发电机短路特性试验方案
某发电厂机组整组启动试验过程中存在的问题及解决方法
某发电厂机组整组启动试验过程中存在的问题及解决方法文/吴俊杰0 引言发电厂机组整组启动试验，能够通过试验数据验证设备的性能，最大限度保证机组在投产时可靠运行、安全投入生产，发挥出投资效益。
本研究介绍某发电厂1000MW国产超超临界燃煤机组整组启动试验状况，提出整组启动试验优化处理方法，最终对启动试验结果进行分析与评价。
某发电厂1000MW 级国产超超临界燃煤机组1号机发变组整组启动试验项目，电气主接线采取发电机－主变压器组接线方式接入500kV母线，发电机出口装设断路器，发电机机端由封闭母排经出口断路器与主变压器及两台高压厂用变压器、励磁变压器连接。
项目主要以发电机短路特性试验、发电机空载特性试验、发电机空载状态下励磁参数实测试验、发电机假同期试验为研究重点，依据当前国家能源局颁布的《电力建设施工质量验收规程第6部分调整试验》及《火电工程启动调试工作规定》的要求，对1号机发变组进行整组启动试验，进而验证发变组各项试验性能，分析启动过程中存在的问题，提供解决方法。
1 启动试验项目及目的1.1 发电机短路特性试验目的发电机短路特性试验目的包括：检查发电机电流幅值、相位，保证三相电流角度的正确性；记录发电机电流上下测量值，获取定子稳态短路电流与励磁电流关系曲线；检查发电机的保护、测量电流回路，确保电流回路无开路现象；检查定子三相电流的对称性，确保三相电流平衡；用得出的特性曲线结合空载特性求取电机的参数,判断线圈有无匝间短路。
1.2 发电机空载特性试验目的发电机空载特性试验目的包括：检查发电机保护、测量、励磁系统的电压回路，检查发电机磁路的饱和程度；检查发电机定子和转子的接线的正确性，并通过它取得发电机的相关参数；检查发电机电压三相对称性、相序正确性。
1.3 发电机励磁参数实测与励磁整体试验目的（1）通过现场实测励磁系统的参数，确认励磁系统的模型，验证厂家提供的试验机组数学模型及其参数是否与实际相符，验证其是否满足国标的要求。
#1发电机组A级检修后电气相关试验方案
#1发电机组A级检修后电气相关试验方案批准：审核：初审：编写：设备维护部2011-06-23#1发电机组A级检修后电气相关试验一概述发电机规格和技术参数：型号：QFSN-600-2YHG 额定功率：600MW 额定电压：20KV额定转速：3000 r/min 额定电流：20377A 接线方式：Y Y励磁电压：465.6 V 励磁电流：4557A 频率：50HZ冷却方式：定子绕组水冷；转子绕组氢内冷；铁心及其他构件氢冷绝缘等级：F级功率因数：0.85 最大连续功率：654MW效率：>98.86% 定子绕组每相对地电容：0.227uF励磁方式：机端变静止励磁二试验方案编制目的及编制依据1 编制目的：1.1 试验准确客观地反映发电机的出厂质量和安装质量，以使之符合应用标准及相关的技术规定；1.2 考核#1发电机大修后的电气绝缘状况，求取发电机参数及运行特性等依据，从发电机特性曲线中发现问题并予以解决。
2 编制依据:2.1 《电力设备预防性试验规程》DL/T 596--19962.2 《高压电气设备试验方法》；2.3 《电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）》；2.4 《电力工业技术监督标准汇编》电气绝缘分册；2.5 厂家技术资料及相关；三组织机构及试验仪器、设备、工器具1 组织机构厂部领导：生技部负责人：设备维护部负责人：发电运行部负责人:试验组成员：需运行配合人员：时树君、蒋万喜、王燕东及当值值长2 试验仪器、设备、工器具2.1 发电机转子交流阻抗测试仪：CFZ-II 1套2.2 调压器： 5KVA/250V 1台2.3 水内冷发电机绝缘电阻表：KD2678 1台2.4 数字万用表： FLUKE289 1台2.5 多功能数据记录仪：PMDR-200 1台2.6 手持式数字双钳相位表：SMG2000B 1台四试验前应完成的工作和应具备的条件1 发电机A级检修后已安装完毕，质检合格；由运行人员检查除启机试验工作票以外的所有检修试验工作票全部结束。
怎样做发电机的短路、空载特性试验
怎样做发电机的短路特性试验？中国农村水电及电气化信息网2003-01-31怎样做发电机的短路特性试验？(1)在发电机出口油断路器外侧或出线端，将定子绕组三相短路。
然后把电流表分别接入定子回路和转子回路。
(2)投入过电流保护装置，并作用于信号。
(3)起动发电机并逐渐增至额定转速后保持不变，然后合上励磁开关。
若三相短路在出口油断路器外侧时，则要同时合上油断路器。
(4)通过调节励磁电流，使发电机定子电流分5—7次逐渐增加到额定值，并记录数次各点的读数。
