同步发电机短路实验
第 章同步发电机的运行特性
第17章同步发电机的运行特性17-1 同步发电机的空载和短路特性17-2 零功率因数负载特性17-3 同步发电机的外特性和调节特性17-4 滑差法和抽转子法测定同步电机参数17-1 同步发电机的空载和短路特性一、用空载特性和短路特性确定X d1. 空载试验试验条件电枢开路（空载）用原动机把被试同步电机拖动到同步转速改变励磁电流I f ，并记取相应的电枢端电压U 0（空载时U 0=E 0），直到U 0=1.25U N 左右，就可以得到空载特性曲线E 0= f （I f ）。
试验目的测得空载特性E 0=f （I f ）•空载特性可以通过计算或试验得到。
调节励磁回路可变电阻，使激磁电流逐步上升，每次记下If 和E的读数。
作同步电机的空载特性E=f(I f)，由于存在剩磁，规定用下降曲线来表示空载特性，从1.25UN对应的激磁逐步减小。
•同步电机的空载特性也常用标么值表示，空载电势以额定电压为基值，取U=UN时的励磁电流 (称为额定励磁电流)为励磁电流的基值。
用标么值表示的空载特性具有典型性，不论电机容量的大小、电压的高低，其空载特性彼此非常接近。
空载特性实验求取图17-1 空载实验电路和空载特性曲线注意：在绘制空载特性曲线时，应注意把E0换算成相值。
2. 短路试验试验条件电枢绕组短路用原动机把被试同步电机拖动到同步转速试验目的测得短路特性：I=f(If)调节励磁电流使电枢电流I 从零一直增加到1.2I N左右，便可以得到短路特性曲线。
（一）实验步骤：1.电枢端三相短路，短路实验接线图如图17-2；2.原动机拖动转子至同步速度，n = n1；3.调I f，使I由零升至1.2I N左右，逐点记录电枢电流和励磁电流；4.画出U＝0，Ik =f(If)图17-2 短路实验电路短路的等效电路图17-3短路特性和短路时的相矢图(a) 短路时的相矢图 ( b)短路特性•（二）短路特性短路时，限制短路电流的只有发电机的同步阻抗，忽略电枢电阻只考虑同步电抗，短路电流可认为纯感性。
同步发电机试验方法
同步发电机试验方法1 基本概念同步发电机指发电机发出的电压频率f 与发电机的转速n 与发电机的磁极对数有着如下固定的关系：pf60n转/分 同步发电机按其磁极的结构又可分为隐极式和凸极式;此外,还可按其冷却方式进行分类, 常见的有全空冷、双水内冷、半水内冷、水氢氢定子水内冷、转子氢内冷、铁心氢冷等;2 发电机的绝缘定子绝缘对于用户来说,主要关心其主绝缘即对地及相间绝缘;发电机的主绝缘又大致可分为槽绝缘、端部绝缘及引线绝缘;我国高压电机的主绝缘目前主要是环氧粉云母绝缘,按其含胶量又可分为多胶体系和少胶体系;定子线圈导线与定子铁芯以及槽绝缘在结构上类似一个电容器,在电气试验中完全可以把它当作一个电容器对待;为了防止定子线棒表面电位过高在槽中产生放电,环氧粉云母绝缘的定子线棒表面涂有一层低电阻的防晕漆,或在外层包一层半导体防晕带;端部绝缘表面从槽口开始依次涂有低阻、中阻、高阻绝缘漆,防止端部电位变化梯度过大而产生电晕; 转子绝缘转子绝缘包括对地绝缘和绕组的匝间绝缘;3 发电机的绝缘试验项目 发电机常规试验项目电气部分1定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量 2定子绕组的直流电阻测量3定子绕组泄漏电流测量和直流耐压试验 4定子绕组交流耐压试验 5转子绕组绝缘电阻测量 6转子绕组直流电阻测量 7转子绕组交流耐压试验8发电机和励磁机的励磁回路所连接的设备不包括发电机转子和励磁机电枢的绝缘电阻测量 9发电机和励磁机的励磁回路所连接的设备不包括发电机转子和励磁机电枢的交流耐压试验 10发电机组和励磁机轴承的绝缘电阻 11灭磁电阻器或自同期电阻器的直流电阻12转子绕组的交流阻抗和功率损耗测量发电机特殊试验项目电气部分1定子铁心试验2定子槽电位测量3定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量4轴电压测量5定子绕组绝缘老化鉴定6空载特性试验7三相稳定短路特性试验8检查相序9温升试验4 绝缘电阻测量试验目的检查发电机绝缘是否存在受潮、脏污、机械损伤等问题;定子绝缘电阻测量测量接线如图,电机额定电压在1000V以上者采用2500V兆欧表,测量15 s和60s的绝缘电阻,并计算吸收比,如果绝缘电阻或吸收比偏小,可以增加测量10分钟的绝缘电阻,计算极化指数,对于环氧粉云母绝缘,吸收比不应小于,极化指数不应小于2;图定子绝缘电阻测量吸收比= 