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发电机试验

发电机试验是预防性试验,是电力设备运行与维护的一个重要环节,是保证电力系统安全运行的有效手段之一。电力设备绝缘预防性试验时值对已经投入运行的设备按照规定的试验条件、试验项目和试验周期所进行的检查、试验或监测。它是判断设备能否继续投入运行,预防发生事故或设备损坏以及安全运行的重要措施。

发电机定子、转子绕组绝缘电阻、吸收比试验

测量绝缘电阻是预防性试验内容之一,是一项最简单又最方便的试验方法,通常使用兆欧表(俗称摇表)来进行测量,根据测得的试品在1分钟内的绝缘垫的大小,可以检测出绝缘是否存在缺陷,受潮等现象。

发电机定子、转子绕组绝缘电阻的测量

1.首先要将发电机脱离电源,并对发电机绕组进行充分放电,时间不少于15min。

2.根据发电机额定电压正确选择兆欧表电压等级,高压发电机一般选择2500v兆欧表;低压发电机一般选取500~1000v兆欧表。转子一般选用500v兆欧表。(具体视情况而定,请参照更详细的资料。)

3.对于长期放置的兆欧表,在测量前,应判断其完好性。方法:开路试验,要求表头指示应为“∞”;短路试验,要求轻摇兆欧表手柄,表头指示应为“0”,则该兆欧表为完好。

4.测量定子绕组相同、相对地间绝缘电阻时的接线如图所示(抱歉目前没图),测量引线应具有足够的绝缘水平,绕组B、Y两端应用导线将绝缘表面加以屏蔽,从而消除边缘泄露对测量值的影响。

测量时地线和发电机外壳应接触良好(除非你想作死触电)启动兆欧表,待表头指示到“∞”时,再将火线和被测绕组相接处,同时记录时间,读取15s和60s的绝缘值。在整个连续测量的过程中,兆欧表应该保持平稳的额定转速,每分钟120转左右。转速太快会使得测量值偏低。

测量完毕后,在兆欧表仍保持额定转速下断开火线,以防止对兆欧表反充电损毁兆欧表。

发电机定子、转子绕组吸收比的测量

吸收比就是绝缘电阻在60秒的阻值和15秒的阻值之比。发电机电子绕组绝缘受潮、油污的侵入,不仅会使绝缘下降,而且会使吸收比的特性的衰减时间缩短,即R60"/R15"的比值减小。由于吸收比对绝缘受潮的反应特别灵敏,所以一般以它作为判断绝缘是否干燥的主要指标之一。对于大型发电机要求采用极化指数,即10min和1min的绝缘电阻之比。根据规程规定:发电机容量200MW及以上采用极化指数。

测量结果的分析判断

发电机定子绕组的绝缘电阻受赃污、潮湿、温度等的影响很大,所以现行有关规程不作硬性规定,而只能与历次测量结果进行比较,来判断定子绕组的绝缘好坏。由于绝缘电阻受温度的影响很大,温度每升高10℃,绝缘电阻将下降一半,因此为了便于比较,一般将不同温度下的绝缘电阻折算到75℃时的绝缘电阻。

公式: R75=Rt/{2^[(75-t)/10]}

其中Rt为t℃所测得的绝缘电阻;t为测量时的绕组电阻。

判断定子是否合格:

1.绝缘电阻每千伏不小于1MΩ。

2.在相同温度、相同电压等级兆欧表、相同耐压时间条件下,将本次测得的绝缘电阻与上一次绝缘电阻进行比较,不得低于上次的1/3.

3.对于采用沥青浸胶以云母绝缘的发电机,吸收比要求不小于1.3或极化指数不小于1.5;对于采用环氧粉云母绝缘的发电机,吸收比应不小于1.6或极化指数不小于2.0。

若不满足要求的,则说明发电机绕组已经受潮,应该进行烘干。

判断转子是否合格:

发电机转子绕组绝缘电阻只要不低于0.5MΩ,就可以认为是合格的。

绝缘电阻测量的注意事项

偷懒不写了。。。

发电机定子绕组泄露电流和直流耐压试验

半波整流电路

1.微安表接在高压侧

此电路有以下几部分组成:

(1)交流高压电源

这部分包括升压变(TT)和自耦调压器(TR)。升压变压器用来供给整流前的交流高压,其电压值的大小必须满足试验的需求。由于试验所需要的电流很小,所以容量可以不予考虑。自耦调压器是用来调节电压的。其容量满足升压变压器的励磁容量的要求即可。

