发电机动态特性试验
隐极同步发电机定子绕组端部动态特性和振动测量方法及评定
中华人民共和国国家标准隐极同步发电机定子绕组端部动态特性和振动测量方法及评定Measurement method and evaluation criteria of dynamic characteristic and vibration on stator end windings of cylindrical synchronous generatorsGB／T 20140-2016代替GB／T 20140-2006发布日期：2016年2月24日实施日期：2016年9月1日中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布前言本标准按照GB／T 1．1-2009给出的规则起草。
本标准代替GB／T 20140-2006《透平型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定》。
与GB／T 20140-2006相比，主要差异如下：——修改了标准的名称(见封面，2006年版的封面)；——修改了标准的适用范围(见第1章，2006年版的第1章)；——增加了对转速为1500r／min、1800r／min的4极发电机的评定准则(见6．1)；——增加了响应比的测试方法和用响应比评定动态特性的准则(见6．1)；——增加了对通频(频率范围为大于或等于转频)的振动限值和评定准则(见6．2)；——增加了附录A的内容(见A．3、A．4和A．5)。
本标准由中国电器工业协会提出。
本标准由全国大型发电机标准化技术委员会(SAC／TC 511)归口。
本标准起草单位：哈尔滨大电机研究所、东方电气集团东方电机有限公司、上海电气电站设备有限公司发电机厂、华北电力科学研究院有限责任公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、国网湖北省电力公司电力科学研究院、北京四方继保自动化股份有限公司、中广核工程有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、国网山东省电力公司电力科学研究院。
本标准主要起草人：阙广庆、陈昌林、胡建波、钟苏、白亚民、王健军、王劲松、阮羚、刘全、李祚滨、顾俊果、孙树敏。
发电机定子绕组端部动态特性试验的实践体会
变电磁场的作用 , 定子铁芯也存在 50 H z 的铁磁 性振动; 另一种是由转子磁场在定子铁芯和定子 绕组线棒上引起的倍频 ( 100 H z ) 振动, 绕组上受 到的振动力与电流的平方成正比, 故容量大的发 电机中交变电磁力更大。 设计合理并且制造工艺 良好的发电机 , 应当能够使这两种频率的振动幅 值限制在规定范围内, 长期连续运行而不会影响 发电机的寿命。 大量的事故统计分析表明, 发电机 定子绕组端部是发电机安全运行的薄弱部位。 由 于定子绕组端部类似悬臂梁结构, 难以像槽中线 棒那样被牢固固定。 因此 , 较易受到电磁力的破 坏。 当发电机存在设计和制造质量隐患时, 有可能 在运行一段时间后发生端部紧固结构的松动, 进 而使线棒绝缘磨损 , 若不及时处理 , 最终将发展成 灾难性的相间或对地短路事故。因为定子绕组端 部的相间或对地短路事故具有突发性和难以简单 修复的特点, 损失往往极为巨大, 因此必须采取有 效措施加以防止。 通过一些电厂事故分析表明 , 事故直接原因 是端部线棒绑扎工艺 不良, 绑线细 , 绑 块棱角锋 利, 在绑块松动时易割断绑线造成绑块脱落 , 脱落 的绑块因振动磨损绝缘。 另一个重要原因是发电