1分钟绝缘电阻/15秒绝缘电阻极化指数= 10分钟绝缘电阻/1分钟绝缘电阻注意事项1 为了克服电容充电电流的影响,兆欧表的短路电流应足够大,表是选择兆欧表的参考数据;如果吸收比的测量结果比较大,往往是由于兆欧表的短路电流太小造成的;表对兆欧表短路电流的要求参考值试品电容/μF 1 2 3 5测量吸收比I D/mA≥ 1 2 4 5 10测量极化指数I D/mA≥ 12测量前后应将被测量的绕组三相短路对地放电5分钟以上;如果由于意外的原因造成测量中断,应该重新充分放电后再进行测量;如果放电不充分,对同一相重复测量的结果是绝缘电阻值偏大,而换相时,由于残余极化电势与兆欧表的电势方向一致,会出现一个极化电荷先释放再极化的过程,造成后面测量的两相绝缘电阻偏小的假像,如图所示;图绕组相间电容对绝缘电阻测量的影响3当测量结果不合格时,应首先排除穿墙套管、支柱瓷瓶的影响,如用干净的布进行擦拭,或在套管上用软铜线绕一个屏蔽电极,接于兆欧表的屏蔽端子上;如图所示;图对套管泄漏电流进行屏蔽的接线4如果绝缘电阻和吸收比都很小,说明绝缘有受潮的可能,应对绕组进行烘干处理;对大型电机可采用三相稳定短路的方式升流烘干或采用直流电流进行升温烘干,水内冷机组可通热水烘干,中小型电机可用电热元件、大功率白炽灯或机组自带的加热元件进行烘干;转子绝缘电阻测量1使用1000V兆欧表进行测量,转子水内冷的电机用500V兆欧表测量;2测量绕组滑环对转子本体大轴的绝缘电阻;3不测量吸收比;轴承座绝缘电阻测量测量目的：由于发电机磁通不对称会在大轴上产生轴电压,为了防止轴电压与轴承间的环流烧坏轴瓦,通常将励磁机侧的轴承与地绝缘;典型的汽轮发电机轴承绝缘结构如图所示,检查轴承绝缘时用1000V兆欧表测量金属垫片对地的绝缘电阻;有些汽轮发电机采用轴瓦绝缘的方式,每块轴瓦引出一个测点,应检查每个轴瓦的绝缘电阻,有些汽轮发电机没有引出轴瓦的测量点,只能在安装过程进行检查;水轮发电机的的推力轴承、导轴承在每块推力瓦下垫有绝缘垫,应在安装过程检查每块轴瓦的绝缘电阻,在轴承充油前每块轴瓦的绝缘电阻不应低于100MΩ;当轴承绝缘不合格时,除了检查绝缘垫,还应注意检查与轴承相连接的部件如温度、振动传感器、油管等的绝缘是否正常;图汽轮发电机典型的轴承绝缘结构励磁机的励磁回路所连接的设备不包括发电机转子和励磁机电枢的绝缘电阻测量1小修时用1000V兆欧表,大修时用2500V兆欧表;2如果励磁回路中有半导体电子元件时,测量前应退出这些元件或将这些元件短路,避免这些元件在测量中击穿;5 直流电阻测量测量目的：检查绕组导体是否存在断股、断裂、开焊或虚焊等问题;测量发电机定子或转子绕组的直流电阻、灭磁电阻不包括非线性灭磁电阻等可以采用双臂电桥、电压电流法直流、直流电阻测试仪等;目前多数是采用直流电阻测试仪进行测量;测量要点：1测量前应在定子绕组或转子绕组不同部位放置三支以上的温度计,取平均值作为绕组的温度;2如果仪器的电流端子和电压端子分开时,应将电压端子夹在电流端子的内侧,避免电流端子的接触压降影响测量的准确度,如图所示;图 直流电阻测量接线图3测量结果换算到75℃时的数值,并与历年试验数据进行比较;铜导体换算公式如下： tR R t++=2357523575 式中,R 75：换算至75℃时的电阻；R t ：温度为t ℃时测量的电阻值；t ：测量时的温度;6 直流耐压试验及泄漏电流测量 直流耐压试验的特点1对检出绕组端部绝缘缺陷有较高灵敏度在交流电压下和直流电压下电机端部绝缘的电压分布如图所示;在交流电压下电压的分布与电容有关,由于电机绝缘的介电系数比空气大,而且端部绕组距离铁心远,所以绝缘层的电容C i 比绝缘表面到铁心的电容C g 大得多,绝缘层的容抗比绝缘表面对地的容抗小得多,所以绕组端部绝缘层中的交流电压降U Ci 要比绝缘层表面对地的电压降U Cg 小得多,不容易检查出端部绝缘的缺陷;而直流电压的分布与绝缘电阻成正比,端部表面的绝缘在制造时从槽口向外依次喷涂低阻、中阻、高阻绝缘漆,所以端部绝缘层的绝缘电阻R i 比绝缘表面电阻R g 大得多,绝缘层上的电压降U Ri 很大,表面电位U Rg 较低,对检出端部绝缘层的缺陷有较高的灵敏度;由于交流耐压时绕组端部绝缘表面电压较高,所以交流耐压时端部电晕较大,而直流耐压时端部绝缘表面电压较低,一般不容易看到电晕;图 在交流电压和直流电压下绕组端部绝缘的电压分布2对绝缘的破坏性较小直流耐压试验设备输出的功率一般都很小,对试品的破坏性也很小,而且不会象交流耐压试验那样对绝缘的破坏存在累积效应;在进行耐压试验时首先进行直流耐压试验,还可以通过监测直流泄漏电流的大小和变化了解绝缘是否存在局部缺陷或受潮等可以处理的问题,减少在交流耐压时绝缘击穿的可能性;直流耐压试验电压的确定发电机绝缘在进行直流耐压和交流耐压试验时,它们的击穿电压值是不一样的;如果以U