发电机预防性试验项目及标准学习资料
-
发电机预防性试验项目
1.
定子
绕组绝缘电阻、吸收比及极化指数的测定
（小修及大修前、后试验）
测量定子绝缘的绝缘电阻是检查发电机绝缘状态最简单也是最基本的方法。
（
1
）水内冷定子
绕组用专用兆欧表。
（
2
）
200MW
及以上机组推荐测量极化指数
R10min/R1min
。
（
3
）注意事项：测量前后，将被试物对地充分放电
，放电时间至少
5
分钟，如果不放电或
放电不充分，不仅直接影响绝缘电阻与吸收比的测量结果，而且会影响人身与试验设
备的
安全；兆欧表放置在远离大电流导体或磁场干扰的地方，避免环境对测量结果带
来的影响
。
（
4
）测
量方法：测量发电机的某相绕组对地绝缘，其他非被试相应接地。将对地端子“
E
”
接到发电机的接地端，将线路端子“
L
”接到发电机出线端，发电机定子各相绕组应
首尾短接，非被试相应
短路接地，将汇水管和屏蔽端子“
G
”相连接。
合格标准
对所测得的绝缘
电阻值与吸收比应进行纵横比较分析，
即本次试验结果与历次试验记录
< br>的比较、各相间互相比较、与同类发电机比较以及各个试验项目的综合比较。
<
/p>
在
GB50150-1991
与
Q/CSG10007-2004
标准与规程中作如下规定：
（
1
）各相绝缘电阻值
的差值不应大于最小值的
100
％。
（
2
）沥青
浸胶及烘卷云母绝缘分相测得的吸收比不小于
1.3
或极化指数
不小于
1.5
；对环
氧粉云母绝缘吸
收比不小于
1.6
或极化指数不小于
2
.0
；
水内冷发电机的吸收比和极化
指
数自行规定，原则上吸收比不得小于
1.3
。
< br>
（
3
）测量的汇水管及引水管
的绝缘电阻应符合厂家的规定。
用
1
000V
兆欧表测量汇水环对地绝缘电阻值，在无存水时测量其值不小于
1M
Ω
;
在通
水时测量其值不小于
30k
Ω
。
（
4
）对
于不同温度下测得的绝缘电阻值需进行比较时应进行作温度换算。
（
5
）若绝缘电阻降低至初次（交接或大修时）测得结果的
1/3
以下时，应查明原因，设法
处理
。
2.
定子绕组的直流电阻的测量
（大修中试验）
测量定子绕组的直流电阻：检查断股、接头焊接质量、套管引出线接触不良等；<
/p>
测量方法及注意事项
（
1
）电桥法
（
2
）用具有
5
位数字、精度
0.1
级的双臂电桥式
微欧计（如
QJ19
、
QJ44
型电桥）
（
3
）电压表电流表法（直接降压法）
（
4
）为提高测量准确度，可将三相绕组串联，通以同一电流，分别测
各相的电压降。
（
5
）为减少因测量仪表不同而引起误差，每次测量采用同一电流表、电压表或电
桥。
（
6
）由于定子绕组的电感很大，防止由于绕组的自感电势损坏表计，待电流稳定后再接人<
/p>
电压表或检流计。在断开电源前应先断开电压表或检流计。
（
7
）测量
时，电压回路的连线不允许有接头，电流回路要用截面足够的导线，连接必须良
好。
（
8
）准确地测量绕组的温度。
（
9
）应在冷状态下进行测量，并折合至同一温度进行比较。
1
（
10
）对于测量不合格的发电机应进一步查明原因。
如敲击各
定子绕组接头或通直流
（
10
～
15
％
IN
）观察有
无发热部位。
标准要求
将试验结果折算在同一温度及校正了测量引线引起的误差后，
定子绕组相互
差别以及与初次
测量值比较，相差不大于最小值的
1.5
％（汽轮发电机）及
不大于
1
％
（水轮发电机）
。
3.
