發(fā)電機預防性試驗項目及標準學習資料

1、 發(fā)電機預防性試驗項目1. 定子繞組絕緣電阻、吸收比及極化指數(shù)的測定（小修及大修前、后試驗）測量定子絕緣的絕緣電阻是檢查發(fā)電機絕緣狀態(tài)最簡單也是最基本的方法。（1） 水內(nèi)冷定子繞組用專用兆歐表。（2） 200MW及以上機組推薦測量極化指數(shù)R10min/R1min。（3） 注意事項：測量前后，將被試物對地充分放電，放電時間至少5分鐘，如果不放電或放電不充分，不僅直接影響絕緣電阻與吸收比的測量結(jié)果，而且會影響人身與試驗設備的安全；兆歐表放置在遠離大電流導體或磁場干擾的地方，避免環(huán)境對測量結(jié)果帶來的影響。（4） 測量方法：測量發(fā)電機的某相繞組對地絕緣，其他非被試相應接地。將對地端子“E”接到發(fā)電機的

2、接地端，將線路端子“L”接到發(fā)電機出線端，發(fā)電機定子各相繞組應首尾短接，非被試相應短路接地，將匯水管和屏蔽端子“G”相連接。合格標準對所測得的絕緣電阻值與吸收比應進行縱橫比較分析，即本次試驗結(jié)果與歷次試驗記錄的比較、各相間互相比較、與同類發(fā)電機比較以及各個試驗項目的綜合比較。在GB50150-1991與Q/CSG10007-2004標準與規(guī)程中作如下規(guī)定：（1） 各相絕緣電阻值的差值不應大于最小值的100。 （2） 瀝青浸膠及烘卷云母絕緣分相測得的吸收比不小于1.3或極化指數(shù)不小于1.5 ；對環(huán)氧粉云母絕緣吸收比不小于1.6或極化指數(shù)不小于2.0；水內(nèi)冷發(fā)電機的吸收比和極化指數(shù)自行規(guī)定，原則上

3、吸收比不得小于1.3。（3） 測量的匯水管及引水管的絕緣電阻應符合廠家的規(guī)定。用1000V兆歐表測量匯水環(huán)對地絕緣電阻值，在無存水時測量其值不小于1M;在通水時測量其值不小于30k。（4） 對于不同溫度下測得的絕緣電阻值需進行比較時應進行作溫度換算。（5） 若絕緣電阻降低至初次（交接或大修時）測得結(jié)果的1/3以下時，應查明原因，設法處理。2. 定子繞組的直流電阻的測量（大修中試驗）測量定子繞組的直流電阻：檢查斷股、接頭焊接質(zhì)量、套管引出線接觸不良等；測量方法及注意事項（1） 電橋法（2） 用具有5位數(shù)字、精度0.1級的雙臂電橋式微歐計（如QJ19、QJ44型電橋）（3） 電壓表電流表法（直接降

4、壓法）（4） 為提高測量準確度，可將三相繞組串聯(lián)，通以同一電流，分別測各相的電壓降。 （5） 為減少因測量儀表不同而引起誤差，每次測量采用同一電流表、電壓表或電橋。 （6） 由于定子繞組的電感很大，防止由于繞組的自感電勢損壞表計，待電流穩(wěn)定后再接人電壓表或檢流計。在斷開電源前應先斷開電壓表或檢流計。 （7） 測量時，電壓回路的連線不允許有接頭，電流回路要用截面足夠的導線，連接必須良好。 （8） 準確地測量繞組的溫度。（9） 應在冷狀態(tài)下進行測量，并折合至同一溫度進行比較。（10） 對于測量不合格的發(fā)電機應進一步查明原因。如敲擊各定子繞組接頭或通直流（1015IN）觀察有無發(fā)熱部位。標準要求將試

