1同步发电机及调相机检测作业指导书.docx
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1同步发电机及调相机检测作业指导书
发电机及调相机试验作业指导书
1范围
本作业指导书适用于容量6000kW及以上的同步发电机及调相机的试验项目，规定了发电机及调相机交接验收、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、试验程序、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试验操作、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作业指导书的条款。
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，鼓励根据本作业指导书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。
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150－2006
《电力设备预防性试验规程》DL/T596-1996
《三相同步电机试验方法》GB/T1029-2005
《单相同步电机试验方法》GB/T14481-2008
《现场绝缘试验实施导则第1部分:
绝缘电阻、吸收比和极化指数试验》DL/T474.1-2006
《现场绝缘试验实施导则第2部份:
直流高电压试验》DL/T474.2-2006
《现场绝缘试验实施导则第4部分:
交流耐压试验》DL/T474.4-2006
3检测项目
3.1发电机常规试验包括以下试验项目
（1）测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数；
（2）测量定子绕组的直流电阻；
（3）定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量；
（4）定子绕组的交流耐压试验；
（5）测量转子绕组的绝缘电阻；
（6）测量转子绕组的直流电阻；
（7）转子绕组的交流耐压；
（8）测量励磁回路连同所连接设备的绝缘电阻；
（9）励磁回路连同所连接设备的交流耐压试验；
（10）埋入式测温计的检查；
（11）测量灭磁电阻器、自同步电阻器的直流电阻；
（12）测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗；
（13）测量相序；
（14）测量轴电压；
（15）定子绕组端部绝缘施加直流电压测量。
3.2试验程序
3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3一般情况下，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。
4试验方法及主要设备要求
4.1测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数
4.1.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）对空冷、氢冷及水冷绕组水回路干燥或吹干测量，额定电压为1000V以上者，采用2500V兆欧表，量程一般不低于10000MΩ；对水冷绕组通水测量应采用水内冷发电机绝缘电阻测试仪（简称专用兆欧表）；200MW及以上机组推荐测量极化指数。
4.1.2试验程序
4.1.2.1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。
4.1.2.2试验步骤
（1）测量前要把所有与发电机相连接设备断开，尽可能避免外部的影响。
（2）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。
（3）将被测定子绕组充分预放电，否则所测得的绝缘电阻值将偏高，吸收比值将偏低。
（4）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（5）。
将汇水管引线接至水内冷发电机绝缘电阻测试仪的屏蔽端子上。
（5）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（如整组启动时不能分相测量）一般在发电机中性点接地变压器或电抗器隔离开关上口进行。
（6）将地线端子用接地线和发电机的外壳连接好，将高压线端子接到被测量绕组的引出端头上，开始测量，记录15s、60s、600s的绝缘电阻值。
（7）将被测绕组回路对接地的机壳作电气连接5min以上使其充分放电。
（8）方法同以上步骤，测量其余绕组。
4.1.3试验结果判断依据
（1）不同温度下定子绕组绝缘电阻的换算公式，可按IEEEStd43-1974推荐公式进行换算，其算式为
Rc=KtRt
式中Rc—换算至75℃或40℃时的绝缘电阻值，MΩ；
Rt—试验温度为t时的绝缘电阻值，MΩ；
Kt—绝缘电阻温度换算因数。
温度换算因数（Kt）
定子绕组温度（℃）
75
70
60
50
40
30
20
10
5
换算至75℃
1.0
0.71
0.35
0.18
0.088
0.044
0.022
0.011
0.0078
换算至40℃
11.4
8.0
4.0
2.0
1.0
0.5
0.25
0.125
0.088
（2）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。
（3）各相或分支绝缘电阻的差值不应大于最小值的100％。
（4）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。
4.1.4注意事项