定子绕组直流泄漏电流测量及直
流耐压试验
（小修及大修前、后试验）
直流泄漏电流测量及耐压试验是发电机交接与预防试验标准及
规范中规定必做的项目
之一，
进行此试验，
可以比兆欧表更有效地发现定子绕组端部一些尚未贯通的集中性绝缘缺
陷，
通过直流耐压能够发现交流耐压时所不能发现的缺陷，
尤其是发电机定子
绕组端部的缺
陷。其特点是：
（
1
）可根据泄漏电流和施加电压是否呈线性比例关系或三相泄漏电流
的不平衡度来判断定
子绝缘状态——受潮、脏污或有局部绝缘缺陷；
（
2
）直流耐压试验不会形成被
试绝缘内部劣化的积累效应；
（
3<
/p>
）不需要容量较大的试验设备。
（
4
）直流耐压试验对绝缘的考验不如交流
耐压试验接近实际运行状况。
对于
定子绕组为空气或氢气直接冷却的发电机，试验接线如图
-2
所
示。
3
4
M
A
7
6
9
10
1
2
5
8
图
-2
直流泄漏电流测量及直流耐压试验接线图
2
=
Ix<
/p>
Iy
Iy
A
B<
/p>
C
Ix
x
y
z
Iy
IX
–
A
相
绕组泄漏电流；
Iy
–绝缘引水管与汇水管（接地）的泄漏电流
图
-3
定子绕组水电回路示意图
2
Iy
2
＝
Ry
Ca
Ix
Ra
R
1
R
2
Rb
R
3
R<
/p>
4
Ra
E
N
V
C
1
mA
C
2
C
L
2
MA
Iy
Ix
Ra
、
Ca--<
/p>
试品电阻、电容；
Ry--
加压相水管水电阻；
R1--
汇水管对地绝缘电阻
；
R2--
进水
管联管绝缘垫一段的水
电阻；
R3
、
R4--
非加压相引水管水电阻；
Ra
–
50
0K
Ω
电位器
（实
取
1-2K
Ω
)
< br>；
Rb-- 100-200K
Ω
碳膜电阻
(2W)
；
C1--
1-2uF
并联稳压电容；
L2--6kV
、
TV--
高
压绕组；
EH--1.5V
干电池；
M--
汇水管；
C2
–
-
200uF
、
150V
金属化纸电容器；虚框
--
极化
电势补
偿回路
图
-4
低压屏弊接线图
< br>试验方法及注意事项：确定试验电压值，大修前为
2.5U
N
,
小修时和大修后为
2.0U
N
；应
在停机后清除污垢前热态下进行；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；试验电压按每级
0.5U
N
分阶段
升高，每
阶段停留
1min
；试验过程
对发电机冷却水水质有要求；将发电机测温元件全部短接并接地
等。
直流泄漏及耐压试验结果的判断
（
1
）各相泄漏电流的差别不应大于最小值的
100%
（交接时为
50%)
；
最大泄漏电流在
20uA
以下时，相
间差值与历次测试结果比较，不应有显著的变化。
（
2
）泄漏电流不应随时间的延长而增大。
（
3
）泄漏电流随电压不成比例显著增长时
，应注意分析。
（
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
）如有剧烈摆动，表明绝缘可能有断裂性缺陷。缺
陷部位一般在槽口或端部靠槽口，或
出线套管有裂纹。
4.
