发电机常规试验作业指导书

发电机常规试验作业指导书
1    范围
本作业指导书适用于额定功率为50MW及以上、环氧粉云母绝缘的三相同步发电机和同步调相机，规定了发电机交接验收、预防性试验、检修过程中的常规电气试验的引用标准、仪器设备要求、作业程序、试验结果判断方法和试验注意事项等。制定本作业指导书的目的是规范操作、保证试验结果的准确性，为设备运行、监督、检修提供依据。
2    规范性引用文件
下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本作业指导书。
GB/T 1029三相同步电机试验方法
GB/T 7064透平型同步电机技术要求
GB 50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

3    安全措施
3.1    为保证人身和设备安全，应严格遵守安全规程DL408-91《电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)》中有关规定；
3.2    进行交直流耐压等高电压试验时，为保证人身和设备安全，要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护，发电机出线侧和中性点侧应派专人把守防止无关人员误入。试验时试验人员与看守人员通讯要通畅，没有试验人员的命令看守人员不能乱动。负责升压的人要随时注意周围的情况，一旦发现电压表指针摆动很大、电流表指示急剧增加、绝缘烧焦气味或冒烟或发生响声等异常现象时，应立刻降低电压，断开电源停止试验，对被试绕组进行放电后再对绕组进行检查，查明原因并排除后方可继续试验。

4    试验项目及程序
发电机常规试验包括以下试验项目：
a)    定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数
b)    定子绕组的直流电阻
c)    定子绕组泄漏电流和直流耐压
d)    定子绕组的交流耐压
e)    转子绕组的绝缘电阻
f)    转子绕组的直流电阻
g)    转子绕组的交流阻抗和功率损耗
h)    轴电压
应在试验开始之前详细记录试品的铭牌参数，检查、了解试品的状态及其历史运行有无异常情况，并进行记录。
应根据交接或预试等不同的情况依据相关规程规定，从上述项目中确定本次试验所需进行的试验项目和程序。
一般情况下，应按先低电压试验后高电压试验、先直流后交流的顺序进行试验。应在绝缘电阻测量无异常后再进行耐压试验。交流耐压试验后还应重复测量绝缘电阻，以判断耐压试验前后试品的绝缘有无变化。

