第一部分發(fā)電機(jī)檢修時(shí)的試驗(yàn)與診斷

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第一部分《發(fā)電機(jī)檢修時(shí)的試驗(yàn)與診斷》

發(fā)電機(jī)檢修時(shí)的試驗(yàn)與診斷

發(fā)電機(jī)試驗(yàn)與診斷的重要性，項(xiàng)目及分類

〔－〕試驗(yàn)與診斷的重要性在制造廠：確保發(fā)電機(jī)的制造質(zhì)量，檢查發(fā)電機(jī)電氣和機(jī)械特性是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求及能否出廠。在發(fā)電廠〔用戶〕：檢查發(fā)電機(jī)經(jīng)運(yùn)輸和安裝后有無(wú)損傷性缺陷和問(wèn)題；發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行后，經(jīng)大修及小修消缺后是否合格，能否達(dá)到正常運(yùn)行的條件。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB755-2000《旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能》

GB/T7064-2022《透平型同步電機(jī)的技術(shù)要求》

GB1029-80《同步電機(jī)試驗(yàn)方法》

GB50150-91《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》

電力行業(yè)

DL/T596-1996《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》

發(fā)電機(jī)檢修時(shí)的試驗(yàn)與診斷

〔二〕發(fā)電機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目及分類

按在制造廠內(nèi)、工地安裝〔并網(wǎng)運(yùn)行前后〕及運(yùn)行維護(hù)要求分為：型式試驗(yàn)

出廠〔檢查〕試驗(yàn)

交接試驗(yàn)

預(yù)防性試驗(yàn)

發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目

1.定子繞組的干燥試驗(yàn)2.定子繞組的直流電阻的測(cè)量3.定子繞組絕緣電阻、汲取比及極化指數(shù)的測(cè)定4.定子繞組直流泄漏電流測(cè)量及直流耐壓試驗(yàn)5.定子繞組溝通耐壓試驗(yàn)6.定子熱水流試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)

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7.定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測(cè)量其表面對(duì)地電壓及泄漏電流試驗(yàn)

8.汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部自振頻率及整體模態(tài)的測(cè)量

9.定子鐵芯試驗(yàn)及診斷

10.轉(zhuǎn)子繞組接地及匝間短路的測(cè)試

11.定子槽部線圈防暈層對(duì)地電位的測(cè)量

12.發(fā)電機(jī)軸電壓測(cè)量

13.發(fā)電機(jī)的溫升試驗(yàn)

14.大型發(fā)電機(jī)定子繞組超低頻耐壓試驗(yàn)問(wèn)題

15.發(fā)電機(jī)絕緣故障在線監(jiān)測(cè)

16.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻的測(cè)量

17.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子溝通耐壓試驗(yàn)

18.發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)

19.發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)

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一．發(fā)電機(jī)定子繞組的干燥

發(fā)電機(jī)定子繞組的干燥：電機(jī)繞組的絕緣在長(zhǎng)期存放、長(zhǎng)期停機(jī)

以及在運(yùn)輸安裝過(guò)程中均有受潮的可能。受潮可以分為兩種狀況：一種是繞組絕緣表面受潮；另一種是絕緣內(nèi)部受潮。假設(shè)絕緣只是表面受潮，當(dāng)空氣干燥時(shí)，只要溫度一上升，絕緣電阻就會(huì)上升；假設(shè)是內(nèi)部受湘，那么需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的加溫干燥，絕緣電阻才能上升。

對(duì)于環(huán)氧粉云母絕緣的定子繞組，溫度在10-40℃狀況下，同時(shí)滿

足以下兩個(gè)條件時(shí)，發(fā)電機(jī)可不經(jīng)過(guò)干燥而徑直進(jìn)行交、直流耐壓試驗(yàn)。

(1)測(cè)得的絕緣電阻汲取比R60/R15≥1.6;

(2〕定子繞組絕緣電阻在常溫下不低于其額定電壓每千伏1兆歐。

假如不滿意上述條件，那么應(yīng)進(jìn)行干燥。對(duì)轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻值不宜低于0.5兆歐；否那么也應(yīng)進(jìn)行干燥。

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干燥方法及考前須知

1．外加直流干燥法

〔1〕直流電焊機(jī)

〔2〕大電流硅整流器

2．三相短路干燥法

3．加溫過(guò)程中，線圈的最高溫度：以酒精溫度計(jì)測(cè)量時(shí)，不應(yīng)超過(guò)

70℃；以檢溫計(jì)測(cè)量時(shí)，不應(yīng)超過(guò)85℃，溫度應(yīng)逐步上升，在40℃以下，每小時(shí)溫升不超過(guò)5-8℃。

4．每4-8h用兆歐表測(cè)三相繞組對(duì)機(jī)殼的總絕緣電阻一次，讀出R60”及R15”，算出汲取比，并依據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度折算為75℃的絕緣電阻