结论汽轮发电机定子绕组端部动态特性试验并不是近几年才出现的新事物只是由于现代测试技术发展和相关标准的推出使该项试验得以完善并广泛开展目前在生产实践中已经发挥了重要的作用并且已经积累了大量试验经验和试验数据生产实践表明该试验对了解发电机运行时的振动状态指导检修工作防止发电机定子绕组端部意外事故的发生是有明显效果的
16 华北电力技术 NOR TH CH I NA EL EC TR I C POW ER N o. 3 2007
机绕组端部励磁侧可能存在 100 H z 频率的共振 现象。 我厂曾在大修时发现 3 号发电机绕组端部 紧固件有松动和脱落现象, 也发现环氧泥, 当时即 重新拧紧所有螺母并更换了全部防松垫片。 本次 大修后我们实测了发电机绕组端部励磁侧和汽轮 机侧的固有频率和振动模态 , 因当时 3 号发电机 定子更换线圈已拆除局部紧固结构, 试验结果已 不能反映线圈更换前整体振型情况, 经实测表明 , 3 号发电机静子线圈更换后励磁侧、 汽轮机侧模 态试验表明未有不规则振型 , 符合规程标准要求。 1. 2 要进行发电机定子绕组端部动态特性试验 的原因 防止定子线棒因松动造成绝缘磨损的措施, 对于发电厂在运机组来说 , 主要是加强停机检修 期间对绕组端部松动和磨损的外观检查以及相应 的振动特性试验工作。 每次大、 小修都应当仔细检 查发电机定子绕组端部的紧固情况, 仔细查找是 否有绝缘磨损的痕迹, 尤其是发现有环氧泥时, 应 当借助内窥镜等工具进行检查。 若发现定子绕组 端部结构有松动现象, 除重新紧固外, 还应进行振 动模态试验, 确认固有频率是否已避开倍频 ( 100 Hz ) , 根据测试结果确定检修效果。 发电机定子绕组端部动态特性试验是测定发 电机在停机静止情况下绕组端部的固有频率和模 态。 每个物体都有自己的固有振动频率 , 简称固有 频率 , 有时也称自振频率 , 当外来的激振力频率接 近固有频率时 , 将发生共振现象, 即振动力增大到 原来的几十倍 , 会产生很大的振动破坏作用。 因为 发电机定子绕组端部有铜线、 绝缘、 端部紧固结构 等等, 属于复杂的多 元结构体, 组成一 个振动系 统, 不同的部位有着各自的多阶固有频率, 既互相 影响又存在整体的振动效应。 模态试验就是通过 测定各部位的固有频率确定整体的振动形态。 该 试验属于无损检查性试验 , 试验数据本身就是发 电机的健康检查记录档案 , 同一台发电机运行一 段时间后的再次试验, 经过分析对比还有助于发 现运行中的事故隐患。 发电机静止时测出的振动形态与运行时振动 的关系, 主要看是否在运行时发生共振。 发电机运 行时 , 绕组端部的振动激振力来自 100 H z 的电磁 力, 故正常振 动的主要成分是 100 Hz 的频率分 量, 端部的固有频率避开 100 H z, 就可以防止发生 共振。 局部存在 100 H z 左右的固有频率 , 就存在 局部共振的隐患。各个局部都存在 100 H z 左右的
机甩负荷试验方案
机甩负荷试验方案一、试验的目的与要求1、试验目的：甩负荷试验是机组在带负荷工况下进行的汽轮机调节系统的动态特性试验，甩负荷试验的主要目的是测取机组甩负荷时DEH调节系统的动态过程，考核DEH调节系统的动态性能，应达到《火力发电厂汽轮机控制系统在线验收规程》的标准。
并检验机、炉、电各主机及其配套辅机系统在甩负荷工况下的适应能力。
2、试验要求：1）机组甩负荷后，最高飞升转速不应使危急保安器动作，且DEH 控制系统的动作过程能迅速稳定，并能有效地控制机组维持空负荷运行。
2）根据记录，各部件的动态特性应能符合要求。