定子绕组交流耐压试验
（大修前试验）
工频交流耐压试验的特点是试验电压与工作电压的波形与频率一致，
从绝缘劣化和热击
穿的机理考虑，最能检出定子绕组槽部或槽口的绝缘故障点或缺陷
。
试验方法及注意事项
发电机定子绕组工频交流耐压试验的接线如图
-5
所示。试验应分相进行，被试相加电压，
非被试相短路接地，然后进行以下准备工作。<
/p>
（
1
）试验前
应先用兆欧表分相检查定子绕组绝缘，如发现严重受潮或缺陷，需经消除后方
可进行试验
。定子绕组水内冷，应在通水且水质合格状态下进行；氢冷绕组应在充氢
后氢纯度为
96
％以上或排氢后含氢量在
3
％以下进行，严禁在置换过程中进行试验；
应在停机后清除污垢前热态下进
行。
（
2
）
设备仪表全部接好后，
在空载条件下调整保护间隙，
其放电电压
调至试验电压的
110
～
120
％范围内，断开电源。
3
（
3
）经
过限流电阻
3
在高压侧短路，调试过流保护跳闸的可靠性。
（
4
）电压及电
流保护调试检查无误，仪表接线经检查无误后即可将高压引线接至被试绕组
上开始进行试
验。
3
7
1
V<
/p>
1
2
4
6
5
V
2
图
-5
发电机定子绕组交流耐压试验接线
试验电压
交接试验：
1.5Un+2250V
1Min
预防性试验：
1.3Un<
/p>
～
1.5Un
1Min
对于定子绕组在检修中进行过全部更换或局部更换的
发电机，试验电压请参照
DL/T
596-1996
《电力设备预防性试验规程》规定进行。
试验结果判定
（
1
）正常状态下，随着试验电压的上升，电流亦随之增大，电流表指示稳定。被试发
电机
内部无放电声及绝缘过热或焦糊气味。
< br>（
2
）有以下现象时表明绝缘即将击穿或已被击穿：
电压表指示数值摆动很大，电流表（毫安表）指示急剧增加；
被试发电机内部有放电声响；
发现有绝缘烧焦气味或冒烟；
试验过流保护跳闸。
5.
定子绕组端部手包绝缘施加直流
电压测量其表面对地电压及泄漏电流试验
（第一次大修
试验）<
/p>
国产
200--300MW
水氢冷却方式的汽轮发电机定子绕组端部手包绝缘，
常因包扎工艺不
良，整体性能差。在运行条件较差（如机内脏污，氢气湿度大）的情况下，发生短路事故。<
/p>
为保证发电机的安全运行，
除不断改善发电机的运行条件外，
定子绕组端部手包绝缘施加直
流电压测量其表面对地电压及泄漏电流
值，
是检查该部位绝缘状况较为有效的测试手段。
该
方法可以发现交、直流耐压试验时所不能发现的隐患，而且方法简单、易于现场推广。
测试原理
测量绕
组端部接头（包括引水管锥体绝缘）
、过渡引线并联块及手包绝缘引线接头处的
表面对地电压及泄漏电流试验的等值电路，如图
-8
所示。
A
点为检测部位，正常情
况下，绝缘的体积电阻远远大于其表面电阻，当
A
处绝缘存
在缺陷时，体积电阻
R1
减小，
R1
上的电压降也减小，使得该处对地电压增高，流过微安
表的泄漏电流也增大。在理想情况下，当
R2
→∞时，
A
点表面对地电位应趋近于零，即静
电
电压表读数应趋近于零；当
R2
→
0<
/p>
时，即铜导线已露出，该点表面对地电压应等于外施
4
试验电压值。
因此，
可通过试验时所测的某处绝缘表面对地电压的高低与泄漏电流的大小来
判断该
部位的绝缘状况。
R1
—
被测部位绝缘电阻；
R2--
< br>被测部位绝缘表面电阻；
R3
—
绝缘杆内电阻
图
-8
测量方法
（
1
）制作绝缘测杆。杆内装有多个串联电阻元件，电阻总值为
l
00M
Ω
，每个电阻容量按
1-2W<
/p>
选择，
绝缘杆需留有一定的安全长度。
由
于绝缘测杆用于高压带电测量，
使用前
应对其进行耐压试验鉴定
。
（
2
）试
验中对水质的要求及试验接线同定子绕组的直流耐压试验。
（
3
）试验前应对绕组端部表面绝缘部位进行清扫，以消除由于表
面脏污和表面电阻低对测