DB代表直流击穿电压,以U AB代表交流击穿电压,它们的比值K通常称为巩固系数,即：K = U DB/U AB大量的试验统计数据说明,对新绝缘来说K值在～的范围内,平均值为左右,绝缘无损伤时K值最大,随着绝缘损伤深度的增加K值成比例地减小；随着绝缘的运行小时增加,K值也会随着减小;也就是说,在大多数情况下要击穿同一个绝缘缺陷,所施加的直流电压要比交流电压高得多;根据我国的实际经验,K的取值为～,并据此制定出交流耐压与直流耐压的标准;以额定电压为6kV～24kV的电机为例,按我国现行的交接和预防性试验标准,在进行定子绕组直流耐压和交流耐压试验时,K值在～之间;如果交流耐压值为U N为发电机额定电压,直流耐压值应为：×～U N = ～U N平均值约为U N,现发现有些电厂在进行的交流耐压前随意将直流耐压的数值降为,显然对后续的交流耐压是比较危险的,是不可取的做法;试验方法一般电机可以使用直流发生器进行试验,试验接线见图图发电机直流耐压试验接线1 在正式试验前应进行一次空升试验,即甩开被试验绕组按每级分阶段升一次电压,记录各阶段的泄漏电流,一方面可以检查试验设备和接线是否正常,另一方面可以测量试验设备本身的泄漏电流,以便于在正式试验时将所测量的泄漏电流减去空升时的泄漏电流;2 正式试验;试验电压按每级分阶段升高,每阶段停留1分钟,记录1分钟时的泄漏电流;3 试验前应将绕组短路接地放电,试验后应首先将被试绕组通过放电棒放电,待电压降到一定数值后比如1000V以下才能将被试绕组直接接地放电;4 在试验中应注意观察泄漏电流的变化,如果发现泄漏电流摆动或急剧增加,应停止试验,待查明原因后方可继续试验;5 对于电压较高的电机,在试验中应采取必要的措施防止电晕过大造成泄漏电流不正常;一般的措施有增加高压端与地端的距离,如果距离不够可增加绝缘隔板,避免接线中存在尖端放电等等;6 对于氢冷发电机禁止在氢气置换过程中进行试验;7 高压试验应遵守相关的安全工作规定;7 交流耐压试验 常规试验方法由于发电机试验时电容电流通常都比较大,限流电阻和保护电阻的选择应根据实际情况选择,应保证被试品击穿时过流保护能可靠动作并有足够大的功率,通常是水电阻,可添加食盐调节水的电阻;图 常规交流耐压试验接线限流电阻：由于电流较大,阻值越大,压降越大,损耗也越大,阻值应小于试品的容抗,而且要有足够大的热容量,通常采用水电阻；铜球保护电阻：为了保证铜球击穿后过流保护装置能够动作,应满足U T / 阻值≥动作电流;CX C ω=1Ω T CTCU X U I ω==A 式中,C ：绕组对地及相间电容F ；Xc ：容抗Ω；ω：角频率,ω = 2πf,对于工频,f = 50 Hz,ω = 314 串联谐振交流耐压试验 7.2.1 试验接线图 变频式串联谐振法交流耐压试验接线7.2.2 谐振条件I L =I C =I X L =X C U L =－U C 式中：X L =ωL由于谐振的条件是X L =X C ,即：ωL=1/ωC,整理后可得谐振条件为：LCf π=21从上式可知,通过调整电感L 或电容C 或调整频率f,都可以使试验回路达到谐振的状态;目前电子调频技术已经相当成孰,而且调频试验装置小巧轻便,已经得到广泛的应用; 7.2.3 试验回路的Q 值品质因数电感线圈的品质因数Q L 等于线圈的感抗X L 与损耗电阻R L 的比值：LL L R X Q =但在发电机试验回路中,除了线圈的损耗电阻,还存在绕组的绝缘损耗,对水内冷发电机,还存在水电阻引起的损耗;考虑电机绕组损耗后回路的等效Q 值为：δ+=tan 11LQ Q国产空冷发电机整相绕组绝缘损耗通常为～左右,水内冷绕组充水时总损耗可达～,将这些数据以及Q L ≈30代入上式,可得试验回路的等效Q 值为：国产空冷发电机试验： Q≈10～16 国产水内冷发电机试验：Q≈6～10对于串联谐振,Q 值也等于试验电压与励磁变输出电压的比值,Q 值越大,励磁电压越小,所需要的试验电源功率越小; 7.2.4 串联谐振耐压的优点在谐振状态,回路阻抗为：()R X X R Z C L B ≈-+=222 R 代表试验回路的总损耗电阻;一旦试品击穿,X C 变为零,谐振条件被破坏,此时回路阻抗变为：()L L B X X R Z ≈-+=022由于X L 是R 的Q 倍,所以击穿后回路电流下降到击穿前的Q 