值。

5．當(dāng)達(dá)到前述條件時(shí)，干燥即可結(jié)束。

6．干燥完畢，降溫的速度也不宜太快，每小時(shí)按10℃速率掌握。

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案例分析：

一臺(tái)75000KW，電壓13.8KV，采納環(huán)氧粉云母絕緣的水輪發(fā)電機(jī)，

在未干燥時(shí)〔29℃〕測(cè)U相R15=30MΩ，R60=48MΩ，汲取比R60/

R15=1.6；干燥后〔37℃〕U相R15=150MΩ，R60=500MΩ，汲取比R60/R15=3.3。干燥前加壓34.5KV時(shí)，60S時(shí)泄漏電流為1350uA；干燥后僅有47uA，減削了近28倍。干燥加溫時(shí)間用了10h。證明干燥與對(duì)絕緣電阻、汲取比、泄漏電流的影響很大。

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二．繞組的直流電阻測(cè)量

測(cè)量定子繞組的直流電阻：檢查斷股、接頭焊接質(zhì)量、套管引出線接觸不良等；

測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻：檢查匝間短路及接觸狀態(tài)；

測(cè)量方法及考前須知

1．電橋法

用具有5位數(shù)字、精度0.1級(jí)的雙臂電橋式微歐計(jì)〔如QJ19、QJ44型電橋〕

2．電壓表電流表法〔徑直降壓法〕

3．為提高測(cè)量精確度，可將三相繞組串聯(lián)，通以同一電流，分別測(cè)各相的電壓降。

4．為減削因測(cè)量?jī)x表不同而引起誤差，每次測(cè)量采納同一電流表、電壓表或電橋。

5．由于定子繞組的電感很大，防止由于繞組的自感電勢(shì)損壞表計(jì)，待電流穩(wěn)定后再接人電壓表或檢流計(jì)。在斷開(kāi)電源前應(yīng)先斷開(kāi)電壓表或檢流計(jì)。

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6．測(cè)量時(shí)，電壓回路的連線不允許有接頭，電流回路要用截面足夠的

導(dǎo)線，連接需要良好。

7．精確地測(cè)量繞組的溫度。

8．應(yīng)在冷狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，并折合至同一溫度進(jìn)行比較。

9．對(duì)于測(cè)量不合格的發(fā)電機(jī)應(yīng)進(jìn)一步查明緣由。如敲擊各定子繞組接

頭或通直流〔10～15％IN〕觀測(cè)有無(wú)發(fā)熱部位。

特定標(biāo)準(zhǔn)

將試驗(yàn)結(jié)果折算在同一溫度及校正了測(cè)量引線引起的誤差后，定子應(yīng)

不大于1.5％〔汽輪發(fā)電機(jī)〕及不大于1％〔水輪發(fā)電機(jī)〕；轉(zhuǎn)子應(yīng)不大于2％，并應(yīng)對(duì)各磁極線圈的連接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

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定子繞組焊接頭的檢查方法

測(cè)量方法及考前須知

1.直流電阻分段比較法

直流電阻分段比較法是將有懷疑的一相或分支等分成兩段，測(cè)量其電阻，然后將電阻大的一段再分段測(cè)量比較，如此繼續(xù)下去最末可找到不良焊接頭的部位。電阻的測(cè)量可用電壓表電流表或電橋法。

留意以下兩點(diǎn)：

(1)被分割的兩段的線圈與接頭數(shù)目需要相等。

(2)測(cè)量時(shí)可剝開(kāi)測(cè)量點(diǎn)焊接頭的絕緣或選擇適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)鉆孔刺針。

對(duì)大型水輪發(fā)電機(jī)而言，由于定子繞組并聯(lián)支路數(shù)目較多，線圈的接頭也較多，個(gè)別接頭電阻發(fā)生增大甚至嚴(yán)峻惡化，對(duì)該相繞組的總體直流電阻增長(zhǎng)不顯著，即使有很小改變，也易被測(cè)量的誤差所掩蓋，用測(cè)量繞組整體直流電阻方法來(lái)發(fā)覺(jué)繞組接頭問(wèn)題

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是不行的。

2.焊接頭直流電阻測(cè)量法

(1)測(cè)量法

測(cè)量接頭的直流電阻可以采納直流壓降法或雙臂電橋法。實(shí)踐證明采納前者比較簡(jiǎn)便。

(2)測(cè)量結(jié)果的判斷

焊頭質(zhì)量好壞及改變能反映在焊頭直流電阻的大小及改變上，但

由于很多緣由，如接頭的整形、焊料，焊接工藝不可能非常全都，加上測(cè)量誤差，在同一臺(tái)發(fā)電機(jī)上，質(zhì)量合格的焊接頭的直流電阻不盡相同，反映在測(cè)試數(shù)值上呈分散性。良好的焊接頭電阻小于同長(zhǎng)度導(dǎo)線的電阻值，相互比較無(wú)顯著差別。

