发电机试验安全技术Word文件下载.docx

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简介：

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　　为什么直流耐压试验比工频耐压试验更容易发现发电机定子绕组端部的（主）绝缘缺陷?

　　因为发电机定子绕组端部导线与绝缘表面间存在分布电容，在交流耐压试验时，绕组端部的电容电流沿绝缘表面流向定子铁芯，如图8—5所示。

（插入第315页图）这样，在绝缘表面沿电容电流的方向便产生了显著的电压降，因此，离铁芯较远的端部导线与绝缘表面间的电位差便减小，因此，不能有效地发现离铁芯较远的绕组端部绝缘缺陷。

而在直流耐压试验时，不存在电容电流，只有很小的泄漏电流通过端部的绝缘表面。

因此，沿绝缘表面，也就没有显著的电压降，使得端部主绝缘上的电压分布比较均匀，因而在端部各段上所加的直流试验电压都比较高，这样就能比较容易发现端部绝缘的局部缺陷。

　　对发电机定子绕组（主）绝缘进行工频交流耐压试验的意义是什么?

　　发电机的工频交流耐压试验的试验电压与其工作电压的波形、频率一致。

试验时，绝缘内部的电压分布与击穿性能也与发电机运行时相一致，因此，交流耐压试验是一项更接近发电机实际运行情况的绝缘试验，再加上试验电压比运行电压高得多，故最能检查出绝缘存在的局部缺陷。

此项试验对发现定于绕组绝缘的集中性缺陷，最为灵敏有效。

　　因此，交接试验标准中规定发电机安装后的交接时和预防性试验规程中规定大修前、更换绕组后都要进行定子绕组的交流耐压试验。

　　发电机转子绕组接地的危害是什么?

接地类型有哪些?

（1）接地的危害

　　汽轮发电机转子绕组绝缘的故障，多表现为主绝缘的一点接地，当转子绕组仅有一点接地时，因为没有电流通过故障点，尚不影响发电机的正常运行，若又发生另一点接地而形成两点接地时，不仅故障电流可能会严重烧坏转子铁芯或护环，而且由于一部分转子绕组被短接而破坏了转子磁场的对称性，使得机组发生剧烈的振动和转子铁芯被磁化。

这些都是不允许的，所以当发现转子绕组一点接地时，应迅速采取措施，投入两点接地保护或停机处理，以消除故障恢复正常运行。

（2）接地类型

　　按转子绕组接地的稳定性，可分为稳定性接地和不稳性接地两种。

与转速、温度等因素无关的接地称为稳定性接地，反之为不稳定性接地。

按其接地电阻大小，可分低阻性接地（金属性接地）和绝缘不良（非金属性接地）两种。

一般过渡电阻稳定在1000Ω以下的称低阻性接地（金属性接地）；

而大于1000Ω小于0．5MΩ的叫做绝缘不良（非金属性接地）。

　　发电机转子绕组不接地情况有哪些?

　　发电机转子绕组不稳定接地有如下几种情况。

（1）高转速时接地：

转子绕组绝缘电阻值，伴随着转速的升高而降低，当达到一定转速时，绝缘电阻值下降为零或接近于零。

这类接地点多发生在靠近槽楔和护环的上层绕组线匝上。

因为在离心力的作用下，绕组被压向槽楔底面和护环内侧，造成有绝缘缺陷的绕组接地。

（2）低转速时接地：

转子在静止或低速运转时，转子绕组的绝缘电阻值为零或接近于零，但当转速升高，绝缘电阻值也随之增加；

在一定高的转速下，绝缘电阻值恢复正常。

　　这类接地点多发生在槽部的下层绕组线匝上，因为在离心力的作用下，绕组离开槽底向槽面压缩会使接地点消失。

　　（3）高温时接地：

转子绕组的绝缘电阻值，伴随着温度的升高而降低，当达到一定的温度时，其绝缘电阻值为零或接近于零，这多是因为转于绕组随温度上升而膨胀所至，这类接地多发生在转子两侧的端部。

　　（4）与转速和温度都有关的接地：

这是转子绕组绝缘同时受转速和温度两个因素作用而产生的接地故障。

　　　如何把转子绕组较高的接地电阻通过烧穿试验变成较低的稳定接地电阻?

　　如需将转子绕组较高的接地电阻通过烧穿试验变成较低的稳定接地电阻，可按图8—13所示试验接线进行。

图中：

电流表PA用作监视烧穿接地点电流；

灯泡HL用作限流和在烧穿时发亮信号；

熔断器FU用作保护，以免电流持续时间过长，烧坏转子部件。

在试验的过程中，通人的电流应尽量小些，如不能烧穿接地点时，再按3、5、8、10A几个数值的电流逐渐增加，但一般不应大于10A，每次持续时间为3—5min，到时要切断电源，以防时间过长，造成转子铁芯、槽楔或护环的局部损伤。

　　如何处理转子组的不稳定接地故障?