5、驗結(jié)果折算在同一溫度及校正了測量引線引起的誤差后，定子繞組相互差別以及與初次測量值比較，相差不大于最小值的 1.5（汽輪發(fā)電機）及 不大于 1（水輪發(fā)電機）。3. 定子繞組直流泄漏電流測量及直流耐壓試驗（小修及大修前、后試驗） 直流泄漏電流測量及耐壓試驗是發(fā)電機交接與預防試驗標準及規(guī)范中規(guī)定必做的項目之一，進行此試驗，可以比兆歐表更有效地發(fā)現(xiàn)定子繞組端部一些尚未貫通的集中性絕緣缺陷，通過直流耐壓能夠發(fā)現(xiàn)交流耐壓時所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷，尤其是發(fā)電機定子繞組端部的缺陷。其特點是：（1） 可根據(jù)泄漏電流和施加電壓是否呈線性比例關(guān)系或三相泄漏電流的不平衡度來判斷定子絕緣狀態(tài)受潮、臟污或有局部絕緣缺陷；（2

6、） 直流耐壓試驗不會形成被試絕緣內(nèi)部劣化的積累效應；（3） 不需要容量較大的試驗設備。 （4） 直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流耐壓試驗接近實際運行狀況。 對于定子繞組為空氣或氫氣直接冷卻的發(fā)電機，試驗接線如圖-2所示。圖-2 直流泄漏電流測量及直流耐壓試驗接線圖IX A相繞組泄漏電流； Iy 絕緣引水管與匯水管（接地）的泄漏電流圖-3 定子繞組水電回路示意圖Ra 、Ca-試品電阻、電容； Ry-加壓相水管水電阻；R1-匯水管對地絕緣電阻；R2-進水管聯(lián)管絕緣墊一段的水電阻；R3 、 R4-非加壓相引水管水電阻； Ra 500K電位器（實取1-2K)；Rb- 100-200K碳膜電阻(2W)；

7、 C1- 1-2uF并聯(lián)穩(wěn)壓電容；L2-6kV、TV-高壓繞組；EH-1.5V干電池；M-匯水管；C2- 200uF、150V金屬化紙電容器；虛框-極化電勢補償回路圖-4 低壓屏弊接線圖試驗方法及注意事項：確定試驗電壓值，大修前為2.5UN,小修時和大修后為2.0UN；應在停機后清除污垢前熱態(tài)下進行；氫冷發(fā)電機應在充氫后氫純度為96以上或排氫后含氫量在3以下時進行，嚴禁在置換過程中進行試驗；試驗電壓按每級0.5UN分階段升高，每階段停留1min；試驗過程對發(fā)電機冷卻水水質(zhì)有要求；將發(fā)電機測溫元件全部短接并接地等。直流泄漏及耐壓試驗結(jié)果的判斷（1） 各相泄漏電流的差別不應大于最小值的100%（交

8、接時為50%)；最大泄漏電流在20uA以下時，相間差值與歷次測試結(jié)果比較，不應有顯著的變化。（2） 泄漏電流不應隨時間的延長而增大。（3） 泄漏電流隨電壓不成比例顯著增長時，應注意分析。（4） 任一級試驗電壓穩(wěn)定時，泄漏電流的指示不應有劇烈擺動。（5） 如有劇烈擺動，表明絕緣可能有斷裂性缺陷。缺陷部位一般在槽口或端部靠槽口，或出線套管有裂紋。4. 定子繞組交流耐壓試驗（大修前試驗）工頻交流耐壓試驗的特點是試驗電壓與工作電壓的波形與頻率一致，從絕緣劣化和熱擊穿的機理考慮，最能檢出定子繞組槽部或槽口的絕緣故障點或缺陷。試驗方法及注意事項發(fā)電機定子繞組工頻交流耐壓試驗的接線如圖-5所示。試驗應分相進

9、行，被試相加電壓，非被試相短路接地，然后進行以下準備工作。（1） 試驗前應先用兆歐表分相檢查定子繞組絕緣，如發(fā)現(xiàn)嚴重受潮或缺陷，需經(jīng)消除后方可進行試驗。定子繞組水內(nèi)冷，應在通水且水質(zhì)合格狀態(tài)下進行；氫冷繞組應在充氫后氫純度為96以上或排氫后含氫量在3以下進行，嚴禁在置換過程中進行試驗；應在停機后清除污垢前熱態(tài)下進行。（2） 設備儀表全部接好后，在空載條件下調(diào)整保護間隙，其放電電壓調(diào)至試驗電壓的110120范圍內(nèi)，斷開電源。（3） 經(jīng)過限流電阻3在高壓側(cè)短路，調(diào)試過流保護跳閘的可靠性。（4） 電壓及電流保護調(diào)試檢查無誤，儀表接線經(jīng)檢查無誤后即可將高壓引線接至被試繞組上開始進行試驗。 圖-5 發(fā)電