(2)整流装置

整流装置包括高压整流硅堆(V)和稳压电容器(C)。高压硅堆是有多个硅二极管串联而成的,并用环氧树脂浇注成棒形,环氧树脂起绝缘和固定作用。由于具有体积小、重量轻、机械强度高,使用简便,无辐射等优点,而被广泛的应用于高压直流设备中。

稳压电容也叫滤波器,其作用是减小输出整流电压的脉动。滤波电容越大,加于被试设备上的电压愈平稳,且电压的数值越接近于交流电压的峰值,电容值一般取0.01~0.1uF。对于电容量较大的被试品,如发动机、电缆等可以不加稳压电容。

(3)保护电阻

保护电阻的作用是限制被试设备击穿时的短路电流,以保护高压变压器,硅堆和微安表,故而有时候也叫做限流电阻。其值可以按下式计算:

R=(0.001~0.01)Ud/Id(Ω)

Ud——直流试验电压值(V);Id——被试品中流过的电流(A)。

当Id较大时,为减小R的发热,可选取式中较小 系数。R的绝缘管长度应能耐受幅值为Ud的冲击电压,并留有适当裕度。(具体参见参数表。)在实际测试中,保护电阻常采用水电阻,水电阻管内径一般不小于12mm,阻值一般按10Ω/V取。

(4)微安表

微安表的作用是测量泄露电流,它的量程可根据被试设备的种类、绝缘情况等选择,误差应小于2.5%。由于微安表是精密、贵重的仪器,因此在使用的时候必须十分爱护,一般都设有专门的保护装置。

电容器:能够滤掉泄露电力中的交流分量和通过微安表的交流电流,从而较小微安表的摆动,便于准确读数,其数值可取0.5~20uF。

②放电管:当回路中出现危及微安表的稳态电流时,它能迅速放电,使微安表短路,以保护微安表,放电管放电电压一般为50~100V。

③增压电阻:由于放电管的放电电压一般较高,即使微安表中已经流过较大的电流,其两端的压降仍不足以使放电管放电,故须串入适当的电阻,以增加放电管两端的压降。R的最小数值可以按下式确定:

R=(U/I)*10^6(Ω)

U——放电管的实际放电电压(V);I——微安表的额定电流(uA)。

电感:用来防止突然短路时放电管来不及动作,由于短路产生的冲击电流会损坏微安表。他的动作原理是当上述冲击电流袭来时,L相当于开路,使冲击电流不会留到微安表中,而这时电容器对冲击电流相当于短路,所以冲击电流就从电容支路通过。由于电容器可对冲击电流起到防护作用,所以有时可不用L。如果使用L时,其电感量可取10mH左右,可用小变压器或电能表的电压线圈代替。

⑤短路道闸S:它在一般情况下将微安表短路,只有在读数时才将其打开,读完数后要迅速合上。

2.微安表接在低压侧

这种接线特点是读数安全、切换量程方便的优点。

当被试品的接地端与地分开时,宜采用图(a)接线。如不能分开,则采用图(b)接线,由于这种接线的高压引线对地的杂散电流I将流经微安表,从而使测量结果偏大,其误差随周围环境、气候和试验变压器的绝缘状况而异。所以,一般情况下,尽可能采用图(a)的接线。

倍压整流电路

在简单的半波整流电路中,直流输出电压至多只能接近试验变压器搞压侧的幅值,实际上,由于负载电流流过回路电阻,包括整流硅堆的正向电阻,输出电压总要比幅值低一些。当要求产生较高的直流电压,又希望实验装置体积小、重量轻时,常常使用倍压整流电路。

1.两倍压整流电路

当电源电压在正半周时,硅堆V1导通,使下方的电容器充电到电源电压幅值,此时,加在被试设备上的电压为两倍电源电压的幅值。这种电路适用于一级接地的被试设备。

2.三倍压整流电路

它的工作原理和两倍压整流电路相同,加在被试设备上的电压为电源电压三倍的幅值。

3.多级串接直流电源

由于三倍压整流电路存在一定的缺陷,如输出电压不够高、输出功率较小、带电容性试品的能力差、可持续运行的时间短,对需要较高的直流电压,而被压线路不能满足要求时,可采用多级串联线路,此时加在被试设备上的电压可达电源电压六倍的幅值。

4.中频串接直流发生器

由于串接整流接线太多,因而现场一般采用成套的中频电源整流发生器。它采用脉冲宽度调制方式调节直流高压,是目前较新的直流电压调节方式。其优点:①节能;②电压调节线性度好、调节方便、稳定;③输出直流电压波纹小,可选用较小数值的电感电容进行滤波,滤波回路时间常数减小。