量结果的影响，所测部位应包一层铝箔纸或导电布，加压前应先
测量所测部位的绝缘
电阻，即图
-8
中
的
R1
及
R2
值。
（
4
）
如试验设备容量足够，试验时可对三相绕组一起加压。直流试验电压值选择为一倍额
定电
压，必要时，可根据现场情况适当提高试验电压进行测量。
（
5
）当定子绕组施加直流电压后，移动测杆分别记录所测部位的
静电电压表及微安表的指
示值。
测试要求
根据
Q/CSG
10007-2004
规定，其测试要求如下：
（
1
）直流试验电压值为
U
N
（设备额定电压）
。
（
2
）测试结果一般不大于下列值：
1
）
手包绝缘引线接头，<
/p>
汽轮机侧隔相接头为
20uA; 100M
Ω
电阻上的电压降值为
2000V
。
2)
端部
接头
（包括引水管锥体绝缘）
和过渡引线并联块为
30uA; 100M
Ω
电阻上的电压降
值为
3000V
。
本项试验适用于
200MW
及以上的国产水
氢透平型发电机；可在通水条件下进行试验，
以发现定子接头漏水缺陷，
必要时，
如水轮发电机和
200MW
< br>及以下透平型发电机在出现三
相直流泄漏电流不符合下列规定；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
20uA
以下者；相间差别与历次试验结果不应有明显
变化；泄漏电流不随时间的延长
而增大时，可利用此方法查找缺陷。
6.
汽轮发电机定子绕组端部自振频率及整体模态的测量
（必要时进行的试验）
汽轮发电机定子绕组端部承受着正常运行时的交变电磁力和出口及内部短
路时的瞬态
巨大电磁力的作用。
随着发电机单机容量的加大，<
/p>
与电机电磁负荷直接有关的端部电磁力的
5
作用也明显增大，
因而定子绕组端
部的可靠固定已成为电机制造部门十分重视的问题。
大型
发电机
的运行研究和实践证明，如定子绕组端部的固有频率接近于双倍工频（
100Hz
）
，运
行中定子绕组端部将因谐振而产生较大
的振幅；
如绕组端部的整体模态频率接近于双倍工频
且振型为椭
圆时，
谐振电磁振动力及振幅将异常增大而产生严重后果。
根据
近十年来国外及
国内
200MW
及以上
大型汽轮发电机定子绕组端部短路事故分析结果表明，
多台发电机定子
< br>绕组端部线棒绝缘严重磨损，
引线接头铜线过早疲劳断裂、
漏水等造成的接地短路事故，
皆
与定子绕组端部固定结构及工
艺存在的诸多缺陷有关，
其主要特征之一即故障线棒的固有频
率
接近于双倍工频，特别是绕组端部整体模态频率接近于双倍工频且为椭圆振型。
为此，原电力部颁布的标准
DL/T 596-1996
《电力设备预防性试验规程》规定为发电机
大修中必要时的试验项目，
并要求定子绕组端自振频率不得介于基频或倍频的±
10
％范围
内，即：
45
、
90
。
国家电力公司
2000
年
9
月发布的
《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中规
定，为防止定子绕组端部松动引起相
间短路，检查定子绕组端部线圈的磨损、紧固情况，
200MW
及以上发电机在大修时应做定子绕组端部振型模态试验，发现问题应采取针对性的
改进措
施。对模态试验频率不合格（振型为椭圆、固有频率在
94
～<
/p>
115 Hz
之间）的发电机，
应进行端
部结构改造。
测试目的
按最新发布及实施的电力行业标准
DL/T 755-2000
《大型汽轮发电机定子绕组端部动态
特性测量及评定》
，测量项目如下：
定子绕组端部整体模态试验
定子绕组鼻部接头固有频率测量
定子绕组引出线和过渡引线固有频率测量
以上各项测点布置及数量要求是：
定
子绕组端部整体模态试验要求在汽侧及励侧的端部锥体内截面上，各取如图
-9
所示
的三个圆周，每一个圆周上的测点应沿圆周均匀布置，其数量应不少
于定子槽数的一半。
2
3
1
1.
鼻部接头测点
2.
槽口部位测点
3.
