十Ir 忽略定子繞組殘流時可得 I(tTK)I0e-10.368I0 因此，定子繞組短路滅磁時間常數(shù)Tk就等于發(fā)電機短路滅磁時，其定子電流從起始值衰減到0.368倍所需的時間。 如果發(fā)電機有阻尼繞組，將使磁場的衰減變慢，滅磁時間常數(shù)相應變大，具體的理論和數(shù)學分析比較復雜，這里不再贅述。但從試驗來求取滅磁時間常數(shù)的方法是一樣的。 轉(zhuǎn)子繞組上電壓的衰減也具有同樣的規(guī)律，即 UE(t)=I

46、E0RM (1637) 由此可見，轉(zhuǎn)子繞子上電壓的最大值出現(xiàn)在滅磁開始瞬間，即為 UEMIE0RE=UE0UE0=IE0RE式中 RE轉(zhuǎn)子繞組直流電阻。 此電壓與滅磁電阻成正比，并等于滅磁前轉(zhuǎn)子電壓的只RMRE倍。滅磁電阻越大，轉(zhuǎn)子繞組上的過電壓越高，但過電壓的衰減也越快。實際上的過電壓比理論計算值小，因為自動滅磁開關觸頭之間產(chǎn)生的電弧限制了過電壓的升高。經(jīng)驗證明，滅磁電阻的大小應為熱狀態(tài)轉(zhuǎn)子繞組電阻的45倍。在現(xiàn)場可采用雙臂電橋來測量其直流電阻。 三、滅磁時間常數(shù)測量 測量滅磁時間常數(shù)一般與發(fā)電機空載、短路特性試驗一起進行，可采用光線示波器或其他數(shù)字式錄波裝置進行測量。 1.定子繞組開路滅磁

47、時間常數(shù)測量 (1)在發(fā)電機空載特性試驗時，如圖161所示，將定子電壓、勵磁電流和勵磁電壓等信號接入光線示波器。 (2)發(fā)電機空載試驗結束，將定子電壓保持在額定值，并記錄定子電壓，勵磁電流和勵磁電流穩(wěn)態(tài)值作為基準。 (3)先磨動光線示波器，隨后跳開滅磁開關，錄取發(fā)電機定子電壓、勵磁電壓和勵磁電流的衰減波形。 (4)測量結束，可從示波圖上量得定子繞組滅磁時間常數(shù)。具體就是確定定子電壓從UN衰減到0.368UN所需的時間。 2.定子繞組短路滅磁常數(shù)測量 (1)在發(fā)電機短路試驗時，如圖162所示，將定子電流、勵磁電流和勵磁電壓等信號接人光線示波器。 (2)發(fā)電機短路試驗結束后，將定子電流保持在額定值

48、，并記錄定子電流、勵磁電流和勵磁電壓穩(wěn)態(tài)值作為基準。 (3)先啟動光線示波器，隨后跳開滅磁開關，錄取發(fā)電機定子電流、勵磁電流和勵磁電壓的衰減波形。 (4)測量結束可從示波圖上量得定子繞組短路滅磁時間常數(shù)。具體就是確定定子電流從IN衰減到0.368IN所需的時間。 3.試驗記錄的整理 在錄取電壓(電流)衰減波形后，可以用作圖法來求取時間常數(shù)。按定子電壓(或電流)的額定值作為基準，量取各時間間隔的定子電壓(電流)值，將這些點畫在坐標紙上，可得到一衰減曲線，如圖1620。在縱坐標上取0.368UN(或0.368IN)得到C點，過C點作平行于橫坐標的直線，與所畫曲線相交于A點，再經(jīng)A點作垂線，與橫坐標

49、相交于B點，則OB所代表的時間就是所求的滅磁時間常數(shù)T0(或TK0)。第八節(jié) 發(fā)電機直流電阻測量 定子繞組的直流電阻包括繞組銅導線電阻和焊接頭電阻。直流電阻的大小與發(fā)電機型式和容量有關，同一臺發(fā)電機直流電阻的變化一般是焊接頭電阻變化和股線斷股的反映。 轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻變化一般是匝間短路、接頭開焊或接觸不良引起的。 一、定子繞組直流電阻測量 由于定子繞組的直流電阻值是以毫歐計，因此若要從測量結果中判斷12的電阻變化，就必須使用準確度不低于0.5級的表計和正確的測量方法。 當發(fā)電機各相的首尾端分別引出時，應分相測量其直流電阻，如繞組為雙星形接線者，應分別測量每個分支的直流電阻。 (一)測量方法