分之一,不存在过电流的问题,所以试验比较安全;在进行发电机的交流耐压试验时,为了防止绝缘击穿时由于电流过大而将定子铁芯烧坏定子铁芯烧坏后极难修复,通常要求击穿后的短路电流不要大于5A,由于串联谐振法试验在试品击穿后回路电流会下降,而且试验电压波形较好电压中的高次谐波不满足谐振条件被抑制,所以发电机的交流耐压应优先采用串联谐振法;按照国标规定,工频试验电压的频率范围为45Hz ～65Hz,因此在选择电感时应满足频率的规定;串联谐振耐压的优点：1减小升压器输出电压为试验电压的Q 份之一,从而减小试验设备容量； 2试品击穿后电流下降为原来的Q 份之一,比较安全； 3不需要串接限流电阻串联谐振法不得串联限流电阻; 并联谐振交流耐压试验图 并联谐振法交流耐压并联谐振特点：U C =U L = U T X L =X C I L =－I C回路阻抗：Z≈QX L回路电流：QI Q IQX U Z U I C L L T T ===≈并联谐振耐压试验特点：1试验电流为试品电流的Q 份之一,从而减小试验设备容量； 2试品击穿时试验电流可能会增加,过流保护应可靠；3需要串接限流电阻; 谐振试验时电感或电容的选择前面已介绍通过调节电路的电感、电容或频率都可以使电路达到谐振状态;试验标准规定工频耐压时的频率范围为45Hz ～65Hz,在选择电路参数时应满足这一要求;当频率为50Hz 、电容的单位为μF 、电感的单位为H 时,可按下式估算电感或电容：L10C ：C 10L ==或 对于调感或调容装置,可通过微调电感量或电容量使电路达到谐振状态;如果采用调频装置,估算电感或电容后,再按下式计算实际的谐振频率：LCf π=21如果频率落在45Hz ～65Hz 范围内,电感L 或电容C 就不用再调整,如果频率超过65Hz,应增加电感量或电容量；如果频率低于45Hz,应减小电感量或电容量;8 转子交流阻抗测量 试验目的检查转子绝缘是否存在匝间短路的问题; 隐极式转子交流阻抗测量试验经验说明,发电机的转子交流阻抗与试验电压的数值有很大的关系,因此规程中强调转子交流阻抗的测量必须在同一电压下进行,必须同时测量交流损耗,测量接线见图图 转子交流阻抗测量接线测量注意事项1 试验电压的峰值不宜超过额定励磁电压,最高试验电压为220伏；2 转子交流阻抗的测量分为膛内和膛外两种情况,膛内测量又分为静态测量和动态测量,膛内测量时,应拆开炭刷,防止灭磁电阻对测量的影响；3 膛外测量时,应注意消除转子支架对测量的影响,转子周围不宜放置铁架、铁板或其它铁磁材料；4为了消除剩磁对测量的影响,可以重复测量几次,利用交流电压进行消磁,取重复性较好的几次结果的平均值作为测量结果;5动态测量只要求测量超速试验前后额定转速下的数据,如果怀疑转子绕组有动态匝间短路,可以测量不同转速下的交流阻抗和损耗值;交流阻抗的计算记录试验中的电压U 、电流I 、损耗P 的读数以及电压表的量程、分度和CT 的变比等数据;电流值和功率损耗均应乘以CT 的变比;转子交流阻抗Z 、损耗电阻R 、感抗X 的计算： I U Z =Ω 2IP R = Ω 22R Z X -= Ω水轮发电机转子交流阻抗测量水轮发电机转子要求测量单个磁极的交流阻抗;按图接好线后,调节调压器使转子回路电流保持为恒定值,然后用电压表测量每个磁极的电压降;数据判断1 隐极转子：与历年数据比较,如果交流阻抗明显减小而损耗明显增加,可怀疑存在匝间短路的可能,但还要与空载特性、机组的振动情况等进行综合的分析,不宜轻易下结论;动态试验时,由于转子绕组在离心力的作用下被挤压高度有所减小而且线圈向外圆方向移动,会造成在一定的转速下阻抗值下降的情况,应视为正常情况;2 水轮发电机转子：当某个磁极中存在匝间短路时,该磁极的电压降就会偏小,而且该磁极左右两个相邻磁极由于磁路上的联系电压降也会比正常磁极的压降偏低,这种规律可以作为判断磁极是否存在匝间短路的依据;9 发电机短路特性试验试验目的检查励磁系统及发电机定子或发电机—变压器组一、二次电流回路是否正常;试验方法1将励磁电源改为他励电源用临时电缆将厂用电连接到励磁变高压侧;2在发电机出口接好短路排或在主变高压侧接好短路排；3按图接好试验线路；4励磁调节器改为手动调节,并置于输出最小位置；5退出发电机过流保护,退出强励装置；6按运行规程启动发电机并维持额定转速,合上励磁开关和灭磁开关；7调节励磁调节器的输出电流,使发电机定子电流逐渐增加,并同时检查盘表的指示值是否正确,一直达到倍额定定子电流值,录取定子电流、转子电流数据；8逐步减小励磁电流以减小定子电流,在定子电流分别为1、、、倍额定电流下记录定子电流和励磁电流值;图发电机短路特性试验原理图10 