然后逐步把励磁电流由额定值减少到零值，重复记录上述各点读数。
(5)根据在各点同时测量的三相电流平均值，励磁电流和转速可绘制发电机短路特性曲线。
发电机受潮时，如何进行干燥处理？中国农村水电及电气化信息网2002-12-18发电机受潮时，如何进行干燥处理？发电机在进行就地干燥时，一定要做好必要的保温和现场安全措施，具体措施如下：(1)如果干燥现场温度较低，可以用帆布将发电机罩起来，必要时还可用热风或无明火的电器装置将周围空气温度提高。
(2)干燥时所用的导线绝缘应良好，并应避免高温损坏导线绝缘。
(3)现场应备有必要的灭火器具，并应清除所有易燃物。
(4)干燥时，应严格监视和控制干燥温度，不应超过限额。
干燥时，发电机各处的温度限额为：(1)用温度计测量定子绕组表面温度为85℃。
(2)在最热点用温度计测量定子铁芯温度为90℃。
(3)用电阻法测量转子绕组平均温度应低于120～130℃。
干燥时间的长短由发电机的容量、受潮程度和现场条件所决定，一般预热到65～70℃的时间不得少12～30小时，全部干燥时间不低于70小时。
在干燥过程中、要定时记录绝缘电阻、绕组温度、排出空气温度、铁芯温度的数值，并绘制出定子温度和绝缘电阻的变化曲线，受潮绕组在干燥初期，由于潮气蒸发的影响，绝缘电阻明显下降，随着干燥时间的增加，绝缘电阻便逐渐升高，最后在一定温度下，稳定在一定数值不变。
若温度不变，且再经3～5小时后绝缘电阻及吸收比也不变。
发电机短路特性试验数据资料
平均 1065.413333 2151.896667 3231.023333
4224.47
7455.916667 6069.223333 5399.803333 4254.673333
3230.32 2181.54 1092.366667
定子电流 发电机短路特性试验曲线
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
26.4
2138
30%
286
39.1
3143
40%
375
50.4
4233
50%
473
63
5323
60%
535
72
6165
70%
647
86
7311
80%
756
100.5
8567
90%
841
110.9
9469
100%
916
121.5
10342
110%
1000
132
11249
100%
917
121
10364
90%
822
107
9187
80%
757
101.4
8622
70%
657
88
7499
60%
530
71.7
6059
50%
474
64
5446
40%
373
51
4316
30%
278
38.7
3227
20%17925源自9218110%81
13.3
1091
定子电流
12000 10000
31.同步发电机的空载短路实验
一、空载特性空载特性：n =n 1，I =0时，U 0=f (i f )§10-6 空载和短路特性空载特性是发电机的基本特性之一：（1）空载特性表征了电机磁路的饱和情况；（2）空载特性和短路特性等其它特性配合在一起，可以确定同步电机的基本参数。
测取方法：ff δfU Uf 1.00*U定子短路特性：n =n 1，U =0时，I k =f (i f )测取方法：二、短路特性AAA定子fkNI 短路特性是直线的原因：k E U jI x δσ=+=f i E I δ∴∝∝ka1f k E jI x δσ=∴电机磁路处于不饱和状态0151015k x .I =E =.σδ***≈∴当时，fkI 从物理意义上解释：忽略电阻，短路回路只包含电抗，故I k 总是滞后于E 0 900。
F a 与F f 1方向相反，去磁作用，磁路不饱和。
三、利用空载特性和短路特性求同步电抗的不饱和值sk s k a k xI j x I j r I E ≈+=00s kE x I =f0E k I 注意：1）取E 0而非E 0’计算x s2）E 0、I k 为相值3）凸极机计算为直轴同步电抗x dfi 0k I 0'E 短路时电枢的电动势方程：同步电抗的不饱和值四、短路比定义：在能产生空载额定电压的励磁电流下，三相稳态短路时的短路电流与额定电流的比值（K c ）。
000()()()kN f f f N c Nfk k N I i i i U U K I i I I =====0fE kNI fkI N U N I kE fk 0k dE jI x =−000**//1/1N d c N N d N N ddE U E x E K I I x U U x k x φφφμ===⨯=不计饱和时：*/1dc xK =dkNx E I 0=当i f =i f 0时有：f δ短路比对电机的影响：1）短路比小则同步电抗大，短路电流小，但负载变化时发电机的电压变化较大，而且并联运行时发电机的稳定性较差，但电机的成本较低；*d x 2）短路比大电机性能较好，但成本高，因为短路比大表示小，故气隙大，使励磁电流和转子用铜量增大；4）我国汽轮发电机的K c =0.47-0.63，水轮发电机的K c =1.0-1.4。