10、機定子繞組交流耐壓試驗接線試驗電壓交接試驗：1.5Un+2250V 1Min預防性試驗：1.3Un1.5Un 1Min對于定子繞組在檢修中進行過全部更換或局部更換的發(fā)電機，試驗電壓請參照DL/T 596-1996電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定進行。試驗結(jié)果判定（1） 正常狀態(tài)下，隨著試驗電壓的上升，電流亦隨之增大，電流表指示穩(wěn)定。被試發(fā)電機內(nèi)部無放電聲及絕緣過熱或焦糊氣味。（2） 有以下現(xiàn)象時表明絕緣即將擊穿或已被擊穿：電壓表指示數(shù)值擺動很大，電流表（毫安表）指示急劇增加；被試發(fā)電機內(nèi)部有放電聲響；發(fā)現(xiàn)有絕緣燒焦氣味或冒煙；試驗過流保護跳閘。5. 定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測量其表面對地電壓

11、及泄漏電流試驗（第一次大修試驗） 國產(chǎn)200-300MW水氫冷卻方式的汽輪發(fā)電機定子繞組端部手包絕緣，常因包扎工藝不良，整體性能差。在運行條件較差（如機內(nèi)臟污，氫氣濕度大）的情況下，發(fā)生短路事故。為保證發(fā)電機的安全運行，除不斷改善發(fā)電機的運行條件外，定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測量其表面對地電壓及泄漏電流值，是檢查該部位絕緣狀況較為有效的測試手段。該方法可以發(fā)現(xiàn)交、直流耐壓試驗時所不能發(fā)現(xiàn)的隱患，而且方法簡單、易于現(xiàn)場推廣。測試原理 測量繞組端部接頭（包括引水管錐體絕緣）、過渡引線并聯(lián)塊及手包絕緣引線接頭處的表面對地電壓及泄漏電流試驗的等值電路，如圖-8所示。A點為檢測部位，正常情況下，絕

12、緣的體積電阻遠遠大于其表面電阻，當A處絕緣存在缺陷時，體積電阻R1減小，R1上的電壓降也減小，使得該處對地電壓增高，流過微安表的泄漏電流也增大。在理想情況下，當R2時，A點表面對地電位應趨近于零，即靜電電壓表讀數(shù)應趨近于零；當R20時，即銅導線已露出，該點表面對地電壓應等于外施試驗電壓值。因此，可通過試驗時所測的某處絕緣表面對地電壓的高低與泄漏電流的大小來判斷該部位的絕緣狀況。R1被測部位絕緣電阻；R2-被測部位絕緣表面電阻；R3絕緣桿內(nèi)電阻圖-8測量方法（1） 制作絕緣測桿。桿內(nèi)裝有多個串聯(lián)電阻元件，電阻總值為l00M，每個電阻容量按1-2W選擇，絕緣桿需留有一定的安全長度。由于絕緣測桿用于

13、高壓帶電測量，使用前應對其進行耐壓試驗鑒定。（2） 試驗中對水質(zhì)的要求及試驗接線同定子繞組的直流耐壓試驗。（3） 試驗前應對繞組端部表面絕緣部位進行清掃，以消除由于表面臟污和表面電阻低對測量結(jié)果的影響，所測部位應包一層鋁箔紙或?qū)щ姴?，加壓前應先測量所測部位的絕緣電阻，即圖-8中的R1及R2值。（4） 如試驗設備容量足夠，試驗時可對三相繞組一起加壓。直流試驗電壓值選擇為一倍額定電壓，必要時，可根據(jù)現(xiàn)場情況適當提高試驗電壓進行測量。（5） 當定子繞組施加直流電壓后，移動測桿分別記錄所測部位的靜電電壓表及微安表的指示值。測試要求根據(jù)Q/CSG 10007-2004規(guī)定，其測試要求如下：（1） 直流試