50、1.電流電壓表法 電流電壓表法測定子繞組直流電阻原理接線如圖1621所示。測量電流不得超過定于額定電流的20。測量用表計應不低于0.5級。 由于電壓表的內(nèi)阻比定子繞組電阻大得多，因此電壓表的分流可忽略不計，所以 Rx= (1638)式中 Rx被測繞組的電阻，； U直流試驗電壓，V； I流過被測繞組的電流，A。 2.直流電橋法 用雙臂電橋(如QJ19、QJ44型電橋)，按使用說明書接線及操作。 無論用哪種方法測量電阻，都需準確測量當時繞組的溫度，溫度有1的誤差將會帶來直流電阻約0.4的誤差，容易造成誤判斷。測直流電阻時，發(fā)電機應處于冷狀態(tài)，即繞組表面溫度與周圍空氣溫度之差不應超過土3。 (二)測

51、量結果分析 (1)各相(或各分支)的直流電阻值，在校正了由于引線長度不同而引起的誤差后，相互間的最大差值與最小值之比不得大于1.5，即= 100% (1639)式中 Rmax最大(相或分支)直流電阻，； Rmin最小(相或分支)直流電阻，。 (2)各相(或分支)直流電阻經(jīng)溫度換算后，與出廠值或交接試驗值比較，同一相(或分支)的相對變化也不應大于1.5。 (3)對所測直流電阻不合格的繞組應與歷次試驗結果進行比較，分析電阻值的變化情況，作出正確判斷。 二、轉(zhuǎn)子繞組直流電阻測量 發(fā)電機大修時，應在冷狀態(tài)下，對轉(zhuǎn)子繞組用不低于0.5級的雙臂電橋或電流、電壓表法(壓降法)測量直流電阻。所測電阻值經(jīng)過溫度

52、換算后與以前所測結果比較，其差別應不超過土2。差別在-2以下時則認為有匝間短路；差別在+2以上則可能有接頭開焊或接觸不良。第九節(jié) 定子鐵芯損耗試驗 一、概述 發(fā)電機定子鐵芯損耗試驗，是檢查定子鐵芯絕緣情況的有效方法。在發(fā)電機定子繞組發(fā)生故障、定子鐵芯受到損壞或運行中發(fā)現(xiàn)定子有局部高溫以及在大修檢查中懷疑鐵芯絕緣有短路等必要情況時，應進行此項試驗，以防止發(fā)電機在運行中，定子鐵芯因局部渦流過大而引起鐵芯局部過熱，造成燒傷定子繞組絕緣或燒損鐵芯事故。 根據(jù)DLT 5961996電力設備預防性試驗規(guī)程的規(guī)定，定子鐵芯試驗時，采用50Hz工頻電源，在磁密為1T下持續(xù)試驗時間為90min，在磁密為1.4T

53、下持續(xù)時間為45min。 二、試驗方法 (一)試驗接線圖 按圖1622接線，所用儀表精度不低于0.5級。另外應準備一臺紅外熱像儀用來測量溫度。 (二)定子鐵芯軛部截面積計算 Slh (1640)其中 lK(l1-nl2);h= - h1式中 S定子鐵芯扼部截面積，cm2； l定子軸向凈長，cm； l1定子鐵芯總長，cm； l2定子鐵芯通風溝寬度，cm； n通風溝數(shù)； K鐵芯填充系數(shù)，取0.93； h定子鐵芯齒背高度，cm； D1定子鐵芯有效外徑，cm； D2定子鐵芯有效內(nèi)徑，cm； h1定子鐵芯齒高，cm。 (三)勵磁線圈匝數(shù)和勵磁電流估算 勵磁線圈匝數(shù)可按下式計算W = = (1641)式中

54、 B鐵芯扼部磁通密度，T； U勵磁線圈電壓，V。 勵磁電流按下式估算 I= (1642) DavD1-h式中 Dav定子鐵芯軛部中間對應的鐵芯直徑，cm； H0磁場強度，Acm。 勵磁線圈導線截面按每平方毫米(銅芯)不大于3A的電流密度選擇。 (四)接線 將發(fā)電機轉(zhuǎn)子抽出，定子繞組用不小于50mm2截面的導線三相短路接地。如定子繞組有尚未消除的接地點時，則繞組只需短路，不可再接地，以免多點接地使鐵芯燒傷。 根據(jù)上面計算，先選擇額定電流為1.52倍勵磁電流的絕緣完好的導線(不可用金屬外皮導線或鎧裝電纜等)，將勵磁線圈根據(jù)圖l6-22纏繞于鐵芯圓周。再根據(jù)所選定儀表量程的電壓，按電壓與匝數(shù)的正比關