发电机空载特性试验试验目的检查励磁系统和发电机定子一、二次电压是否正常;试验方法1按图接好试验线路；2发电机出口开路或带主变时主变高压侧开路；3励磁调节器为手动调节,并置于输出最小位置；4投入发电机过流保护和差动保护,退出发电机过压保护；5按规程启动发电机并维持额定转速,合上励磁开关和灭磁开关；6单方向调节励磁调节器,使定子电压升高至倍额定电压值,录取定子电压、转子电流数据；7 单方向调节励磁调节器,使定子电压逐步降低,分别记录9～11组定子电压、转子电流数据,同时检查盘表；8跳开灭磁开关;图发电机空载特性试验原理图11 空载及不同负荷下发电机的轴电压测量测量方法1试验前分别检查轴承座与金属垫片、金属垫片与金属底座的绝缘电阻,应大于Ω;2试验接线见图;3在空载试验额定电压下,用高内阻的电压表先测量轴电压Ul,然后将转轴的汽机端与轴承座短接,测量励磁机端大轴对承座的电压U2以及轴承对地的轴电压U3;4在发电机不同负荷下分别测量发电机的轴电压;图轴电压测量原理图测量结果判断1 轴电压一般不大于10V;2正常情况下U1≈U3,U2≈0,如果测量结果是U3明显小于U1,U2数值较大正常情况下一般U3/U2大于10 以上,说明轴承绝缘不好,可能会产生轴电流;12 水内冷定子绕组充水或通水情况下直流电压试验水内冷发电机定子绕组结构对于水内冷的定子绕组,冷却水由端部进水总管经塑料王聚四氟乙烯水管引入各个线圈的鼻部,热水从另一端或另一个线圈的线圈鼻部经塑料王水管引入出水总管,发电机引出线的出水或进水也有一个总管;大型发电机的进、出总管分别位于定子的两端,小型发电机的进、出总管也有位于定子同一端的;定子汇水总管固定在定子端部,为圆形,通称为汇水环或汇水管;为了方便进行高压试验,三个汇水管与外部水管是绝缘的通过绝缘法兰对接;运行中必须将三个汇水管可靠接地,防止汇水环上产生高电压而击穿;图水内冷定子水路图图水内冷汽轮发电机定子概述在吹干水的情况下,试验方法与一般空冷电机相同,但将定子绕组中的水吹干在实际操作中比较困难,如果水吹不干在高电压下容易将绝缘水管损坏,很不安全;在定子绕组充水或通水的情况下,内冷定子绕组交流电压试验可按常规方法进行,因为水电阻电流与绝缘的电容电流相比小得多,而且是按相量的关系相加,可以勿略不计;而在直流电压试验中,水电阻电流比绝缘的泄漏电流大得多,必须采取特殊的试验接线将水电流排除掉;定子绝缘电阻测量12.3.1测量原理测量原理见图;图水内冷定子绕组绝缘电阻测量原理图图中RF、RU组成分压器,用于测量试验电压；RI为绝缘泄漏电流测量电阻；R1为绕组对汇水环的水电阻；R2为汇水环对地的水电阻;从测量原理上与普通的兆欧表相同,兆欧表的屏蔽端子必须接到汇水环上;所不同的是：1兆欧表需要提供流向水电阻的电流;假如水电阻为100kΩ,试验电压为2500V,那么流过水电阻的电流就是25mA,而一般的兆欧表短路电流只有几mA;所以测量水内冷绕组绝缘电阻的兆欧表必须能输出足够大的电流；2由于汇水环对地水电阻R2只有几kΩ～几十kΩ,为了保证绝缘的泄漏电流大部分流入测量电阻RI,就要求RI<<R2,但是,RI太小时,电流信号就会很小;假如RI为500Ω,发电机绝缘电阻为5000MΩ,则RI上的信号电压只有;R2的大小与水质有关,因而试验时对水质也有要求;3由于冷却水与金属导体之间会产生极化电势,虽然极化电势很小,但由于RI上的信号也很小,所以极化电势会影响测量结果;在专用的兆欧表中应有相应的极化电势补偿电路;12.3.2 测量方法1如果在充水的情况下测量,水质应达到运行要求,如果吹干水后做试验,必须将水彻底吹干；2如果充水试验,应首先测量并记录绕组对汇水环以及汇水环对地的绝缘电阻；3采用2500V兆欧表测量,分别测量15s和60s的数据,测量前后应将三相对地短路5min以上;4如果吸收比不合格或绝缘电阻不合格,可增加测量极化指数,即测量1min和10min的数据,根据测量结果作进一步的分析;12.3.3 水内冷定子绕组绝缘电阻测量中常见问题1汇水环对地短路：如果是金属性对地短路,此时RI上没有电流流过,这时所测数据是一个无穷大的假数据,而且没有吸收现象；如果是不完全接地,所测得的也是一个偏大的绝缘电阻,而且由于极化现象出现负的增长吸收比小于1;。
电气专业运行考试题库及答案(简答题)
1、同步发电机和系统并列应满足哪些条件?(1) 待并发电机的电压等于系统电压。