14、驗電壓值為UN（設備額定電壓）。（2） 測試結(jié)果一般不大于下列值：1）手包絕緣引線接頭，汽輪機側(cè)隔相接頭為20uA; 100M電阻上的電壓降值為2000V 。2)端部接頭（包括引水管錐體絕緣）和過渡引線并聯(lián)塊為30uA; 100M電阻上的電壓降值為3000V。本項試驗適用于200MW及以上的國產(chǎn)水氫透平型發(fā)電機；可在通水條件下進行試驗，以發(fā)現(xiàn)定子接頭漏水缺陷，必要時，如水輪發(fā)電機和200MW及以下透平型發(fā)電機在出現(xiàn)三相直流泄漏電流不符合下列規(guī)定；各相泄漏電流的差別不應大于最小值的100%；最大泄漏電流在20uA以下者；相間差別與歷次試驗結(jié)果不應有明顯變化；泄漏電流不隨時間的延長而增大時，可利用

15、此方法查找缺陷。6. 汽輪發(fā)電機定子繞組端部自振頻率及整體模態(tài)的測量（必要時進行的試驗）汽輪發(fā)電機定子繞組端部承受著正常運行時的交變電磁力和出口及內(nèi)部短路時的瞬態(tài)巨大電磁力的作用。隨著發(fā)電機單機容量的加大，與電機電磁負荷直接有關(guān)的端部電磁力的作用也明顯增大，因而定子繞組端部的可靠固定已成為電機制造部門十分重視的問題。大型發(fā)電機的運行研究和實踐證明，如定子繞組端部的固有頻率接近于雙倍工頻（100Hz），運行中定子繞組端部將因諧振而產(chǎn)生較大的振幅；如繞組端部的整體模態(tài)頻率接近于雙倍工頻且振型為橢圓時，諧振電磁振動力及振幅將異常增大而產(chǎn)生嚴重后果。根據(jù)近十年來國外及國內(nèi)200MW及以上大型汽輪發(fā)電機

16、定子繞組端部短路事故分析結(jié)果表明，多臺發(fā)電機定子繞組端部線棒絕緣嚴重磨損，引線接頭銅線過早疲勞斷裂、漏水等造成的接地短路事故，皆與定子繞組端部固定結(jié)構(gòu)及工藝存在的諸多缺陷有關(guān)，其主要特征之一即故障線棒的固有頻率接近于雙倍工頻，特別是繞組端部整體模態(tài)頻率接近于雙倍工頻且為橢圓振型。為此，原電力部頒布的標準DL/T 596-1996電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定為發(fā)電機大修中必要時的試驗項目，并要求定子繞組端自振頻率不得介于基頻或倍頻的10范圍內(nèi)，即：45 55 、90 110Hz。國家電力公司2000年9月發(fā)布的防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求中規(guī)定，為防止定子繞組端部松動引起相間短路，檢查定

17、子繞組端部線圈的磨損、緊固情況，200MW及以上發(fā)電機在大修時應做定子繞組端部振型模態(tài)試驗，發(fā)現(xiàn)問題應采取針對性的改進措施。對模態(tài)試驗頻率不合格（振型為橢圓、固有頻率在94115 Hz之間）的發(fā)電機，應進行端部結(jié)構(gòu)改造。測試目的按最新發(fā)布及實施的電力行業(yè)標準DL/T 755-2000大型汽輪發(fā)電機定子繞組端部動態(tài)特性測量及評定，測量項目如下：定子繞組端部整體模態(tài)試驗定子繞組鼻部接頭固有頻率測量定子繞組引出線和過渡引線固有頻率測量以上各項測點布置及數(shù)量要求是：定子繞組端部整體模態(tài)試驗要求在汽側(cè)及勵側(cè)的端部錐體內(nèi)截面上，各取如圖-9所示的三個圓周，每一個圓周上的測點應沿圓周均勻布置，其數(shù)量應不少于