（1）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。
（2）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，kV）。
（3）应考虑环境温度和湿度对测量结果的影响。
4.2测量定子绕组的直流电阻
4.2.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）直流电阻测试仪。
4.2.2试验程序
4.2.2.1测试方法
（1）冷态测量，绕组表面温度与周围空气温度之差不应大于±3℃。
（2）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。
4.2.2.2试验步骤
（1）测量并记录环境温度和湿度。
（2）用直流电阻测试仪测量各相或各分支的直流电阻值，作好记录。
4.2.3试验结果判断依据
（1）各相或各分支绕组直流电阻，在校正了由于引线长度不同而引起的误差后，相互间差别不应超过其最小值的2％，与产品出厂时测得的数值换算至同温度下的数值比较，其相对变化也不应大于2％。
（2）汽轮发电机相间差或分支间差别与其历年的相对变化大于1％时应引起注意。
4.3定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量
4.3.1设备清单和要求
（1）对空冷、氢冷绕组和水冷绕组水路吹净测量采用普通直流高压发生器；
（2）对水冷绕组通水测量采用水内冷发电机直流耐压试验装置。
4.3.2试验程序
4.3.2.1测试方法
（1）根据相关标准和规程及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直流高压发生器。
（2）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。
（3）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。
（4）对水内冷发电机汇水管有绝缘者，应采用低压屏蔽法接线。
4.3.2.2试验原理接线图
（1）对空冷、氢冷绕组和水冷绕组水回路干燥或吹干时，试验原理接线如图1所示。
（2）对水冷绕组通水时（低压屏蔽法），试验原理接线如图2所示。
4.3.2.3试验步骤
（1）转子绕组在滑环处接地，发电机出口电流互感器二次绕组短路接地，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。
（2）将试验仪器准备就位。
（3）记录环境温度和湿度。
（4）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。
（5）将直流高压输出加在被试相或分支绕组上，从零开始升压至试验电压，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。
（6）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）。
4.3.3安全措施
（1）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人。
试验时试验人员与看守人员通信要通畅，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。
（2）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。
（3）注意对试验完毕的绕组必须充分放电。
（4）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。
4.3.4试验结果判断依据
（1）试验电压为相关标准的规定电压。
（2）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。
（3）泄漏电流不随时间的延长而增大。
（4）任一级试验电压稳定时，泄漏电流的指示不应有剧烈摆动。
（5）试验过程中应无异常放电现象。
4.3.5注意事项
（1）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5.0×102µS/m，对独立的密闭循环水为1.5×102µS/m。
（2）对氢冷发电机应在充氢后氢纯度为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。
4.4定子绕组交流耐压试验
4.4.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）变频/工频谐振耐压试验装置。
4.4.1.2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。
（1）并联谐振耐压设备：
A）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L用下式估算：
L=
1
（H）
ω2Cx
ω=2πf
式中：
f——试验电源频率，通常为50Hz；
Cx——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＝2πfCxUx×10-3（A）
B）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＞IxUx/Q（kVA）（电源频率可调，完全补偿时）
S＞
U2x
-U2xωCx
（非完全补偿时）
ωL
In＝S/Un（A）
式中：
Q——电抗器的品质因数，Q＝2πfL/R，一般电抗器的Q值为10～40；
R——电抗器的电阻（Ω）。
C）调压器容量与试验变压器匹配。
（2）串联谐振耐压设备：