3）锅炉不超压，汽包、过热器安全门不动作，发电机不过压。
4）机、炉、电相关辅机及系统工作正常，厂用电切换正确、可靠，抽汽逆止阀的动作正确、可靠。
二、试验条件1、机组经过整套试运试验，性能良好，机、炉、电各主要设备无重大缺陷，操作机构灵活，各运行参数均在正常范围内。
2、DEH系统功能正常，能在各种方式下运行。
3、自动主汽门、调节汽门开关动作灵活无卡涩，关闭时间符合设计要求，汽门严密性试验合格。
4、抽汽逆止门连锁动作正常，能关闭严密。
5、危急遮断系统动作可靠，超速试验合格，手动停机装置动作正常。
汽机主保护试验正常。
6、TSI系统已投入使用，功能正常。
7、甩负荷试验前应试转交、直流辅助油泵、高压油泵及盘车，连锁动作正常，油质合格。
8、高加保护试验合格，水位运行正常。
高、低压加热器投入运行。
9、热工和电气各种保护连锁功能正常，切除一些不必要连锁（如发电机主保护）。
10、锅炉安全监视系统（FSSS）已投入使用，功能正常。
11、交、直流厂用电源可靠，能确保正常运行和事故状态下的供电要求。
12、发电机主断路器和灭磁开关跳合正常。
13、DAS系统记录和追忆功能正常。
14、甩50%负荷试验时6KVⅣ段、400VⅣ段，由工作分支改为备用分支带。
甩100%负荷试验时由本机带厂用电。
甩负荷试验前机组厂用电已试验合格，切换正常，否则应不允许带厂用电做甩负荷试验。
发电机试验 检查项目 明细表及试验目的
发电机试验检查项目明细表北极星电力论坛/portal.php 火电论坛520201515XX02*3DQ01% 技措项目2015*电气凝结泵变频器功率单元维修供货时间2015年1月18日到货凝结泵变频器功率单元维修一、发电机温升试验1)了解发电机运行时各部分的发热情况，核对所测得的数据是否符合制造厂的技术条件或有关国家标准，为电机安全可靠运行提供依据；2)确定发电机在额定频率、额定电压、额定功率因素和额定冷却介质温度、压力下，机端能否连续输出额定功率值，以及在上述条件下最大出力；3)确定发电机在冷却介质温度和功率因数不同时，P与Q的关系曲线，为发电机提供运行限额图；4)确定电机的温度分布特性，即测量出电机各部分的温度分布，找出规律，为评价和改进电机结构设计和冷却系统提供依据；5)测量定子绕组的绝缘温降，研究其绝缘温降变化，在一定程度上可以反应出绝缘的老化状况；6)测量电机检温计指示温度、铜导体温度及绕组平均温度，从而确定该电机监视温度的限额。
二（1）、发电机定子绝缘电阻及吸收比；1.在同一次试验中，用2500V的摇表测得60s时的绝缘电阻值与15s时的绝缘电阻值之比。
2.测量吸收比的目的是发现绝缘受潮。
吸收比除反映绝缘受潮情况外，还能反映整体和局部缺陷。
3.吸收比在常温下不低于1.3；当R60s(60秒时的电阻)大于3000MΩ时，吸收比可不做考核要求。
——发电机为什么绝缘吸收比要大于1.3？——国标有规定DL/T 596-2005电力设备预防性试验规程容量为6000kW及以上的同步发电机的试验项目、周期和要求定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数这一项在机组运行时间每次小修、大修前后，正常运行每一年都要测定：1)绝缘电阻值自行规定。