18、定子槽數(shù)的一半。1. 鼻部接頭測點 2. 槽口部位測點 3. 漸升線中部測點圖-9 定子繞組端部模態(tài)試驗測點布置示意圖定子繞組鼻部接頭固有頻率測點按圖-9圓周1布置，測所有鼻部接頭，引出線及過渡引線則應選擇固定薄弱處的若干測點。測試條件及評定準則定子繞組為水內(nèi)冷的發(fā)電機，試驗應在停機且繞組通水的條件下進行。新機交接時可先測量不通水時的數(shù)據(jù)。DL/T 735-2000標準對測試結(jié)果的評定準則如下：（1） 繞組端部整體模態(tài)評定新機交接時，整體模態(tài)頻率在94Hz115 Hz范圍內(nèi)為不合格。已運行的發(fā)電機，整體模態(tài)頻率94Hz115 Hz范圍內(nèi)且振型為橢圓應對繞組端部進行加固處理；若頻率在94Hz11

19、5 Hz范圍，但振型不為橢圓，則應根據(jù)繞組端部有無明顯磨損、松動機其嚴重程度進行及時處理或延緩處理。（2） 定子線棒鼻端接頭，引出線及過渡引線固有頻率評定接頭及引線的固有頻率在94Hz115 Hz范圍內(nèi)為不合格。對已運行的發(fā)電機，個別接頭或引線的固有頻率在94Hz115 Hz范圍內(nèi)應結(jié)合發(fā)電機定子端部固有結(jié)構(gòu)的歷史情況進行分析處理。（3） 在相鄰兩次試驗中模態(tài)振型和頻率有明顯差異時應對端部固定結(jié)構(gòu)進行檢查處理。對于測出的接頭及引線上的94Hz115 Hz范圍內(nèi)的固有頻率點，幅值有明顯加大時，應進行加固處理。7. 發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻的測量（小修及大修轉(zhuǎn)子清掃前、后試驗）測量目的：用兆歐表對發(fā)

20、電機轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻測定是判定絕緣狀況最簡單的辦法。測量周期：新裝機組交接時，運行機組在大修中轉(zhuǎn)子清掃前、后以及小修時均應進行絕緣電阻的測量。測量時對兆歐表的要求對于轉(zhuǎn)子額定電壓在200V以下的，用1000V兆歐表進行測量；對于轉(zhuǎn)子額定電壓在200V以上的，采用2500V兆歐表進行測量。絕緣電阻的規(guī)程要求對于單個磁極運到現(xiàn)場之后，首先要進行外觀檢查及全面的清掃。最好能用干燥的壓縮空氣，將磁極四周的污垢吹凈，然后再進行絕緣電阻的測量。測量時，電壓應加在磁極線圈與磁極鐵心之間，其值無規(guī)定，一般不應低于5M。 處理方法如果絕緣電阻值太低，則應進行干燥。干燥時用外加直流電流、直流電焊機或硅整流裝置均可

21、。通入轉(zhuǎn)子電流按額定電流的60%-70考慮。繞組表面溫度不應超過80。為了能使繞組的溫度升上去，應采取適當?shù)谋卮胧?。加溫干燥后，在溫度不變的條件下，絕緣電阻穩(wěn)定3h以上不再變化，并且其值大于0.5M即可認為干燥。 8. 轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻（大修中試驗）在冷態(tài)下進行測量，檢查匝間短路及接觸狀態(tài)。與初次（交接或大修）所測結(jié)果比較，其差別一般不超過2。9. 發(fā)電機勵磁回路所連接的設備的絕緣電阻（大、小修中試驗）小修時用1000V兆歐表，大修時用2500V兆歐表。絕緣電阻不應低于0.5M。10. 發(fā)電機發(fā)電機勵磁回路所連接的設備的交流耐壓試驗（大修中試驗）用2500V兆歐表測量絕緣電阻代替。11.

22、.轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗（大修中試驗）測試轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗是判斷轉(zhuǎn)子繞組是否有匝間短路的一種方法，當有匝間短路時，交流阻抗將減小，功率損耗增加。在膛內(nèi)或膛外以及不同轉(zhuǎn)速下測量，試驗電壓峰值不超過額定勵磁電壓。在相同試驗條件下與歷年數(shù)值比較，不應有顯著變化。12. 發(fā)電機軸承的絕緣電阻（大修中試驗）用1000V兆歐表測量，絕緣電阻不應低于0.5M。13. 檢溫計絕緣電阻和溫度誤差檢驗（大修中試驗）用250V及以下兆歐表測量，檢溫計指示值誤差不應超高制造廠規(guī)定。14. 發(fā)電機軸電壓測量(大修后試驗)軸電壓測量的重要性如發(fā)電機空氣間隙不均勻，定子周圍鐵心接縫配置不對稱，當發(fā)電機運行