A）串联电抗器耐压应高于试验电压U+（kV）；电感量和额定电流估算同并联谐振。
B）试验变压器额定电流In大于试品所需电流Ix（估算公式同并联谐振）；容量和高压侧额定电压Un可用下式估算：
S＞IxUx/Q（kVA）（电源频率可调，完全补偿时）
Un＝S/In（kV）
Un＞
ωL-
1
·Ix（非完全补偿时）
ωCx
Sn＝UnIn（kVA）
C）调压器容量与试验变压器匹配。
4.4.2试验程序
4.4.2.1测试方法
（1）根据相关规程：
发电机容量在10000kW以下，额定电压36V以上，试验电压为（1000+2Un）×0.8；发电机容量在10000kW以上，额定电压24000V以下，试验电压为（1000+2Un）×0.8；发电机容量在10000kW以上，额定电压24000V及以上，试验电压与厂家协商，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、试验仪器。
推荐采用串联谐振或并联谐振以降低试验电源的容量，试验前应根据相关数据计算电抗器、变压器的参数，以保证谐振回路能够匹配谐振以达到所需的试验电压和电流。
（2）尽量在停机后清除污秽前的热状态下进行。
交接或处于备用时可在冷态下进行。
（3）水内冷发电机应在绕组通水的情况下进行，在试验变压器容量不够时可在不通水的情况下进行，但必须将绝缘引水管中的水吹干。
（4）试验前先进行绝缘电阻和吸收比、直流泄漏等试验，各项试验合格后再进行本项试验。
试验后再进行一次绝缘电阻和吸收比测量，比较试验前后的变化。
（5）如果试验设备容量允许，可以同时对各相或各分支同时试验。
4.4.2.2试验原理接线图
试验原理接线图如图3所示。
4.4.2.3试验步骤
（1）转子绕组在滑环处接地，发电机出口电流互感器二次绕组短路接地，埋置检温元件在接线端子处电气连接后接地，水内冷发电机汇水管接地，检查试验电源及试验仪器正常，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。
（2）非被试绕组电气连接后接地，被试绕组首尾连接后引出。
（3）记录环境温度和湿度。
（4）所有试验接线正确、检查无误后，即可将高压引线接到被试绕组上进行试验。
（5）将试验电压缓慢均匀升至耐压值，保持1min。
（6）将电压降至零，拉开电源，该试验绕组试验结束。
（7）对其它相或分支绕组进行试验。
4.4.3安全措施
（1）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，防止无关人员误人。
试验时试验人员与看守人员通信要通畅，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。
（2）试验设备的步骤布置应紧凑、连接线短，接地线应牢固可靠。
（3）在试验过程中，如果发现电压表指针摆动很大，电流表指示急剧增加，有绝缘烧焦气味，冒烟或发出响声等异常现象时，应立即降低电压，断开电源，被试绕组接地放电后再进行检查。
4.4.4试验结果判断依据
（1）如果耐压后的绝缘电阻比耐压前降低30%以上，则认为试验未通过。
（2）出现4.4.3第（3）条中任一情况时，绝缘可能将要击穿或已经击穿，试验未通过。
4.4.5注意事项
（1）定子水冷绕组在通以合格水循环状态才能进行耐压试验，或者在不通水的情况下，将水管内吹扫干净方可进行耐压试验。
（2）对氢冷发电机应在充氢后氢纯度为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。
4.5转子绕组的绝缘电阻
4.5.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）电动兆欧表。
4.5.2试验程序
4.5.2.1测试方法
（1）分静态和动态空转两种情况，将兆欧表的高压线接于转子滑环上、地线接于转子大轴上。
（2）测量绝缘电阻时采用兆欧表的电压等级：
当转子绕组额定电压为200V以上，采用2500V兆欧表；200V及以下，采用1000V兆欧表。
4.5.2.2试验步骤
（1）静态测量前将滑环短路接地放电，提起碳刷测量。
（2）动态空转测量时，断开灭磁开关到碳刷架的励磁母线或电缆，将碳刷提起，测量不同转速下的绝缘电阻，该项目试验结束后发电机加励磁前恢复接线。
4.5.2.3安全措施
动态测量时特别注意，不得同时接触两极或一极与接地部分，谨防衣物或其他物品被旋转物挂住。
4.5.3试验结果判断依据（或方法）
（1）室温下，绝缘电阻一般不应小于0.5MΩ。
（2）室温下，水内冷转子绕组绝缘电阻值一般不小于5kΩ。
4.5.4注意事项
（1）不宜将兆欧表的地线接在机座或外壳上。
（2）动态空转高转速测量时绝缘电阻值可能会降低较多，应进行综合分析，一般不小于判断依据中规定的数值，就认为试验通过。
4.6转子绕组的直流电阻
4.6.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）直流电阻测试仪。
4.6.2试验程序
4.6.2.1测试方法
冷态测量，绕组表面温度与周围空气温度之差不应大于±3℃。
4.6.2.2试验步骤
（1）将试验仪器接到滑环正负极两侧进行测量。
（2）转子滑环光滑不易接线，应注意把测量线接牢，否则读数不稳定。
4.6.3试验结果判断依据
（1）将测量值换算到同一温度（初次值的绕组温度）。
（2）与初次值（交接或大修）所测结果比较，其差别一般不超过2%。
4.7转子绕组的交流耐压
4.7.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）电动兆欧表；
（3）交流耐压试验装置。
4.7.2试验程序
4.7.2.1测试方法
（1）隐极式转子绕组可以不进行交流耐压试验，可采用2500V兆欧表测量绝缘电阻来代替。