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;。
发电机空载短路试验
发电机空载短路试验发电机空载短路试验是一种常用的电气试验方法，用于评估发电机的性能和故障情况。
该试验主要包括空载试验和短路试验两部分，下面将对其进行详细介绍。
一、空载试验空载试验主要用于测量发电机的空载电压、空载电流、空载功率等参数，以评估发电机的负载特性。
1.实验原理发电机在无负载情况下运行，其输出功率为零，此时可以测量到发电机的空载电压、空载电流和空载功率因数。
空载电流主要由发电机的铁损耗和励磁电流组成。
2.实验步骤(1)首先，将发电机与负载断开，即不连接任何电器设备。
(2)通过发电机的励磁系统，使其产生一个相应的电磁力线。
(3)根据发电机的额定电压和额定频率，将测量仪表调整至相应的测量范围。
(4)打开发电机的空气开关，开始空载试验。
(5)测量并记录发电机的空载电压、空载电流和功率因数。
(6)根据测量结果，评估发电机的性能和负载特性。
二、短路试验短路试验主要用于测量发电机的短路电流、短路阻抗、短路功率以及定子和转子上的各种损耗，以评估发电机的短路能力和温升情况。
1.实验原理发电机在短路状态下，输出电流达到最大，此时可以测量到发电机的短路电压、短路电流和短路功率因数。
短路电流主要由发电机的铜损耗和定子反应电流组成。
2.实验步骤(1)首先，将发电机与负载断开，即不连接任何电器设备。
(2)通过发电机的励磁系统，使其产生一个相应的电磁力线。
(3)根据发电机的额定电压和额定频率，将测量仪表调整至相应的测量范围。
(4)将发电机的两个输出线端子短接，即连接在一起。
(5)打开发电机的空气开关，开始短路试验。
(6)测量并记录发电机的短路电压、短路电流和短路功率因数。
(7)根据测量结果，评估发电机的短路能力和温升情况。
空载短路试验是评估发电机性能和故障情况的重要手段。
通过对发电机的空载电压、空载电流、空载功率、短路电压、短路电流和短路功率的测量，可以全面了解发电机的工作状态和负载特性。
同时，这些数据也为发电机的设计、运行和维护提供了重要参考依据。
电机实验
实验一单相变压器的特性一、实验目的通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。
二、实验内容1．空载实验（1）测取空载特性I0、P0、cos 0=f(U0)（2）测定变比2．测取短路特性：U K=f(I K)，P K=f(I K)三、实验说明1．实验之前请仔细阅读附录中交流功率表（ZDL-565）的使用说明。
2．实验所用单相变压器的额定数据为：S N=1KV A，U1N/U2N=380/127V。
3．调压器的n端和电网的n端短接。
1)单相变压器空载实验（1）测空载特性图1-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。
本实验采用交流功率表测量电路中的电压、电流和功率。
接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表U a 接到三相调压器输出端a端上，功率表U b、U c和U n 短接后接到三相调压器输出端n端上。
实验步骤：①请参照图1-1正确接线V4A4WK2合分a xA X调压器a b c n图1-1 单相变压器空载实验接线原理图② 合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。
③ 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U 0（低压侧空载电压）由0.7U 2N （U 2N =127V ）变到1.1U 2N ，分数次（至少7次）读取空载电压U 0，空载电流I 0及空载损耗P 0，在额定电压附近多做几点，测量数据记入表1-1。
* 注意实验时空载电压只能单方向调节。
④ 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。
（2）测定变比变压器副线圈开路，原线圈（此时一般用低压线圈作为原线圈）接至电源，经调压器调到额定电压，用电压表测出原、副边的端电压，从而可确定变比。