23、時，電機各部磁通不均勻，它與轉(zhuǎn)軸相切割就產(chǎn)生軸電勢，在軸電勢作用下產(chǎn)生軸電流，當軸承座的絕緣墊與軸瓦處的油膜絕緣被破壞時，就會在軸軸承底座回路中流過交變軸電流，其數(shù)值可達幾百安培，甚至幾千安培，它能損壞轉(zhuǎn)子的軸頸與軸瓦。對于橫軸的發(fā)電機應將勵磁機與機組的基礎(chǔ)板之間加以絕緣。對于懸吊式水輪發(fā)電機，它的上部導軸承和推力軸承均應用絕緣墊與定子外殼相絕緣?？稍谕屏︻^與鏡板之間加一層絕緣墊，以加強絕緣，可避免軸電流引起損壞事故。在安裝與運行中測量檢查發(fā)電機組的軸承及軸之間的電壓與檢測軸承座的絕緣狀況是十分必要的。軸電壓產(chǎn)生的原因（1）靜電效應產(chǎn)生的軸電壓當汽輪機正常運行時，在一定條件下，汽輪機低壓缸內(nèi)的

24、蒸汽與汽輪機葉片相摩擦，在高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生靜電荷，對轉(zhuǎn)子充電而產(chǎn)生軸電壓它可達數(shù)百伏，電流很微弱，一般不致引起軸瓦損壞。但這種電荷長期作用下，一旦軸承油膜擊穿，也會使軸承、軸瓦損傷。為了消除這個影響，在汽輪機軸上要裝接地炭刷，使汽輪機軸上的靜電荷經(jīng)接地炭刷釋放，而不通過軸承與軸的其他部位。（2）發(fā)電機磁通不對稱引起軸電壓的原因 1）發(fā)電機定子與轉(zhuǎn)子不同心，使氣隙不均勻。 2）定子扇形硅鋼片接縫不一致，或氣隙不相等造成局部磁阻過大。3）由于分數(shù)槽電機的電樞反應不均勻，引起轉(zhuǎn)子磁通的不對稱。（3）靜態(tài)勵磁脈動分量在大軸上產(chǎn)生高頻軸電壓為了消除這種軸電壓，在發(fā)電機大軸的勵磁機側(cè)一端加裝RC

25、并聯(lián)電路接地方式，高頻軸電壓峰值可大大降低。發(fā)電機運行時應加強對絕緣墊的監(jiān)視，并注意清理臟物，防止絕緣墊被金屬物短接。 軸電壓的測量及要求1) 軸電壓測量軸電壓測量接線如圖-23所示。測量前將軸上的接地炭刷提起，發(fā)電機兩側(cè)軸與軸承用鋼刷短接，以消除油膜壓降。用交流電壓表測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩端軸上的電壓U1，然后測量勵側(cè)軸承與機座之間的電壓U2 。圖-23 軸電壓的測量示意圖2) 測量標準按照Q/CSG10007-2004要求如下：(a)汽輪發(fā)電機的軸承油膜被短路時，轉(zhuǎn)子兩端軸上的電壓一般應等于軸承與機座間的電壓(b）汽輪發(fā)電機大軸對地電壓一般小于10V。(c）水輪發(fā)電機不作規(guī)定。3) 對測量儀器的

26、要求(a) 測量時采用高內(nèi)阻（不小于l00k/ V）的交流電壓表。(b）由于軸電壓的頻率范圍很寬，可從直流分量到數(shù)百甚至數(shù)千赫茲交流分置，因此測量軸電壓時，應選擇頻率范圍較寬的交流電壓表。4) 機組大軸的磁化與退磁退磁安匝 圖-24 大軸退磁示意圖15. 發(fā)電機空載特性試驗（大修后試驗）試驗目的空載特性曲線是發(fā)電機的最基本特性之一，也是決定發(fā)電機參數(shù)及運行特性的重要依據(jù)之一。它配合短路特性，可求出發(fā)電機的電壓變化率U，縱軸同步電抗Xd 短路比K與負載特性等。在實際運用中，也可用它來判斷同步電機的定子鐵芯有無片間短路等。試驗原理發(fā)電機的空載運行是指發(fā)電機處于額定轉(zhuǎn)速，在勵磁繞組中通入一定的勵磁電