若在相近试验条件(温度、湿度)下，绝缘电阻值降低到历年正常值的1/3以下时，应查明原因2)各相或各分支绝缘电阻值的差值不应大于最小值的100%3)吸收比或极化指数：沥青浸胶及烘卷云母绝缘吸收比不应小于1.3或极化指数不应小于1.5；环氧粉云母绝缘吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0；水内冷定子绕组自行规定附加说明1)额定电压为1000V以上者，采用2500V兆欧表，量程一般不低于10000MΩ2)水内冷定子绕组用专用兆欧表3)200MW及以上机组推荐测量极化指数二（2）、发电机定子直流电阻检测；定子绕组的直流电阻包括线棒铜导体电阻、焊接头电阻及引线电阻二部分。
电厂汽轮机从首次启动前到带满负荷需要进行的20项试验
汽轮机作为火力发电厂的三大主机设备之一，它的作用是将蒸汽的热能转化为动能，带动发电机将动能转化为电能。
汽轮机从启动到带满负荷要进行哪些试验呢！下面我们就来梳理一下：1、阀门传动试验阀门传动试验是通过在DCS上操作与人员就地核对的方式来检验系统中阀门接线是否正确，就地开关状态与DCS是否一致及开关是否灵活，有无卡涩现象，排查出问题及时处理。
阀门传动试验对于不带调节功能的电动，气动和液动阀门只进行开关状态试验，判断其开关位置与DCS一致和开关灵活、无卡涩；对于带调节功能的阀门还需进行相应刻度的校核试验，一般是从0%到100%开度内进行开关试验，首先从0%开始，以5%开度为一个阶段进行开操作，直到100%，再以5%为一个阶段关到0%，进行校核。
所有阀门以一个系统为单位按照清单逐一进行传动，将问题如实记录，并联系相关人员进行处理。
2、辅机设备联锁保护试验。
主要针对汽机侧辅机设备进行联锁保护动作试验。
联锁保护试验在单体试运完成后系统具备试验条件后进行。
针对低压辅机设备则进行动态联锁保护试验，通过强制保护跳闸或者短接测点及手动停止检验备用设备是否联启。
高压辅机设备则将开关打至试验位，用同样的方法进行试验，从而检查联锁逻辑的正确性。
汽机侧高压设备有：电动给水泵电机，凝结水泵电机，开式循环水泵电机和闭式循环水泵电机及循环水泵电机。
低压设备有：真空泵，定冷水泵，密封油主油泵，密封油循环油泵，给水泵供油泵，辅助油泵，轴加风机，EH循环油泵，EH主油泵，润滑油输油泵，润滑油回油泵及密封油排油烟风机，交流润滑油泵，直流润滑油泵及密封油直流润滑油泵等。
3、DEH静态试验DEH静态试验是汽轮发电机在初次起动前和大修后必须进行的试验之一，其主要目的是检验汽轮机数字电液调节系的可靠性。
DEH静态试验主要试验内容为汽轮机主保护在达到动作条件时能否进行正确动作，试验由运行和热控人员配合完成，具体要求根据试验清单和操作票执行。
4、汽轮机挂闸和打闸试验。
QF-25-2发电机组动态特性试验方案
1 / 4附件主要施工方案—发电机组特性试验QF-25-2发电机组特性试验方案1编制说明依据《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82中有关规定，对三和热电厂1# QF-25-2发电机进行特性试验，制定本方案，提请参加试验人员遵照执行。
2静态试验3试验前的准备工作1)各种试验用仪表、仪器在检验有效期内。
2)已完成本机组的继电保护校验，计量仪表及线路已校验。
3)主回路开关已作过试验，控制、保护、信号二次线正确无误。
3.1试验项目及步骤1)测量发电机定子线卷的直流电阻。
所测电阻值应与厂家出厂值比较无明显差别，各相间的差别应小于百分之二。
2)测量定子线卷的绝缘电阻及吸收比。
在现场进行干燥后，绝缘电阻值应与出厂试验值相近，各相不平衡系数小于2，吸收比应≥1.3。
3)测量转子线卷的直流电阻。
所测电阻值与出厂值比较，误差不大于百分之二。
4)测量转子线卷的绝缘电阻，使用500 V兆欧表测量，应不低于0.5兆欧。
