第一部分发电机检修时的试验与诊断

发电机检修时的试验与诊断

第一部分《发电机检修时的试验与诊断》

发电机检修时的试验与诊断

发电机试验与诊断的重要性，项目及分类

（－）试验与诊断的重要性·在制造厂：确保发电机的制造质量，检查发电机电气和机械特性是否达到设计要求及能否出厂。·在发电厂（用户）：检查发电机经运输和安装后有无损伤性缺陷和问题；发电机并网运行后，经大修及小修消缺后是否合格，能否达到正常运行的条件。

·依据标准

国家标准

GB 755-2000《旋转电机定额和性能》

GB/T 7064-2002《透平型同步电机的技术要求》

GB 1029-80《同步电机试验方法》

GB 50150-91《电气设备交接试验标准》

电力行业

DL/T 596-1996《电气设备预防性试验规程》

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（二）发电机试验项目及分类

按在制造厂内、工地安装（并网运行前后）及运行维护要求分为： 型式试验

出厂（检查）试验

交接试验

预防性试验

发电机的试验项目

1. 定子绕组的干燥试验2. 定子绕组的直流电阻的测量3. 定子绕组绝缘电阻、吸收比及极化指数的测定4. 定子绕组直流泄漏电流测量及直流耐压试验5. 定子绕组交流耐压试验6. 定子热水流试验、气密试验

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7. 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

8.汽轮发电机定子绕组端部自振频率及整体模态的测量

9. 定子铁芯试验及诊断

10.转子绕组接地及匝间短路的测试

11.定子槽部线圈防晕层对地电位的测量

12.发电机轴电压测量

13.发电机的温升试验

14.大型发电机定子绕组超低频耐压试验问题

15.发电机绝缘故障在线监测

16.发电机转子绕组绝缘电阻的测量

17.发电机转子交流耐压试验

18.发电机空载特性试验

19.发电机短路特性试验

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一．发电机定子绕组的干燥

发电机定子绕组的干燥：电机绕组的绝缘在长期存放、长期停机

以及在运输安装过程中均有受潮的可能。受潮可以分为两种情况：一种是绕组绝缘表面受潮；另一种是绝缘内部受潮。若绝缘只是表面受潮，当空气干燥时，只要温度一升高，绝缘电阻就会上升；若是内部受湘，则需要经过较长时间的加温干燥，绝缘电阻才能上升。

对于环氧粉云母绝缘的定子绕组，温度在10-40℃情况下，同时满

足下列两个条件时，发电机可不经过干燥而直接进行交、直流耐压试验。

(1)测得的绝缘电阻吸收比R60/R15≥1.6;

(2）定子绕组绝缘电阻在常温下不低于其额定电压每千伏1兆欧。

如果不满足上述条件，则应进行干燥。对转子绕组绝缘电阻值不宜低于0.5兆欧；否则也应进行干燥。

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干燥方法及注意事项

1．外加直流干燥法

（1）直流电焊机

（2）大电流硅整流器

2．三相短路干燥法

3．加温过程中，线圈的最高温度：以酒精温度计测量时，不应超过

70℃；以检温计测量时，不应超过85 ℃ ，温度应逐步升高，在40 ℃以下，每小时温升不超过5-8 ℃。

4．每4-8h用兆欧表测三相绕组对机壳的总绝缘电阻一次，读出R60”及R15”，算出吸收比，并根据当时的温度折算为75℃的绝缘电阻

值。

5．当达到前述条件时，干燥即可结束。

6．干燥完毕，降温的速度也不宜太快，每小时按10℃速率控制。

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案例分析：

一台75000KW，电压13.8KV，采用环氧粉云母绝缘的水轮发电机，

在未干燥时（29℃）测U相R15=30MΩ，R60=48MΩ，吸收比R60/

R15=1.6；干燥后（37℃）U相R15=150MΩ，R60=500MΩ，吸收比R60/ R15=3.3。干燥前加压34.5KV时，60S时泄漏电流为1350uA；干燥后仅有47uA，减少了近28倍。干燥加温时间用了10h。证明干燥与对绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的影响很大。

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二．绕组的直流电阻测量

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；

测量转子绕组的直流电阻：检查匝间短路及接触状态；

测量方法及注意事项

1．电桥法

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）

2．电压表电流表法（直接降压法）

3．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。

4．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。

5．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电压表或检流计。在断开电源前应先断开电压表或检流计。