允许电压差不大于5%；(2) 待并发电机频率等于系统频率，允许频率差不大于0.5Hz；(3) 待并发电机电压的相序和系统电压的相序相同；(4) 待并待并发电机电压的相位和系统电压的相位相同。
2、发电机的短路试验目的何在？短路试验条件是什么？新安装或大修后，发电机应作短路试验，其目的是测量发电机的线圈损耗即测量铜损。
发电机在进行短路试验前，必须满足下列条件：(1) 发电机定子冷却水正常投入；(2) 发电机出口用专用的短路排短路；(3) 励磁系统能保证缓慢、均匀从零起升压。
3、油浸变压器正常运行中的检查项目有哪些？（1）变压器的声音应正常；（2）油枕及套管的油位应正常; 各部无渗漏油现象（3）瓦斯继电器内应充满油（4）各导线连接部分无发热现象（5）套管应清洁、无裂纹、无放电现象；（6）油温与绕组温度应在允许范围内；（7）冷却装置运行良好风扇起停正常；（8）压力释放阀（或防爆管）应完好无喷油现象；（9）变压器外壳接地良好；（10）各端子箱完好并关闭严密。
4、工作票许可人的职责？（1）负责审查工作票所列安全措施是否正确完备，是否符合现场条件；（2）工作现场布置的安全措施是否完善；（3）负责检查停电设备有无突然来电的危险；（4）对工作票中所列内容即使发生很小疑问，也必须向工作票签发人询问清楚，必要时应要求作详细补充。
5、哪些工作需要填写第一种工作？（1）高压设备上工作需要全部停电或部分停电者；（2）高压室内的二次接线和照明等回路上的工作，需要将高压设备停电或做安全措施者。
6、哪些工作需要填写第二种工作票？（1）带电作业和在带电设备外壳上的工作；（2）控制盘和低压配电盘.配电箱.电源干线上的工作；（3）二次结线回路上的工作，无需将高压设备停电者；（4）转动中的发电机.同期调相机的励磁回路或高压电动机转子电阻回路上的工作；（5）非当值值班人员用绝缘棒和电压互感器定相或用钳形电流表测量高压回路的电流7、“两票三制”是什么？两票是指工作票、操作票；三制是指交接班制、巡回检查制、设备定期试验与轮换制。
1000mw发电机短路试验方案
1000mw发电机短路试验方案
进行1000mw发电机的短路试验时，需要注意安全防护措施，并遵循以下步骤：
1. 确保所有操作人员都佩戴符合标准的个人防护装备，如安全帽、安全鞋、护目镜、防护手套等。
2. 关闭发电机的输出开关，并将所有电气设备的电源断开。
3. 断开发电机的负载端，并将负载电缆连接到一短路电阻或铜棒等。
4. 将电阻或铜棒连接到发电机的输出端。
此时，发电机处于空载状态。
5. 打开发电机的输出开关，并逐渐增加负载电流的大小，直到达到短路电流的额定值。
6. 在短路状态下进行一段时间的试验，通常为几分钟至数十分钟。
7. 在试验完成后，逐步减小负载电流，直至负载完全断开。
8. 关闭发电机的输出开关，并切断电源。
在试验过程中，应当密切观察发电机的运行状态，确保发电机的温度、振动等参数在正常范围内。
如发现异常情况，应立即
停止试验，并进行故障排除和维修。
请注意，完成该任务需要专业知识和操作经验，请在合适的场合由专业人士进行。
同步发电机的运行特性
同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性有（空载特性、短路特性、负载特性）合称电机基本特性、（外特性和调整特性）主要是运行特性等五种。
外特性和调整特性是主要的运行特性，根据这些特性，可以判断发电机的运行状态是否正常，以便及时调整，保证高质量安全发电。
空载特性、短路特性和负载特性是检验发电机基本性能的特性，用于测量、计算发电机的各项基本参数一、发电机的空载特性（Eo与IL关系）所谓发电机空载运行是指发电机以额定转速运转，定子不带负荷时的运行。
此时，空载电势Eo与励磁电流IL之间的关系叫做空载特性。
当发电机处于空载运行状态，其端电压U就等于电势Eo,因此，端电压U与励磁电流的关系曲线就是空载特性。
如图所示空载特性曲线E0=f(I),做空载特性试验时，应维持发电机转速不变，逐渐增加励磁电流，直至端电压等于额定电压的130%时为止。
在增加励磁电流的过程中，读取励磁电流值及与其对应的端电压值，便可以得到空载特性的上升分支。
接着减小励磁电流，按上面方法读取数值；便得到下降分支，如图2-1-2（a）所示。
由于两曲线的平均，如图中虚线所示。
空载特性曲线是发电机的一条最基本的特曲线。
可用来求发电机的电压变化率、不饱和的同步电抗值等参数。
二、发电机的短路特性（定子绕组的稳态电流I与励磁电流Ii的关系曲线）所谓发电机的短路特性，系指发电机在额定转速下，定子绕组短路时，定子绕组的稳态电流I与励磁电流Ii的关系曲线。