55、系選定測量線圈的匝數(shù)，并用絕緣導線根據(jù)圖1622所示繞于定子鐵芯上，然后按圖1622接好所有儀表。 接線完畢后，可在鐵芯齒部、扼部各放置一只溫度計，測取鐵芯的初始溫度和室溫。并用紅外熱像儀測取和進行記憶。 (五)通電測量 接通電源進行試驗。當達到所要求試驗工況時，各儀表指示應與估算值無太大差別。用紅外熱像儀開始對鐵芯發(fā)熱狀況進行檢測。在試驗過程中，如紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)有溫度明顯偏高點，或發(fā)現(xiàn)有冒煙或發(fā)紅現(xiàn)象時，應立即停止試驗，并對這些地方進行標記。 達到試驗時間后，切斷電源，結束試驗。試驗期間每隔10min，記錄一次儀表讀數(shù)，且將紅外熱像儀的檢測畫面記憶一次。 (六)注意事項 (1)勵磁線圈和測量

56、線圈的導線必須絕緣良好，導線應不觸及鐵芯，避免因?qū)Ь€絕緣不良，發(fā)生對地短路燒傷鐵芯。 (2)制訂專門的安全措施，防止金屬工具、雜物等落在發(fā)電機內(nèi)。 (3)試驗時還應仔細觀察，防止鐵芯松動和通風溝中有殘余金屬雜物。 (4)試驗過程中如發(fā)現(xiàn)有局部過熱點，但溫差又不顯著，可適當提高磁通密度。這樣，既能縮短試驗時間，又能找到缺陷部位。 三、試驗結果整理與分析 (一)單位鐵損換算 = (W/kg) (1643) mDavS7.810-324.5DavS10-3式中 PFe功率表所測得數(shù)值，即實測總鐵損，W； m鐵軛質(zhì)量，kg； B試驗時實際磁通密度，T； BT根據(jù)試驗要求，取1T或1.4T； U2測量線

57、圈測得的電壓，V; W2測量線圈匝數(shù)，匝。根據(jù)部頒DLT 5961996電力設備預防性試驗規(guī)程的規(guī)定，磁通密度在1T下單位損耗不大于1.3倍參考值；在1.4T下自行規(guī)定。單位損耗的參考值根據(jù)硅鋼片品種的不同而不同，如表16l所示。1.4T下單位損耗參考值可由表161中1.5T下單位損耗值推算。表161 硅鋼片的單位損耗硅鋼片品種代號厚度(mm)單位損耗(Wkg)1T下1.5T下熱軋硅鋼片D210.52.56.1D220.52.25.3D230.52.15.1D320.51.84.0D320.351.43.2D410.51.63.6D420.51.353.15D430.51.22.90D420.

58、351.152.80D430.351.052.50冷軋硅鋼片無取向W210.52.35.3W220.52.04.7W320.51.63.6W330.51.43.3W320.351.253.1W330.351.052.7單取向Q30.350.71.6Q40.350.61.4Q50.350.551.2Q60.350.441.1 (二)最高齒溫差的換算 = (t1-t2) (K) (1644)式中 t1最高齒溫，； t2最低齒溫，。 根據(jù)部頒DLT5961996電力設備預防性試驗規(guī)程的規(guī)定，磁通密度在1T下齒的最高溫升不大于25K，齒的最大溫差不大于15K。在1.4T下自行規(guī)定。 (三)齒最高溫升的

59、換算 = (t1-t0) (K) (1645)式中 t0鐵芯齒的初始溫度，。 (四)實測舉例 某臺機組，型號QFSS-300-2，在停機檢查時，發(fā)現(xiàn)定子汽側(cè)鐵芯齒表面有若干被硬物打成的大小不一的凹坑，鐵芯硅鋼片齒表面被打變形，倒向通風溝。為此，決定做定子鐵芯損耗試驗。 試驗接線采用了如圖1622(b)所示的接線方式，試驗電源采用了兩臺1250kVA變壓器。根據(jù)制造廠提供的數(shù)據(jù)，試驗中的磁通密度按1T考慮，H0取0.5Acm。 試驗結果如下。 磁通密度實際值：1.0209T； 最高齒溫升(換算至1T下)：25K； 最高齒溫差(換算至1T下)：25K； 試驗持續(xù)時間：90min。 可見測試結果超過

60、標準規(guī)定，對熱點進行處理后，再次試驗結果如下。 磁通密度實際值：1.0209T； 最高齒溫升(換算至1T下)：17K； 最高齒溫差(換算至1T下)：13K； 試驗持續(xù)時間：90min。試驗結果表明，處理后缺陷已消除。第十節(jié) 相序檢查和定相 一、概述 在三相交流系統(tǒng)中，各相電流或電壓將依先后次序達到最大值(或零值)，各相按達到最大值的先后次序排列的順序叫相序。 按規(guī)定，用符號U、V、W來分別表示三相。如果各相按U、V、W的順序依次達到最大值，則稱為正相序。否則，例如按U、W、V的順序依次達到最大值，則稱為負相序。在電力系統(tǒng)中，相序是否一致關系到能否并列運行。 定相是進行并列或并網(wǎng)時不可缺少的試驗