（2）整体到货的显极式转子，试验电压应为额定电压的7.5倍，且不应低于1200V。
（3）工地组装的显极式转子，其单个磁极耐压试验应按制造厂规定进行。
组装后的交流耐压试验，额定励磁电压为500V及以下电压等级，为额定励磁电压10倍，并不应低于1500V；额定励磁电压为500V以上，为额定励磁电压的2倍加4000V。
4.7.2.2试验步骤
（1）记录环境温湿度。
（2）将兆欧表的高压线接至滑环上，地线接至大轴上。
（3）记录1min时绝缘电阻值。
4.7.3安全措施
试验完毕后，要对转子绕组进行充分放电。
4.7.4试验结果判断依据
（1）试验过程中，无明显放电现象。
（2）试验数值与出厂数据无明显差别。
4.8测量励磁回路连同所连接设备的绝缘电阻
4.8.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）电动兆欧表。
4.8.2试验程序
4.8.2.1测试方法
测量绝缘电阻时采用兆欧表的电压等级：
当小修时，采用1000V兆欧表；大修时，采用2500V兆欧表。
4.8.2.2试验步骤
（1）将回路中各种电器元件拔出或短接接地。
（2）将高压线接在被测回路，地线接于外壳。
（3）测量并记录试验数据。
4.8.3试验结果判断依据（或方法）
绝缘电阻值不应低于0.5MΩ。
4.8.4注意事项
回路中有电子元器件设备的，试验时应将插件拔出或将其两端短接。
4.9励磁回路连同所连接设备的交流耐压试验
4.9.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）电动兆欧表。
4.9.2试验程序
4.9.2.1测试方法
发电机和励磁机的励磁回路连同所连接设备交流耐压可以采用2500V兆欧表测量绝缘电阻来代替。
4.9.2.2试验步骤
（1）将回路中各种电器元件拔出或短接接地。
（2）将高压线接在被测回路，地线接于外壳。
4.9.3试验结果判断依据
测试过程无闪络击穿现象。
4.10埋入式测温计的检查
4.10.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）电动兆欧表。
4.10.2试验程序
4.10.2.1测试方法
使用250V兆欧表测量埋入式测温计的绝缘，核对测温计指示正常。
4.10.2.2试验步骤
（1）测量每个测温计绕组绝缘。
（2）检查测温计指示正常。
4.10.3试验结果判断依据（或方法）
（1）用250V兆欧表测量埋入式测温计的绝缘电阻是否良好。
（2）核对测温计指示值，应无异常。
4.11测量灭磁电阻器、自同步电阻器的直流电阻
4.11.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）直流电阻测试仪。
4.11.2试验程序
4.11.2.1测试方法
使用直流电阻测试仪测试电阻值与铭牌数据对比。
4.11.2.2试验步骤
（1）将试验仪器接到电阻器两侧进行测量。
（2）记录试验数据。
4.11.3试验结果判断依据
与铭牌数据比较，其差别不应不超过10%。
4.12转子绕组的交流阻抗和功率损耗
4.12.1设备清单和要求
（1）温度湿度计；
（2）220V调压器，可根据厂家提供的本项试验数据中电流值确定容量（一般10kVA）；
（3）转子交流阻抗测试仪。
4.12.2试验程序
4.12.2.1测试方法
（1）隐极式转子在膛外或膛内以及不同转速下测量，显极式转子对每个磁极转子绕组测量。
（2）每次试验应在相同条件和相同电压下进行，试验电压峰值不超过额定励磁电压（显极式转子自行规定）。
（3）交接时超速试验前后进行测量。
（4）对于转子绕组有一点接地，或对水内冷转子绕组测量时，必须用隔离变压器加压，并在转子轴上加装接地线。
（5）无刷励磁机组，当无测量条件时，可以不测。
4.12.2.2试验原理接线图
转子绕组的交流阻抗和功率损耗测量示意图如图4所示。
4.12.2.3试验步骤
（1）将交流阻抗测试仪的测试线分别接于滑环正负上。
（2）用调压器TR分级升压，测量并记录电压U、电流I和功率P。
4.12.3安全措施
（1）膛内测量时定子绕组上有感应电压，应将定子绕组与外电路断开。
（2）旋转测量时注意谨防衣物或其他物品被旋转物挂住。
4.12.4试验结果判断依据
（1）交流阻抗Z计算公式为：
Z=
U
I
（2）在相同的试验条件下，将测量的Z与P和原始（或历次）数值比较，相差10%应引起注意。
相同的试验条件指转子同在膛内或膛外、相同的发电机转速和相同的试验电压。
4.12.5注意事项
（1）为了避免相电压中含有谐波分量的影响，宜采用线电压测量，并应同时测量电源频率。
（2）试验电压峰值不能超过转子绕组的额定电压。
在滑环上施加电压时，要将励磁回路断开。
（3）由于在定子膛内测量阻抗时，定子绕组上有感应电压，故应将定子绕组与外电路断开。
（4）对于转子绕组有一点接地，或对水内冷转子绕组测量时，必须用隔离变压器加压，并在转子轴上加装接地线，以保证安全。
4.13测量相序
4.13.1设备清单和要求
相序表；
4.13.2试验程序
4.13.2.1测试方法
使用相序表测量相序。
4.13.2.2试验步骤
（1）将相序表3相线分别插入对象相序发电机出线PT二次绕组端子排。
（2）查看相序表指示。
4.13.3试验结果判断依据
根据相序表判断正序，负序。
4.14测量轴电压
4.14.1设备清单和要求
数字万用表。
4.14.2试验程序
4.14.2.1测试方法
被试发电机在额定电压、额定转速下空载和带不同负荷运行时，测量发电机大轴间的交流电压；对于端盖式轴承可仅测汽侧轴对地电压。
4.14.2.2试验原理接线图
试验原理接线如图5和图6所示。
4.14.2.3试验步骤
（1）检查轴承座
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