5    试验方法及主要设备要求
5.1    定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数
5.1.1    设备清单和要求
a)    温度计（误差±1℃）、湿度计；
b)    对空冷、氢冷及水冷绕组水回路干燥或吹干测量，应采用量程不低于10000MΩ的2500V兆欧表；对水冷绕组通水测量应采用水内冷电机绝缘测试仪（简称专用兆欧表）。
5.1.2    作业程序
5.1.2.1    测试方法
如果各绕组的首末端单独引出，则应分别测量各绕组对机壳及绕组相互间的绝缘电阻，这时所有其他绕组应同机壳做电气连接。当中性点不易分开时，则测量所有连在一起的绕组对机壳的绝缘电阻。
5.1.2.2    试验步骤
a)    测量前要把所有发电机出口电压互感器拉出或拆掉电压互感器的一次保险。
b)    测量并记录环境温度和湿度，如果绕组温度与环境温度相差较大应测量定子膛内平均温度作为绕组温度。
c)    将所有绕组充分放电。
d)    被测如果是水内冷发电机，将汇水管用导线引至试验场地。把汇水管所有引下线拧在一起，用万用表测量汇水管对地电阻，通常应达到30kΩ以上方可进行步骤e）。将汇水管引线接至专用兆欧表的屏蔽端子上。
e)    分相或分支测量时，每相或每个分支的绕组必须头尾短接，并将非被试绕组、转子绕组连接至机壳（见图1）。而测量绕组整体的绝缘电阻（如起机时不能分相测量）一般在发电机中性点接地变压器或电抗器隔离刀闸上口进行。
f)    将地线端子用接地线和发电机的外壳连接好，用绝缘把手将火线接触被测量绕组的引出端头上，开始测量。记录15秒、60秒、600秒的绝缘电阻值。
g)    将被测绕组回路对接地的机壳作电气连接5分钟以上使其充分放电。
h)    测量其他绕组。
5.1.3    试验结果判断依据
a)    绝缘电阻值自行规定。若在相近试验条件下，绝缘电阻值低到历年正常值1/3以下时，应查明原因。
b)    各相或分支绝缘电阻的差值不应大于最小值的100％。
c)    吸收比不小于1.6或极化指数不小于2.0；水内冷绕组自行规定。200MW以上机组推荐极化指数。
5.1.4    注意事项
a)    对水内冷绕组，绝缘电阻测量值受内冷水水质的影响，因此试验时应水质良好，电导率小于2μS/cm。
b)    如果测量带着封闭母线，有时绝缘电阻会较低，但达到(UN 1)MΩ机组即可启动(其中UN为发电机额定电压，单位：kV)。
c)    应考虑环境温度和湿度对测量结果的影响。
5.2    定子绕组的直流电阻
5.2.1    设备清单和要求
a)    3～5支温度计（误差±1℃）
b)    有效位数不低于4位、0.5级以上10－5～10－1Ω双臂电桥或0.5级以上直流电阻测试仪。
5.2.2    作业程序
5.2.2.1    测试方法
a)    冷态测量，绕组表面温度与周围空气温度之差不应大于±2℃。
b)    如果各分支的首末端单独引出，则应分别测量各分支的直流电阻。
5.2.2.2    试验步骤
a)    在定子膛内放置3～5支温度计15min以上，记录并计算平均值作为绕组平均温度。如果温差大于2℃，应找出原因并排除。
b)    其他非被测的绕组短路接地，测量各相或各分支的直流电阻值。每一电阻应测3次，每次应在电桥平衡破坏后重新进行测量，每次读数与3次读数平均值之差在0.5％以内时，取平均值作为测量值。
5.2.3    试验结果判断依据
a)    各相或各分支直流电阻值互差以及与初次测量值比较，相差值不大于最小值的1.5％（水轮机为1％）。
相间或分支间互差= ×100%
与初次测量值互差＝ ×100%
其中测量值为换算到同一温度t0（初次值的绕组测量温度）后的值R0，
R0 = Ra
式中ta为测量时绕组平均温度，Ra为测量值。
b)    汽轮发电机相间差或分支间差与历年的相对变化大于1％时应引起注意。
5.2.4    注意事项（删除）
5.3    定子绕组泄漏电流和直流耐压
5.3.1    设备清单和要求
a)    对空冷、氢冷绕组和水冷绕组水路吹净测量
推荐使用直流发生器，要求输出电压高于试验电压，输出电流大于绕组的泄漏电流，通常在0.5mA以上，电压脉动因数小于3％。在保证精度的前提下，可使用直流发生器自带的电压表（1.5级）和微安表（0.5级）。
b)    对水冷绕组通水测量
1)    试验变压器：高压侧额定电压通常高于试验电压1.2倍以上，容量通常为20kVA。
2)    调压器：容量通常与试验变压器匹配。
3)    高压整流硅堆：额定整流电流通常大于1A，额定峰值电压高于试验电压1.2倍以上。
4)    约1μF稳压电容C1。
5)    5～5μF滤波电容C2。
6)    约10mH的滤波电感L。
7)    空气开关。
8)    过电压保护球隙。
9)    限流保护电阻：通常选用水电阻，其值为0.1～1Ω/V。
10)    球隙保护电阻：通常选用水电阻，其值为0.1～1Ω/V。
11)    直流电压测量设备：可选用合适量程的高压静电电压表，或合适变比的分压器和合适量程的低压电压表，要求整体测量精度1.5级以上。
12)    1块0.5级微安表。
13)    1块1级毫安表。
5.3.2    作业程序
5.3.2.1    测试方法
a)    根据相关规程和发电机的额定电压确定试验电压，并根据试验电压和发电机容量选择合适电压等级的电源设备、测量仪表和保护电阻。
b)    尽量在停机后清除污秽前热状态下进行。交接或处于备用时可在冷态下进行。
c)    对水内冷发电机汇水管直接接地者，应在不通水和饮水管吹净条件下进行试验，试验方法（包括设备、接线图、步骤等）与空冷和氢冷发电机相同。
d)    对水内冷发电机汇水管有绝缘者，应采用低压屏蔽法接线。