27、流，而定子繞組中的電流為零時的運行狀態(tài)。此時勵磁繞組中電流產(chǎn)生的磁通可分為氣隙主磁通與漏磁通兩部分。主磁通通過空氣隙與定子繞組相交鏈，并在定子繞組中產(chǎn)生感應電勢E,漏磁通只與勵磁繞組交鏈。在這種條件下，定子繞組的感應電勢E與其端電壓U相等，即U =E。設IE表示勵磁電流，W表示匝數(shù)，則IE W代表勵磁繞組中的安匝數(shù)。因為w匝數(shù)一定，則主磁通及其在定子繞組中的感應電勢E就取決于勵磁繞組電流的大小和勵磁回路的飽和程度。發(fā)電機在空載運行條件下，其端電壓與勵磁電流的關(guān)系曲線U=f（IE）稱為發(fā)電機空載特性曲線?？蛰d特性曲線不僅表示了感應電勢E與勵磁電流IE的關(guān)系，同時也表示了氣隙主磁通與勵磁電流IE的

28、關(guān)系。 試驗接線發(fā)電機空載特性試驗接線如圖-28所示，交流電壓表0.5級三只；直流毫伏表根據(jù)分流器配套要求選擇量程，0.5級以上；分流器FL根據(jù)發(fā)電機勵磁電流選擇。0.2級一只；轉(zhuǎn)速表一只，或數(shù)字頻率表測量；電壓互感器一組。勵磁機磁場開關(guān)QFB1，發(fā)電機磁場開關(guān)QFB2，滅磁電阻Rm ，短路開關(guān)Q勵磁調(diào)節(jié)器TK 。GF一付勵磁機；TK-勵磁調(diào)節(jié)器；KM1-勵磁機磁場開關(guān)；ELE-勵磁機轉(zhuǎn)子繞組；GE-勵磁機定子；KM2-發(fā)電機磁場開關(guān)；Rm-滅磁電阻；Q-短路開關(guān)；PV-電壓表G-發(fā)電機定子；TV-電琢互感器；GLE-發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組；FL-標準分流器圖-28 發(fā)電機空載特性接線圖試驗步驟 (1

29、)將電壓自動勵磁調(diào)整裝置置于手動位置，強勵、強減裝置退出工作，將差動、過流及接地保護投人工作。(2）啟動機組，且保持以額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。(3)發(fā)電機在空載狀態(tài)下合上磁場開關(guān)（滅磁開關(guān)），慢慢調(diào)節(jié)勵磁電流，升壓至50UN附近，用相序表測量電壓互感器二次電壓回路的相序，用三只電壓表檢查三相電壓是否平衡，并巡視發(fā)電機及其母線設備是否有異常，同時注意機組的振動、軸承溫度和角磁機電刷的工作情況是否正常。如無問題，則繼續(xù)升壓至額定值（若用磁場變阻調(diào)壓時，在其工作空載位置作記號），在電壓為額定值時，測量發(fā)電機的軸電壓。(4）慢慢降低電壓至零。每降低額定電壓值的10% -15時，記錄一次各表計的讀數(shù)（降壓過程中可

30、取10個點）。(5)逐漸升高電壓至額定值，每升高額定電壓值的10% -15 %，記錄各表計讀數(shù)一次（在升壓曲線上也取10個點）。在接近飽和，可多讀幾點。(6)如果空載特性與匝間耐壓試驗一起進行，可將勵磁電流一直升到額定值，此時定子電壓可能為（(1.2-1.3)UN（相當1.3 UN下的層間耐壓試驗），停留5min，記錄此時定子電壓，轉(zhuǎn)子電流及轉(zhuǎn)速，并測量發(fā)電機的軸電壓。(7)減少勵磁電流，降低定子電壓。當定子電壓降至近于零時，再切斷滅磁開關(guān)，保持發(fā)電機為額定轉(zhuǎn)速下，在定子繞組出線端測量定子繞組的殘余電壓值。試驗注意事項(1) 在錄取特性曲線的上升與下降部分時，勵磁電流只能向一個方向調(diào)節(jié)，不得中