　　运行中的发电机转子绕组接地故障，有时与转速和温度有关，表现为活动性质（如在一定的转速下出现接地，而静止后接地消失等），这就需要测试和分析转子绕组绝缘状况与运行条件的关系。

为了分析接地故障与转速的关系，可在不同的转速下测定转子绕组的接地电阻。

为了测定接地故障与温度的关系，可以在运行中采用改变无功负荷等办法，测定不同转子电流下的转子绕组绝缘电阻。

在处理这种活动性质的接地电阻时，首先应变活动性接地为稳定性接地，其方法是在出现接地现象的运行条件下，在转子绕组和转轴间通人适当的电流，烧穿不稳定的接地点，使其变成稳定的金属性接地，然后再按寻找稳定接地点的方法确定接地点的位置。

　　把不稳定接地点用电流烧穿为稳定的金属性接地的方法，与把较高的接地电阻烧穿成较低的接地电阻的方法相同。

　　检查转子绕组稳定性匝间短路的方法有哪些?

对各种方法进行简单的综合比较。

（1）检查转子绕组稳定性匝间短路的方法

　　检查转子绕组稳定性匝间短路的常用方法有直流电阻比较法、空载特性比较法、短路特性比较法、交流阻抗和功率损耗比较法、单开口变压器法（包括电压相量法和瓦特表法）、双开口变压器法、功率表的相量投影法、直流压降计算法。

（2）对不同方法的简单综合比较

　　直流电阻比较法、空载特性比较法和短路特性比较法在检查转子绕组匝间短路缺陷方面，灵敏度低，只能作为综合判断的参考方法。

　　交流阻抗和功率损耗比较法，单、双开口变压器法才是现场检查转子绕组匝间短路常用而有效的方法，因此，测量交流阻抗和功率损耗是交接和预防性试验中必须做的项目。

它适用于各种类型（隐极式和显极式）的转子。

对于隐极式转子，当做交流阻抗和功率损耗试验时，若初步判断转子存在匝间短路时，再用单、双开口变压器法进一步查找短路线匝所在的具体线槽（具有磁性槽楔的线槽不能用单开口变压器法，只能用双开口变压器法检查）。

当确定出短路线匝的具体线槽后，取下一端护环，再采用直流压降计算法，即可计算出短路点所在线槽中的具体位置。

　　为什么说直流电阻比较法、发电机空载特性比较法和短路特性比较法在发现转子绕组匝间短路缺陷方面不够灵敏?

（1）直流电阻比较法

　　交接试验标准和预防性试验规程中规定，在交接或大修时，都应在冷态下测量转子绕组的直流电阻，其变化不应超过2％，否则应查明原因。

理论上，当绕组发生匝间短路时，直流电阻会减小，但汽轮发电机转子绕组的总匝数较多（约160匝以上），如果其中只有一、两匝短路，即使测量准确，直流电阻减小也不超过1％，况且实际测量难免存在误差，因此，直流电阻比较法检查转子绕组的匝间短路，其灵敏度很低，不能作为判断匝间短路的主要方法，只能作为综合分析判断的参考方法。

（2）空载特性比较法和短路特性比较法

　　当转子绕组发生匝间短路时，因转子绕组的有效匝数减少，使转子绕组的主磁通减小，导致发电机三相稳定的空载特性和短路特性曲线比正常时降低，但因受测量精度的限制，一般只有短路匝数超过总匝数的3％-5％时，空载和短路特性曲线的下降才比较明显，所以此方法，在发现转子绕组匝间短路方面，灵敏度也较低，也只能作为综合分析判断的参考方法。

　　在此指出，在空载特性试验中，因发电机的开路电压的大小与转子的转速有关，且为非线性，因此，在测量时转速的变化将会给测量造成一定的误差。

而在短路试验中。

因短路电抗（Xk）和短路电动势（Ek）均与转速成正比，一般转速在额定转速的1／3以上时，短路电流Ik（=Ek／Xk）则与转速无关，因此短路试验时，转速的波动不会引起测量误差，所以在发现转子匝间短路缺陷方面，短路特性比较法比空载特性比较法有效一些。

　　何谓发电机的定子铁芯试验?

为什么进行此项试验?

　　所谓发电机定子铁芯试验，就是给定子铁芯进行交流励磁，保持足够的磁通密度（一般约为0．8—1T），测量铁芯损耗值和历时90min的铁芯各部分温度，然后分析判断定子铁芯状况。

　　进行此项试验的原因是：

发电机定子铁芯都是采用硅钢片叠装而成，并在各片间涂有绝缘漆，在长期运行中，定子铁芯因受转子旋转磁场的作用，而产生磁滞损失和涡流损失，使铁芯温度升高；

硅钢片在加工过程中或在铁芯组装过程中存在的工艺问题，可能造成铁芯局部短路；

电磁振动可能造成硅钢片的磨损；

电机运行年久，硅钢片间绝缘发生老化。

这些原因都可能导致铁芯局部涡流过大、温度过高而烧伤定子绕组绝缘，威胁机组的安全运行。

因此，在新机交接时、电机绕组发生故障且铁芯受损、运行中发现铁芯局部高温、大修中怀疑铁芯短路、更新组装或更换和修理硅钢片后，均应进行定子铁芯试验。

但在制造厂已进行此项试验，并有出厂报告，交接时可不进行此项试验。

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