5)励磁机单体试验a)测励磁线圈的直流电阻b)测励磁线圈的绝缘电阻和测电枢绕组的绝缘电阻，注意：应将整流桥接后进行测定。
6)发电机定子线圈直流耐压试验（泄漏曲线）a)试验电压为3 V=3 x 6300 = 18900 V (直流)。
Hb)试验时按0.25试验电压阶梯上升，每级停留一分钟，并测泄露电流。
各相的泄露的电流差别应不大于最小值的50%。
（若漏线电流不大于20 μA时，不作规定）。
7)定子线圈的交流耐压试验a)试验电压： 0.75 (2UH+1000)=10200V。
b)当电压升至6300 V 时，记录泄露电流值。
c)遇到下列现象立即终止试验，查找原因：电机内部有放电现象泄露电流急剧增长绝缘有冒烟或有气味保护球间隙放电2 / 4附件主要施工方案—发电机组特性试验d)放电球间隙应调整在试验电压的1.05倍左右。
8)转子线卷的交流耐压。
转子交流耐压值应根据额定励磁电压的大小计算而定9)测量转子在发电机膛内、膛外的交流阻抗及功率损耗，施加电压不得超过225 V10)测量发电机前后轴承，励磁机对地绝缘，使用1000 V兆欧表，绝缘值应≥0.5M11)测量发电机各种故障，检查继电保护动作的正确性，此时各继电保护应正确动作，开关分闸，各种信号（声、光）正确。
电力系统自动装置原理-第04章_同步发电机励磁自动控制系统的动态特性(1-2)
• 分离角和汇合角恒等于90。
29
根轨迹的渐近线
• 若开环有限极点数n >开环有限零点数m，则将有 nm条根轨迹分支沿着渐近线伸向无穷远处。渐近
线与实轴的交点和交角分别为：
交点
n
m
pj zi
a j1
i1 (n m)
交角 = (2k+1) /(nm) ( k = 0, 1, 2, nm1 )
第四章 同步发电机励磁自动控制系统的动态特性
1
第1节 概述
一、同步发电机励磁自动控制系统动态特性应满足 的基本要求
二、同步发电机励磁自动控制系统的动态特性指标
2
动态特性应满足的基本要求
①控制系统应能稳定运行（自身空载和带载情况下稳 定运行、对电力系统的稳定运行具有积极作用或负 面影响较弱不致影响电力系统的稳定运行）；
②动态特性要良好。
3
动态特性指标
①励磁电压响应比：励磁电压在最初0.5秒内上升的平均速率。
②由励磁电压响应曲线定义的指标：发电机空载、额定转速条 件下，突然加入励磁使发电机端电压从零升至额定值时的时间
响应曲线的上升时间（tr）、超调量（p）和调整时间（ts）可
以作为动态特性指标 。
上升时间（tr）：由稳态值的10%上升到90%（或5%至95%或 0%至100%）的时间 。通常，对欠阻尼二阶系统，取0%至 100%；对过阻尼二阶系统， 取10%至90% 。
19
第3节 励磁自动控制系统的稳定性
一、概念回顾 二、励磁控制系统空载稳定性分析 三、励磁控制系统空载稳定性的改善
20
概念回顾
1．基本概念 ①控制理论分类 ②古典控制论的分析方法 ③根轨迹的定义 ④根轨迹的求取方法 2．根轨迹的直接作法（设以开环放大倍数K为参变量） 作图规则包括：
大型汽轮发电机定子绕组端部动态特性的测量及评定
ｏ ｓ ｔ ｅｄ ｎ ｉ ｓ ｔｅ ｇ ｔｒｏｇｎｒｔｒ ｎ ｏ ｎ ｗ ｄ ｇ ｏ ｈ ｌ ｅ ｂ－ ｅａ ｔ ｒ ｉ ｎ ｆ ａ ｕ ａ ｒ ｅ ｏ
｀ ｌ １ 一 ３发布 Ｉ； １ ０ ｌ 一 Ｉ
ｒ ７一 １ Ｏ 实施 ｝ １Ｏ 一 １ １ ａ
中华人民共和国国家经济贸易委员会
发 布
Ｄ Ｔ ５ Ｌ／ ７ ３
中华 人 民共 和 国 电力 行 业标 准
大型汽轮发电机定子绕组端部动态特性的测量及评定