渐升线中部测点
图
-9
定子绕组端部模态试验测点布置示意图
定子绕组鼻部接头固有频率测点按图
-9
圆周
1
布置，测所有鼻部接头，引出线及过渡
引线则应选择
固定薄弱处的若干测点。
测试条件及评定准则
定子绕组为水内
冷的发电机，
试验应在停机且绕组通水的条件下进行。
新机交接
时可先
测量不通水时的数据。
DL/T
735-2000
标准对测试结果的评定准则如下：
（
1
）绕组端部整体模态评定
< br>
6
新机交接时，整体模态
频率在
94Hz
～
115
Hz
范围内为不合格。
已运行的发电
机，整体模态频率
94Hz
～
115
Hz
范围内且振型为椭圆应对绕组端部进行
加固处理；若频率在
94Hz
～
115 Hz
范围，但振型不为椭圆，则应根据绕组端部有无明显磨
损、松动机其严重程度
进行及时处理或延缓处理。
（
2
）定子线棒鼻端接头，引出线及过渡引线固有频率评定
接头及引线的固有频率在
94Hz
～
115 Hz
范围内为不合格。对已运行的发电机，个别接
< br>头或引线的固有频率在
94Hz
～
115 Hz
范围内应结合发电机定子端部固有结构的历史情况进
行分析处理。
（
3
）在相邻两次试验中模态振型和频率有明显差异时应对端部固定结构进行检查处理。对
于测出的接头及引线上的
94Hz
～
< br>115 Hz
范围内的固有频率点，
幅值有明显加大时，
应
进行加固处理。
7.
发电
机转子绕组绝缘电阻的测量
（小修及大修转子清扫前、后试验）
测量目的：用兆欧表对发电机转子绕组绝缘电阻测定是判定绝缘状况最简单的办法。
测量周期：
新装机组交接时，
运行机组在大修中转子清扫前、
后以及小修时均应进行绝缘电
阻的测量。
测量时对兆欧表的要求
对于转子额定
电压在
200V
以下的，用
1000V
兆欧表进行测量；对于转子额定电压在
200V
以上的，采用
2500V
兆欧表进行测量。
绝缘电阻的规程要求
对于单个磁极运到现场之后，
首先要进行外观检查及全面的清扫。
最好能用干燥的压缩
空气，将磁极四周的污垢吹净，然后再进行绝缘电阻的测量。测量
时，电压应加在磁极线圈
与磁极铁心之间，其值无规定，一般不应低于
< br>5M
Ω
。
处理方法
如果绝缘电阻值太低，
则应进行干燥。
干燥时用外加直流电流、
直流电焊机或硅整流装
置均可。通入转子电流按额定电流的
60%-70
％考虑。绕组表面温度不应超过
80
℃。为了能
使绕组的温度升上去，应采取适当的保温措施
。加温干燥后，在温度不变的条件下，绝缘电
阻稳定
3h
以上不再变化，并且其值大于
0.5M
Ω
即可认为干燥。
8.
转子绕组的直流电阻
（大修中试验）
在冷态下进行测量，检查匝间短路及接触状态。
与初次（交接或大修）所测结果比较，其差别一般不超过
2
< br>％。
9.
发电机励磁回路所连接的设备的
绝缘电阻
（大、小修中试验）
小修时
用
1000V
兆欧表，大修时用
250
0V
兆欧表。绝缘电阻不应低于
0.5M
Ω
。
10.
发电机发电机励磁回路所连接
的设备的交流耐压试验
（大修中试验）
用
2500V
兆欧表测量绝缘电阻代替。
11.
.
转子绕组的交流阻抗和功率损耗
（大修中试验）
测试转子绕组的交流阻抗和功率损耗是判断转子绕组是否有匝间短路的
一种方法，
当有
匝间短路时，交流阻抗将减小，功率损耗增加。
在膛内或膛外以及不同转速下测量，
试验电压峰值不超过额定励磁电压。
在相同试验条
件下与历年数
值比较，不应有显著变化。
7