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6．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。

7．准确地测量绕组的温度。

8．应在冷状态下进行测量，并折合至同一温度进行比较。

9．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。

特定标准

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，定子应

不大于1.5％（汽轮发电机）及不大于1％（水轮发电机）；转子应不大于2％，并应对各磁极线圈的连接点进行测量。

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定子绕组焊接头的检查方法

测量方法及注意事项

1.直流电阻分段比较法

直流电阻分段比较法是将有怀疑的一相或分支等分成两段，测量其电阻，然后将电阻大的一段再分段测量比较，如此继续下去最后可找到不良焊接头的部位。电阻的测量可用电压表电流表或电桥法。

注意以下两点：

(1)被分割的两段的线圈与接头数目必须相等。

(2)测量时可剥开测量点焊接头的绝缘或选择适当地点钻孔刺针。

对大型水轮发电机而言，由于定子绕组并联支路数目较多，线圈的接头也较多，个别接头电阻发生增大甚至严重恶化，对该相绕组的总体直流电阻增长不显著，即使有很小变化，也易被测量的误差所掩盖，用测量绕组整体直流电阻方法来发现绕组接头问题

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是不行的。

2.焊接头直流电阻测量法

(1)测量法

测量接头的直流电阻可以采用直流压降法或双臂电桥法。实践证明采用前者比较简便。

(2)测量结果的判断

焊头质量好坏及变化能反映在焊头直流电阻的大小及变化上，但

由于许多原因，如接头的整形、焊料，焊接工艺不可能十分一致，加上测量误差，在同一台发电机上，质量合格的焊接头的直流电阻不尽相同，反映在测试数值上呈分散性。良好的焊接头电阻小于同长度导线的电阻值，互相比较无显著差别。

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三．绕组的绝缘电阻测量

定子绕组绝缘电阻、吸收比及极化指数的测定。

1. 测定绝缘电阻时的物理过程

i--总电流；i1—电容电流；i2—吸收电流；图

-1 泄漏电流、绝缘电阻测量值与时间的关系

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2. 测量绝缘电阻应注意的几个问题(1) 温度的换算Rc = Kt·RiRc 换算至40 ℃或75 ℃时的绝缘电阻Ri 试验时温度为t时的绝缘电阻Kt 换算因数

绝缘电阻温度换算因数Kt与发电机的绝缘材料等级及测试时绕

组的温度有关，对于发电机B级绝缘时，KtB=1/[2(75-t)/10]；对于发电机A级绝缘时，KtA=10(t-75)/40。

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(2) 湿度的影响

经验指出：发电机绕组受潮不甚严重时，绝缘电阻与吸收比虽然

降低，但很少影响其击穿强度，因为水分很难浸人绝缘内部，只能浸入表面几层；当发电机由于长途运输与长期停机而受潮较严重时，必须经过干燥处理后才能进行其他试验。

（3）绝缘物中剩余电荷对绝缘电阻与吸收比测量的影响

发电机进行绝缘电阻测量或直流耐压以后，必须充分放电。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。

（4）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。

（5）测量发电机的某相绕组对地绝缘，其他非被试相应接地。 （6）测量前后，将被试物对地充分放电。

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3. 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。

在GB50150-1991与Q/CSG10007-2004标准与规程中作如下规定： (1) 各相绝缘电阻的不平衡系数不应大于2。

(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。测量的汇水管及引水管的绝缘电阻应符合厂家的规定。

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(3)对于不同温度下测得的绝缘电阻值需进行比较时，对于B级绝

缘、A级绝缘材料分别换算为75℃时绝缘电阻进行比较。吸收比与极化指数不作温度换算。

(4）若绝缘电阻降低至初次（交接或大修时）测得结果的1/5-1/3

时，应查明原因，设法清除。

4. 说明

（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。

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教训：

在表面无屏蔽措施的兆欧表摇测绝缘电阻时，在摇测过程中，表

面玻璃用手擦拭出现分散很大的测量结果，原因是手擦拭表面玻璃，会因摩擦起电而产生静电荷，对表针偏移产生影响，使测量结果不准。处理办法：在表壳玻璃上设一段铜导线，可以消除静电荷对指针的引力。

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四．直流泄漏电流测量及耐压试验 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，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．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。

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图-2

直流泄漏电流测量及直流耐压试验接线图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l6dm.html