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三．繞組的絕緣電阻測(cè)量

定子繞組絕緣電阻、汲取比及極化指數(shù)的測(cè)定。

1.測(cè)定絕緣電阻時(shí)的物理過(guò)程

i--總電流；i1—電容電流；i2—汲取電流；圖

-1泄漏電流、絕緣電阻測(cè)量值與時(shí)間的關(guān)系

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2.測(cè)量絕緣電阻應(yīng)留意的幾個(gè)問(wèn)題(1)溫度的換算Rc=KtRiRc換算至40℃或75℃時(shí)的絕緣電阻Ri試驗(yàn)時(shí)溫度為t時(shí)的絕緣電阻Kt換算因數(shù)

絕緣電阻溫度換算因數(shù)Kt與發(fā)電機(jī)的絕緣材料等級(jí)及測(cè)試時(shí)繞

組的溫度有關(guān)，對(duì)于發(fā)電機(jī)B級(jí)絕緣時(shí)，KtB=1/[2(75-t)/10]；對(duì)于發(fā)電機(jī)A級(jí)絕緣時(shí)，KtA=10(t-75)/40。

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(2)濕度的影響

閱歷指出：發(fā)電機(jī)繞組受潮不甚嚴(yán)峻時(shí)，絕緣電阻與汲取比雖然

降低，但很少影響其擊穿強(qiáng)度，由于水分很難浸人絕緣內(nèi)部，只能浸入表面幾層；當(dāng)發(fā)電機(jī)由于長(zhǎng)途運(yùn)輸與長(zhǎng)期停機(jī)而受潮較嚴(yán)峻時(shí)，需要經(jīng)過(guò)干燥處理后才能進(jìn)行其他試驗(yàn)。

〔3〕絕緣物中剩余電荷對(duì)絕緣電阻與汲取比測(cè)量的影響

發(fā)電機(jī)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量或直流耐壓以后，需要充分放電。假如

不放電或放電不充分，不僅徑直影響絕緣電阻與汲取比的測(cè)量結(jié)果，而且會(huì)影響人身與試驗(yàn)設(shè)備的安全。

〔4〕兆歐表放置在遠(yuǎn)離大電流導(dǎo)體或磁場(chǎng)干擾的地方，避開(kāi)環(huán)境

對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的影響。

〔5〕測(cè)量發(fā)電機(jī)的某相繞組對(duì)地絕緣，其他非被試相應(yīng)接地?！?〕測(cè)量前后，將被試物對(duì)地充分放電。

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3.合格標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)所測(cè)得的絕緣電阻值與汲取比應(yīng)進(jìn)行縱橫比較分析，即本次試驗(yàn)

結(jié)果與歷次試驗(yàn)記錄的比較、各相間相互比較、與同類發(fā)電機(jī)

比較以及各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的綜合比較。

在GB50150-1991與Q/CSG10007-2022標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程中作如下規(guī)定：(1)各相絕緣電阻的不平衡系數(shù)不應(yīng)大于2。

(2〕瀝青浸膠及烘卷云母絕緣分相測(cè)得的汲取比不小于1.3或

極化指數(shù)不小于1.5；對(duì)環(huán)氧粉云母絕緣汲取比不小于1.6或

極化指數(shù)不小于2.0；水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的汲取比和極化指數(shù)自行

規(guī)定。測(cè)量的匯水管及引水管的絕緣電阻應(yīng)符合廠家的規(guī)定。

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(3)對(duì)于不同溫度下測(cè)得的絕緣電阻值需進(jìn)行比較時(shí)，對(duì)于B級(jí)絕

緣、A級(jí)絕緣材料分別換算為75℃時(shí)絕緣電阻進(jìn)行比較。汲取比與極化指數(shù)不作溫度換算。

(4〕假設(shè)絕緣電阻降低至初次〔交接或大修時(shí)〕測(cè)得結(jié)果的1/5-1/3

時(shí)，應(yīng)查明緣由，設(shè)法清除。

4.說(shuō)明

〔1〕水內(nèi)冷定子繞組用專用兆歐表。

〔2〕200MW及以上機(jī)組推舉測(cè)量極化指數(shù)。

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教訓(xùn)：

在表面無(wú)屏蔽措施的兆歐表?yè)u測(cè)絕緣電阻時(shí)，在搖測(cè)過(guò)程中，表

面玻璃用手擦拭涌現(xiàn)分散很大的測(cè)量結(jié)果，緣由是手擦拭表面玻璃，會(huì)因摩擦起電而產(chǎn)生靜電荷，對(duì)表針偏移產(chǎn)生影響，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)。處理方法：在表殼玻璃上設(shè)一段銅導(dǎo)線，可以清除靜電荷對(duì)指針的引力。

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四．直流泄漏電流測(cè)量及耐壓試驗(yàn)直流泄漏電流測(cè)量及耐壓試驗(yàn)是發(fā)電機(jī)交接與預(yù)防試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)

范中規(guī)定必做的項(xiàng)目之一，進(jìn)行此試驗(yàn)，可以比兆歐表更有效地發(fā)覺(jué)定子繞組端部一些尚未貫穿的集中性絕緣缺陷，其特點(diǎn)是：

1．可依據(jù)泄漏電流