如图2-1-3所示。
短路试验测得的短路特性曲线，不但可以用来求取同步发电机的重要参数饱和的同步电抗与短路比外，在发电厂中，常用它来判断励磁绕组有无匝间短路等故障。
显然，励磁绕组存在匝间短路时，因安匝数的减少，短路特性曲线是会降低的。
三、发电机的外特性（负荷与端电压）所谓发电机的外特性，就是指励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，变更定子负荷电流时，端电压U的变化曲线，即U=f(I)曲线。
在滞后的功率因数情况下cos(θ),当定子电流增加时，电压降落较大，就是由于此时电枢反应是去磁的。
同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结
同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结一、实验背景同步发电机是电力系统中重要的发电设备之一，其运行状态对整个系统的稳定性和安全性都有着重要的影响。
然而，在实际运行过程中，同步发电机可能会遭遇短路等突发事件，导致暂态过程出现异常。
因此，对同步发电机的暂态过程进行仿真实验研究，能够帮助我们更好地了解其运行特点和应对措施。
二、实验目的本次仿真实验旨在探究同步发电机突然短路时的暂态过程，并分析其影响因素和应对策略。
三、实验原理在同步发电机突然短路时，由于负荷突然减小或者断开导线等原因，使得发电机输出功率大幅下降，同时由于突然短路产生大量瞬时电流，容易导致转子绕组内部温度升高、绝缘层损坏等问题。
为了模拟这种情况，在仿真实验中需要考虑转子惯量、励磁系统特性、定子绕组参数等多个因素。
四、实验内容本次仿真实验采用PSCAD软件进行，主要包括以下内容：1.建立同步发电机模型，包括定子绕组、转子绕组、励磁系统等部分；2.设置突然短路事件，模拟负荷突然减小或者断开导线等情况；3.观察同步发电机的暂态过程，包括输出功率、电流变化、转速变化等；4.分析影响因素和应对策略。
五、实验结果经过仿真实验，我们得到了如下结果：1.同步发电机在突然短路时会出现大幅度的输出功率下降和电流瞬时增大；2.转速也会出现一定程度的变化，但是变化幅度较小；3.在应对策略方面，可以采取调整励磁系统参数、增加降低负荷的措施等方法来减轻暂态过程带来的影响。
六、实验结论通过本次仿真实验，我们深入了解了同步发电机在突然短路时的暂态过程，并探究了其影响因素和应对策略。
这对于进一步提高电力系统运行稳定性和安全性具有重要意义。
同步发电机短路实验
同步发电机突然短路的分析一、实验目的1.学会使用MATLAB软件对电力系统进行时域仿真分析，加深对电力系统短路时暂态过程的理解。
2.通过实验，进一步理解有限容量系统和无穷大系统短路时暂态过程的不同二、实验原理同步电机是电力系统中的重要元件，由多个有磁耦合关系的绕组构成，同步电机突然短路的暂态过程要比恒定电压源电路复杂很多，所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响。
同步电机短路时，由于定子绕组中周期分量电流突变将对转子产生电枢反应，该反应产生交链励磁绕组的磁链。
为了维持励磁绕组在短路瞬间总磁链不变，励磁绕组内将产生直流电流分量，其方向与原有的励磁电流方向相同，它产生的磁通也有一部分要穿过定子绕组，从而使定子绕组的周期分量电流增大。
因此在有限容量系统突然发生三相短路时，短路电流的初值将大大超过稳态短路电流，最终衰减为稳态短路电流。
三、实验内容电力系统时域分析实例（仿真）范例：同步电机突然短路模型如图所示—使用简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)，使用三相并联RLC负载并通过三相电路短路故障发生器元件实现同步电机的三相短路。
图1 同步电机突然短路电路模型1、从电机元件库选择简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)元件，设置参数如下2、从测量元件库中选择三相电压—电流测量元件，进行参数设置。
电压测量选项中选择测量相电压（phase-to-ground）用来测量同步发电机突然短路后三相电压的变化。
3.从线路元件库中选择三相短路故障发生器（3-phase-Fault）,双击将三相故障同时选中并设置转换时间。