Ｍ ａ ｒ ｅ ａ ｅ ｌｔｎ ｈｄｎｍｃ ａｅｓｃ ＬＴ －２０ ｅｕ ｍｎ ｎ ｖｕ ｉ ｏｔ ｙａｉｃ ｒ ｔｉｉ Ｄ ／ ７５ ００ ｓ ｅ ｔ ａ ａｏ ｆ ｄ ｅ ｈ ｃｒｔ ａ ３
Ｋ５ ２
备案号 ： ９－２０ ７ ５ ００ ７
０Ｌ
ＤＬ ｀ ７ ５一 ２ ０ ｝ ３ Ｔ ００
中华 人 民共 和 国 电力行 业标 准
大型汽轮发电机定子绕组端部 动态特性的测里及评定
ｗｅ ｔ ｄ ａｕ ｔ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｅ ｌａ ｉ ｏ ｈ ｄ ｎ ｖ ｏ ｆ
ｃ ａ ａ ｔ ｃ ｒ ｃｅ ｈ
由互谱不等式可得式 （） ２：
｛
乙ｚ ） ｉｆ Ｉ （ “
ｉｆＧ （） （ ） ｚ． ． ｆ
（） １
ｏ ｒ 毛 １ ｀ ： 子 （） ２ 式中： Ｇｚ ） 经过集合平均后的互谱； ｉ （｝— ． ｆ
移值所描述的图 ［Ｂ Ｔ ８ ９１ ． ］ 形 Ｇ ／ ２９－１９ 中３６ ０ ２ ３ ３６ 定子绕组端部椭圆振型 ｅｉｉｌ ａｓ ｐ ｏ ｓｔ ｅｄ ｄ ｇ ． ｌ ｔａｍ ｄｌ ｅ ｔｏ ｎ ｗｎｉ ｓ ｌ ｃ ｏ ｈ ｎ ｒ ｉ ｎ ｐ ａ ａ
定子绕组端部和支撑结构整体振型为椭圆形状。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近期我公司#1发电机测温元件对地电压异常升高（最高达380V左右），经联系电科院进行端部动态特性试验，现将具体实验过程介绍如下：
3.1试验目的：检验发电机定子绕组端部振动特
性，发电机运行中是否避开了100HZ的共振频
率。
一般发电机在设计制造时，端部绕组的结构
均避开了100HZ，但在运行时因线棒绝缘、绑绳、
垫块、支架等绝缘材料受电、热作用，绝缘和机
械性能逐渐降低，因振动磨损、绑扎紧固件之间
连接紧度也会改变，故端部振动特性也随之发生
变化，其端部固有频率呈下降趋势，逐渐接近
100HZ，导致端部绕组处于谐振状态，即使很小的激振力也会诱发较大的振动，导致端部绝缘磨损，发生发电机绕组短路、断线、断裂等事故。
所以对于大型发电机进行定子绕组端部动态特性试验是十分必要的。
3.2试验方法：一般多采用一点激振多点响应法，在发电机励端、汽端、中部分别进行测量。
即用力锤定点敲击定子绕组端部上的某点，向绕组端部提供一个瞬态冲击力，动态信号分析仪拾取端部绕组上各测点的振动响应值，再经模态分析软件分析处理，便得到定子绕组端部模态参数：频率、振型和阻尼等模态参数。
具体方法为：将试验用仪器（AZ804-A、AZ308）接好线后，先在发电机励磁侧定子绕组端部任选一点，将带有数据线的加速度计用橡皮泥或其它粘性物体固定在定子绕组端部，注意固定时尽量靠近发电机定子绕组端部，以不下滑为宜。
用另一带有数据线的橡皮锤在临近加速度计的发电机定子端部进行敲击，每个线棒敲击4次取平均值，之后按照顺序每隔一个线棒敲击4次，每个线棒敲击后取平均值，待沿发电机圆周敲击一遍后便得到每次敲击时的振动值和频率，取每次敲击时的峰值，由测试软件
便自动生成一动态图形（见下图），根据测试数据便可进行数据分析。
用上述方法在发电机汽端再进行一次试验。
发电机动态特性试验仪器发电机动态特性试验图片
3.3试验后的数据分析：①已运行发电机，端部整体模态频率在94～115HZ 范围内，且振型为椭圆，应采取措施对端部进行处理；②已运行发电机，端部整体模态频率虽在94～115HZ 范围内，但振型为椭圆，应结合发电机历年情况进行综合分析。
若端部磨损严重或松动，应尽快处理并复测。
通过山东电科院试验结果看Z6电#1发电机动态特性试验合格，但对发电机进行检查发现定子线圈内部有多处发热变色痕迹。