axAXU U K2) 单相变压器短路实验实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。
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南阳回龙抽水
蓄能电站机组
A级检修
#1发电机短路特性试验案
电力试验研究院
2007年5月25日
编写：审核：批准：
目次
1 目的 (04)
2 依据 (04)
3 系统及设备简介 (04)
4 组织分工 (05)
5 使用仪器设备 (05)
6 试验应具备的条件 (06)
7 试验步骤 (06)
8 安全技术措施 (06)
9 试验记录 (07)
10 附图（表） (07)
1目的
发电机的短路特性是其重要的电气性能之一。
为了检查机组大修后发电机的短路特性，以检验机组检修的质量，确保机组安全、稳定、经济地投入生产运行，特制定本案。
本案规定了发电机短路特性试验的步骤、措施，在实施过程中的修改、变更，届时由总指挥决定。
2依据
2.1 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-91）。
2.2 《继电保护及电网安全自动装置检验条例》。
2.3 及行业有关技术规、标准。
2.4 设计、制造技术文件、资料。
2.5 相关的合同文件。
3设备及系统简介
3.1 系统及设备介绍
回龙抽水蓄能电站本次A级检修两台66MW机组，分别为#1、#2机。
两台机组分别经主变升压至220kV后与对侧220kV变电站连接。
两台机共用一套变频拖动装置(SFC)。
发电机励磁采用瑞士ABB公司生产的UNITROL 5000型数字式励磁系统。
3.2 电动发电机技术规
4 组织分工
4.1 发电机短路特性试验属于整套启动试验，应在整套试运小组的统一指挥下进行，各有关单位分工明确，职责清楚，密切合作完成整套启动的试验工作。
4.2 运行人员负责试验中的有关操作，试验院负责励磁二次回路的测量检查以及试验数据的记录，并整理试验数据。
试验工作应格按照案要求进行。
4.3 安装人员负责试验过程中一次设备的巡视检查及设备缺陷的处理。
4.4 试验中保护定值的临时修改和恢复由保护装置检修单位完成。
4.5 运行的当班值长负责与电网调度联系。
6 试验应具备的条件
6.1 发电机及其附属系统的一次设备已按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定试验合格，具备投运条件。
6.2 发电机保护定值的临时设置已完成，使其具备试验投运条件。
6.3 用于发电机短路试验的仪器和接线已准备好。
6.4 运行单位准备好绝缘靴、绝缘手套、绝缘垫、接地线等安全防护用具。
6.5 运行人员已将电气制动开关送入工作位。
并将控制切换至远位置。
6.6 施工单位已根据机组整套启动案和措施的要求，作好临时设施，配备足够的维护检修人员，并有明确的岗位责任制，在整套试运组统一指挥下作好检修维护工作。
7 试验步骤
7.1 发电机的冷却系统运行正常，发电机稳定在额定转速。
7.2 检查确认发电机所有CT回路联片已接好，回路无开路。
7.3检查确认发电机GCB(DL1)、变频拖动开关(DL3)在断开位置，合上电气制动开关(DL4)。
7.4 试验人员将励磁调节器设为手动式。
投入励磁系统的起励电源，合上灭磁开关，手动调节励磁，升发电机的定子电流到10%Ie。
7.5 安装人员负责巡视发电机滑环、出线CT等处有无异常，及时向试验指挥人员反映。
7.6 保护人员检查发电机各侧CT二次电流回路无开路，电流值、相位正确，三相平衡，各种保护电流采样正确，指示表计、DCS上显示电流正确。
7.7 手动调节励磁录制发变组三相稳定短路特性曲线。
将曲线画在事先准备好的制造
7.8 降低励磁电流至最小，断开灭磁开关，断开电气制动开关。
8 安全技术措施
8.1 启动试验时，应密切注意发电机各参数表计，尤其是发电机定子线棒和铁芯温度、冷水温度等，若有异常，应立即停止试验。
8.2 试验期间CT回路禁开路，PT回路禁短路。
8.3 试验应由两人以上人员完成，应作好安全监护措施。
8.4 巡检人员要保证与集控运行人员保持通讯畅通，发现异常及时汇报。
8.5 励磁系统屏柜处应备有足量合格的灭火器。
9 试验记录
试验结束后，试验人员应认真整理试验记录，分析试验数据，编制试验报告，对试验结果作出评价。
10 附图(表)
附图一：电气一次主接线图
附表一：试验文件修改登记表
附表二：试验文件修改通知单
附图一：电气一次主接线图
附表一：试验文件修改登记表
附表二：试验文件修改通知单
南阳回龙抽水蓄能电站机组检修作业指导书河南电力试验研究院第 11 页共 11 页。