4.从线路元件库中选择三相并联RLC负载元件，参数设置如下：四、实验报告（三相短路分析）1故障点电流波形图➢在万用表元件M1中分别选择故障点A相、B相、C相电流作为测量电气量，分别得到故障点A相电流波形图、故障点B相电流波形图、故障点C相电流波形图2故障点电压波形图在万用表M1中选择故障点A相电压、故障点B相电压、故障点C相电压作为测量电气量，激活仿真按钮，得到故障点三相电压波形图3电源端电流波形图➢（1）在同步发电机短路系统中，使用相量选择器在电源端选择三相电流信号，测三相电流波形图➢（2）在恒定电压源系统中，使用相量选择器在电源端选择三相电流作为测量电气量比较并分析以上结果图2 恒定电压源电路短路模型（上次实验内容）。
发电机短路试验
发电机短路试验（一）
发电机的短路试验，是指发电机在额定转速下定子三相绕组短路时，定子稳态短路电流与励磁电流的关系曲线。
在做发电机的短路试验时，要先将发电机三相绕组的出线端短路，然后维持转速不变，增加励磁读取励磁电流及相应的定子电流数值，直到定子电流达到额定电流时为止，特别注意的是在进行发电机的短路试验过程中调整励磁电流时严禁往返来回调整。
做发电机短路实验的目的,是为了检查三相电流的对称性,并结合空载特性用来求取电机的参数,可以判断线圈有无匝间短路。
此外计算发电机的主要参数同步电抗短路比以及进行电压调整的计算也需要短路特性注意:
1.三相短路实验尽量采用铜排或铝排同时连接必须良好以免过热现象。
2.调节励磁电流时应缓慢进行。
3.在实验中当Il升至15—20%时应检查三相电流对称性合格后继续。
4.三相短路应尽量装在出口断路器内侧以免在实验过程中断路器误跳引起电机绝缘损坏。
相关数据采集：转子励磁电流和电压可在功率柜上或励磁调节柜电脑上直接读取；定子电流测量计量的在机组电量采集或监控电脑上直接读取；定子励磁用电流在励磁调节柜电脑上直接读取；保护和差动电流在发电机保护装置上读取，并注意其相位的正确性。
- 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)。
同步发电机突然短路的分析
一、实验目的
1.学会使用MATLAB软件对电力系统进行时域仿真分析，加深对电力系统短路时暂态过程的理解。
2.通过实验，进一步理解有限容量系统和无穷大系统短路时暂态过程的不同
二、实验原理
同步电机是电力系统中的重要元件，由多个有磁耦合关系的绕组构成，同步电机突然短路的暂态过程要比恒定电压源电路复杂很多，所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响。
同步电机短路时，由于定子绕组中周期分量电流突变将对转子产生电枢反应，该反应产生交链励磁绕组的磁链。
为了维持励磁绕组在短路瞬间总磁链不变，励磁绕组内将产生直流电流分量，其方向与原有的励磁电流方向相同，它产生的磁通也有一部分要穿过定子绕组，从而使定子绕组的周期分量电流增大。
因此在有限容量系统突然发生三相短路时，短路电流的初值将大大超过稳态短路电流，最终衰减为稳态短路电流。
三、实验内容
电力系统时域分析实例（仿真）
范例：同步电机突然短路模型如图所示—使用简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)，使用三相并联RLC负载并通过三相电路短路故障发生器元件实现同步电机的三相短路。
图1 同步电机突然短路电路模型
1、从电机元件库选择简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)元件，设置参数如下
2、从测量元件库中选择三相电压—电流测量元件，进行参数设置。
电压测
量选项中选择测量相电压（phase-to-ground）用来测量同步发电机突然短路后三相电压的变化。
3.从线路元件库中选择三相短路故障发生器（3-phase-Fault）,双击将三相
故障同时选中并设置转换时间。
4.从线路元件库中选择三相并联RLC负载元件，参数设置如下：
四、实验报告（三相短路分析）
1故障点电流波形图
➢在万用表元件M1中分别选择故障点A相、B相、C相电流作为测量电气量，分别得到故障点A相电流波形图、故障点B相电流波形图、故障点C相电流波形图
2故障点电压波形图
在万用表M1中选择故障点A相电压、故障点B相电压、故障点C相电压作为测量电气量，激活仿真按钮，得到故障点三相电压波形图
3电源端电流波形图
➢（1）在同步发电机短路系统中，使用相量选择器在电源端选择三相电流信号，测三相电流波形图
➢（2）在恒定电压源系统中，使用相量选择器在电源端选择三相电流作为测量电气量
比较并分析以上结果
图2 恒定电压源电路短路模型（上次实验内容）。