直流试验电压的确定

直流电压试验电压由下表确定。

试验结果的分析与判断

1.非线性系数

直流耐压试验时,每分段电压取0.5Un为宜,整个试验电压分段最好不小于五段,每段停留1分钟读取泄露电流,每段升压速度应相等,并绘制出泄露电流和电压的关系曲线。

Ix=f(Ut)

如果实在试验电压下,泄漏电流与电压的关系曲线是一近似直线,说明绝缘没有严重缺陷,如果是曲线,而且形状陡峭,则说明绝缘有缺陷。

使用过程中,如果泄露电流过大超过下表的数值时,必须终止试验,查明原因,并计算非线性系数Ku

Kul=(IxmaxUmin)/(IxminUmax)

Ixmax——最高试验电压的泄露电流(μA);

Ixmin——最低试验电压时(0.5Un)的泄露电流(μA);

Umax——最高试验电压(V);

Umin——最低试验电压(0.5Un,V)。

对于正常的绝缘,系数Kul不超过2~3,受潮或脏污的绝缘,Kul则大于3~4,。但有时绝缘严重受潮或脏污,Kul反而小于2~3,这是应对照绝缘电阻来判断。

2.泄露电流与温度的关系

进行分析比较时,要确保测量数值准确,特别注意表面泄露的屏蔽和温度的测量、换算。

温度换算公式为

Ix75=Ixt*1.6^[(75-t)/10]

式中t——试验时被试绕组绝缘温度(℃);

Ixt——当t℃时测得的泄露电流(μA);

Ix75——换算到75℃时的泄露电流(μA)。

用这种方法所得数值和实测值差值较大,最好在绝缘正常、清洁、干燥的条件下,求出每台发电机绝缘泄露电流的温度系数(最好在20~70℃范围内取多点),画出Ix=f(t)关系曲线,用下式求出n值。

n=ln(Ixt2/Ixt1)/(t2-t1)

泄露电流的温度系数n值是根据每台发电机的具体情况求出的,用来在不同温度下换算泄露电流是比较合理的,即Ixt2=Ixt1*e^[n*(t2-t1)]

2.与规定值比较

泄露电流的规定值就是其运行的标准,对于一定的设备,具有一定的规定标准。

3.比较法

与绝缘电阻判断方法类似,在分析泄露电流结果时,还常用不对称系数(三相之中最大值和最小值的比)进行分析,一般说不对称系数不大于2。

4.泄露电流不成比例上升

对同一相,相邻阶段电压下,泄露电流随电压不成比例上升超过20%,表面绝缘受潮或脏污。

5.各相泄露电流相差过大

各相泄露电流产国30%,充电现象正常,说明受潮。

泄露电流测量的注意事项

因为偷懒所以不写了(\u003cゝω·)Kira☆~ 以后补上

发电机定子转子绕组直流电阻试验

电流、电压表法

这种方法的测量电流不得超过定子额定电流的20%,测量用表计应不低于0.5级。

由于电流表的内阻比定子绕组的电阻大的多,因此,电压表的分流可以忽略不计,则被测的定子电阻的绕组为 Rx=U/I,其中Rx——被测绕组Q的直流电阻(Ω);U——直流试验电压(V);I——流过被测绕组的电流(A)。

这种方法虽然简单,但是由于准确度不高,灵敏度低,现已经极少使用。

电桥法

测量方法:

①安装好双臂电桥电源,可采用电桥内部电源或采用外部直流电源。

②将晶体管检流计工作电源开关扳到通位置,等稳定后(约5分钟),调节检流计指针在零位。

③灵敏度旋钮应放在最低位置。

④将被测定子绕组分别接到电桥相应的C1、P1、C2、P2的接线柱上。

⑤估计被测电阻大小,选择适当的倍率。按下表进行选择:

注意事项:

①等电流稳定之后(约5分钟)再合检流计开关;测量完后先断检流计开关,再断开电源。

②双臂电桥的准确度不应低于0.5级。

③电桥与测试线、测试线与被测绕组等连接应紧密、可靠和准确。

④在冷却态下测量,绕组表面温度与周围温度之差不应大于±3%℃。

⑤将测量的电阻值换算为75℃值,便于比较。

换算公式

Rx=Ra*(T+75)/(T+ta)

式中Rx换算至75℃时的电阻(Ω);Ra温度为ta时所测的电阻(Ω);T温度换算系数,铜线为235,铝线为225,ta实际测量时绕组的温度。

无论采用哪一种方法测量,都需要准确测量当时绕组的温度,温度相差1℃的误差带来直流电阻约0.4%的误差,容易造成误判断。所以测直流电阻时,绕组应处于冷态。

测量结果的分析

定子绕组

转子绕组

参考资料

河南工人日报数字报