5.3.2.3    试验步骤
a)    转子绕组在滑环处接地。发电机出口CT二次绕组短路接地。埋置检温元件在接线端子处电气连接后接地。对绕组进行充分放电。
b)    按接线图准备试验，保证所有试验设备、仪表仪器接线正确、指示正确。
c)    记录绕组温度、环境温度和湿度。
d)    如低压屏蔽法测量水冷绕组的泄漏电流，在空载条件下，按试验电压的1.05～1.1倍调整保护铜球间隙。
e)    确认一切正常后开始试验。先空载分段加压至试验电压以检查试验设备绝缘是否良好、接线是否正确。
f)    将直流电源输出加在被试相或分支绕组上，从零开始升压，试验电压按0.5Un分阶段升高，每阶段停留1min，并记录每段电压开始和1min时微安表的电流值。
g)    该相或分支试验完毕，将电压降为零，切断电源，必须等到10kV以下充分放电后再改变接线对另一绕组进行试验或进行其他操作（特别是非水内冷发电机）。
5.3.3    安全措施
a)    为保证人身和设备安全，要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护，发电机出线侧和中性点侧应派专人把守防止无关人员误入。试验时试验人员与看守人员通讯要通畅，没有试验人员的命令看守人员不能乱动。负责升压的人要随时注意周围的情况，一旦发现异常应立刻断开电源停止试验，查明原因并排除后方可继续试验。
b)    试验设备的布置应紧凑、连接线短，宜用屏蔽导线，接地线应牢固可靠。
c)    注意对试验完毕的绕组必须充分放电。
d)    试验过程中，如发现泄漏电流随时间急剧增长或有绝缘烧焦气味或冒烟或发生响声等异常现象时，应立即降低电压断开电源停止试验，将绕组接地放电后再进行检查。
5.3.4    试验结果判断依据
a)    在规定的试验电压下，各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100％；最大泄漏电流在20μA以下者，相间与历次试验结果比较，不应有显著的变化。
b)    泄漏电流不随时间的延长而增大。
c)    任一级试验电压稳定时，泄漏电流的指示不应有剧烈摆动。
d)    试验过程中应无异常放电现象。
5.3.5    注意事项
a)    对水内冷绕组，泄漏电流测量值受内冷水水质的影响，因此试验时冷却水质应透明、纯净，无机械杂质，电导率在20℃时要求：对开启式水系统不大于5μS/cm，对独立的密闭循环水为1.5μS/cm。
b)    对氢冷发电机应在充氢后氢气纯度为96％以上或排氢后含氢量在3%以下时进行，严禁在置换过程中进行试验。
5.4    定子绕组的交流耐压
5.4.1    设备清单和要求
5.4.1.1    交流试验电源
推荐采用谐振方法，可根据设备情况选择并联或串联谐振。
a)    并联谐振耐压设备：
1)    并联电抗器：可使用定值电抗器组或可调电抗器，必要时也可二者组合使用。额定电压应高于试验电压Ux （kV）；电感量用下式估算
L= (H)
其中 ，f为试验电源频率，通常为50Hz，Cx为被试绕组对地等效电容（μF）；电抗器额定电流应大于试品所需电流IX，其中IX可按下式估算
IX=2πf CXUX×10－3（A）
2)    试验变压器：高压侧额定电压Un高于Ux，容量和高压侧额定电流In可用下式估算
S