31、途返回。否則由于磁滯回線的影響使測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。(2）電壓表應盡量使用同一型號電壓表進行測量。勵磁電流的調(diào)節(jié)應緩慢地進行，調(diào)到各點的數(shù)值時，待表針指針穩(wěn)定后再讀數(shù)，并要求所有表針都同時讀取。(3) 測量定子繞組的殘壓時，滅磁開關(guān)在斷開位置，測量者要戴絕緣手套并利用絕緣棒進行測量，使用的儀表應是多量程高內(nèi)阻的交流電壓表。(4）試驗過程中，應派人在發(fā)電機附近監(jiān)視。當發(fā)電機有異?，F(xiàn)象時，應立即跳滅磁開關(guān)，停止試驗，查明原因，試驗結(jié)果分析(1)將各儀表讀數(shù)換算成實際值，其中定子電壓應取三相電壓的平均值。(2）在試驗中，若轉(zhuǎn)速不是額定值，則應將所測定子電壓換算至額定轉(zhuǎn)速時的電壓值，其換算公式為U=Un

32、n/n 。(3）根據(jù)整理的數(shù)據(jù)，在直角坐標中繪出發(fā)電機空載特性曲線。由于鐵心磁滯的影響，電壓上升曲線與下降曲線是不重合的，通常取其平均值，繪制曲線，此曲線就是發(fā)電機空載特性曲線。(4）將空載特性曲線的直線部分延長，即得到發(fā)電機的氣隙線。(5）確定額定電壓下的勵磁電流。作一條U=Un，與橫坐標平行的直線與空載特性曲線相交，交點的橫坐標值即為勵磁電流。(6）在匝間耐壓試驗時，若定子電壓突然下降或發(fā)電機內(nèi)部冒煙或有焦臭味者，都說明定子繞組匝間絕緣有損壞。(7）將繪制的空載特性曲線與出廠和歷年試驗數(shù)據(jù)比較不應超出測量誤差范圍。如繪制的曲線比歷年數(shù)據(jù)降低很多，即說明轉(zhuǎn)子繞組可能有匝間短路故障。圖-29

33、空載特性試驗16. 發(fā)電機短路特性試驗（更換繞組后或必要時試驗）試驗目的通過這一特性的測量，可以檢查定子三相電流的對稱性，并結(jié)合空載特性用來求取發(fā)電機的參數(shù)，它是電機的重要特性之一。試驗原理短路特性是發(fā)電機三相對稱穩(wěn)定短路、發(fā)電機處于額定轉(zhuǎn)速下的定子電流與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系曲線。 試驗接線發(fā)電機穩(wěn)定性短路特性試驗接線如圖-30所示。使用儀表有交流電流表0.5級，0-5A三只，測轉(zhuǎn)子電流的毫伏表，最好接到0.2級標準分流器上。如果沒有標準分流器，可以利用裝在勵磁回路中原有的分流器，但此時應將配電盤上的轉(zhuǎn)子電流表解開，以免影響測量的結(jié)果。試驗方法及步驟(1)在發(fā)電機出線端或出口斷路器外側(cè)，將定子繞組三相用鋁排或粗銅線短路起來，按圖-28接好表計，并投人過電流保護并作用于信號，強行勵磁停用，磁場變阻器放在最大位置。(2）啟動機組達額定轉(zhuǎn)速，并保持恒定。(3）合上勵磁開關(guān)QFB，當短路點在出口斷路器外側(cè)時，必須同時合上斷路器。(4)調(diào)節(jié)磁場變阻器，增加勵磁電流每增加10%-15%額定定子電流時，同時讀取兩次表計數(shù)值，一直增加至定子額定電流時為止。新安裝的機組要做過流試驗或整定繼電保護時，則可以超過額定值，其最大值按制造廠規(guī)定。(5)調(diào)節(jié)磁場變阻器，降低勵磁電流，按照上述各點讀表（如