部分发电机检修时的试验

第 一 部 分 发 电 机 检 修 时 的 试 验与 诊 断 主 讲 人 ： 李 伟 清 教 高 一 . 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 （ 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 验见 表 -1 发 电 机 的 试 验 项 目 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 用 具 有 5位 数 字 、 精 度 0.1级 的 双 臂 电 桥 式 微 欧 计 ；2 基 值 很 重 要 。 出 厂 、 交 接 、 更 换 线 圈 ；3 应 在 冷 状 态 下 进 行 测 量 ， 并 折 合 至 同 一 温 度 进 行 比 较 ；4 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 1.5 （ 汽 轮 发 电 机 ） 及 1 （ 水 轮 发 电 机 ） ； 转 子 应 2 ， 并 应对 各 磁 极 线 圈 的 连 接 点 进 行 测 量 。 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C C 1R1 RaU I.Ix.Ic. tI.图 -1 2. 测 量 绝 缘 电 阻 应 注 意 的 几 个 问 题 (1) 温 度 的 换 算 Rc = KtRi Rc 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 数见 表 -2 绝 缘 电 阻 温 度 换 算 因 数 Kt (2) 合 格 标 准大 修 时 的 规 定 。新 投 入 或 干 燥 后 的 规 定 。(3) 定 子 绕 组 水 内 冷 ， 绝 缘 电 阻 的 测 定吸 收 比 和 极 化 指 数 合 格 值表 -3 吸 收 比 及 极 化 指 数表 -4 转 子 绕 组 等 部 件 绝 缘 电 阻 测 量 规 定 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 。 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 。 图 -21 2 3 4 5 6 78 9 10MA 水 内 冷 定 子 绕 组 低 压 屏 弊 法2 = IxIy Iy IxABC xyz Iy 图 -3 定 子 绕 组 水 电 回 路 示 意 图 图 -4 低 压 屏 弊 接 线 图Ca Ra R1Ix R2R3R4CmAMAV C1C2 L2IyIx RyIy Rb Ra EN2 采 用 低 压 屏 蔽 法 试 验 应 注 意 的 几 个 问 题 ：1 微 安 表 摆 动 的 消 除2 极 化 电 势 的 消 除3 微 安 值 Ix的 换 算直 流 泄 漏 及 耐 压 试 验 结 果 的 判 断 五 工 频 交 流 耐 压 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 的 绝 缘 故 障 点或 缺 陷 。1 试 验 方 法 及 注 意 事 项2 试 验 电 压3 试 验 结 果 判 定 1 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 。 （ 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 。 （ 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） 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 。 图 -5 发 电 机 定 子 绕 组 交 流 耐 压 试 验 接 线1 V1 32 45 6 V2 7 2 试 验 电 压 交 接 试 验 ： 1.5Un+2250V 1Min 预 防 性 试 验 ： 1.3Un 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 。 3 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 。（ 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 。 六 定 子 热 水 流 试 验 、 气 密 试 验 1 定 子 热 水 流 试 验 2 气 密 试 验 1 定 子 热 水 流 试 验 对 于 定 子 水 回 路 是 否 堵 塞 的 检 查 ， 各 电 厂 多 数 还 沿 用 过 去 的 逐 一 打 开绝 缘 引 水 管 接 头 测 流 量 的 方 法 。 这 种 方 法 的 测 试 工 作 太 繁 复 、 不 准 确 ，且 回 装 绝 缘 引 水 管 时 稍 有 不 慎 ， 易 造 成 接 头 把 合 不 严 密 而 漏 水 。 热 水 流 试 验 法 是 近 年 来 电 机 制 造 厂 检 查 大 型 汽 轮 发 电 机 定 子 水 路 有 无堵 塞 的 非 常 有 效 的 措 施 。 它 不 仅 能 检 出 异 物 堵 塞 ， 而 且 能 检 出 由 各 种原 因 产 生 的 “ 气 堵 ” 。 目 前 ， 有 的 电 力 研 究 试 验 单 位 已 在 发 电 厂 中 应用 这 种 方 法 检 查 定 子 水 回 路 有 无 堵 塞 问 题 。 图 -6是 用 热 水 流 法 检 测 出的 定 子 线 棒 及 极 间 连 接 线 水 流 正 常 及 有 气 堵 现 象 时 的 典 型 试 验 曲 线 。 图 -6 热 水 流 试 验 曲 线 热 水 流 试 验 法 已 被 列 入 JB/T 6228-1992 汽 轮 发 电 机 内 部 水 系 统 检 验方 法 及 评 定 ， 作 为 适 用 于 双 水 内 冷 和 水 氢 氢 型 汽 轮 发 电 机 制 造 过 程定 子 内 冷 水 路 任 一 部 位 有 无 发 生 严 重 的 水 流 堵 塞 的 检 验 ， 也 使 用 于 机组 的 交 接 验 收 和 大 修 过 程 的 检 验 。 进 行 热 水 流 试 验 时 需 在 定 子 绝 缘 引 水 管 、 极 间 连 接 线 、 进 出 线 及 汇 水环 上 贴 敷 足 量 的 铜 康 铜 热 电 偶 ， 并 接 入 多 点 温 度 自 动 记 录 仪 或 数 据采 集 系 统 ， 然 后 启 动 循 环 水 泵 ， 在 水 路 中 先 通 入 加 热 后 温 升 已 达 15的 热 水 ， 稳 定 约 0.5h后 关 闭 循 环 水 泵 。 启 动 冷 水 泵 通 入 冷 水 。 并 每 分钟 采 集 一 组 数 据 ， 大 约 15min后 试 验 即 完 成 。 图 -7是 对 一 台 QFSN-300-2型 气 轮 发 电 机 定 子 进 行 的 热 水 流 试 验 的 温 度 时 间 试 验 曲 线 。图 中 ， 多 数 曲 线 在 开 冷 水 泵 后 温 度 上 扬 ， 图 中 加 “ ” 处 ， 是 因 进 水总 管 的 前 一 段 水 管 中 存 有 热 水 。 因 此 ， 开 泵 后 2 3min后 温 度 方 明 显下 降 。 曲 线 示 出 所 有 水 回 路 不 存 在 堵 塞 现 象 。 图 -7 QFSN-300-2型 发 电 机 定 子 温 度 时 间 曲 线2 气 密 试 验 七 汽 轮 发 电 机 定 子 绕 组 端 部 自 振频 率 及 整 体 模 态 的 测 量 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 ， 与电 机 电 磁 负 荷 直 接 有 关 的 端 部 电 磁 力 的 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 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 55 90 110Hz。 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 94 115 Hz之 间 ） 的 发 电 机 ， 应 进 行 端 部 结 构 改 造 。 （ 一 ） 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 ： 1. 定 子 绕 组 端 部 整 体 模 态 试 验 2. 定 子 绕 组 鼻 部 接 头 固 有 频 率 测 量 3. 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 -8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 。 图 -8 定 子 绕 组 端 部 模 态 试 验 测 点 布 置 示 意 图132 1. 鼻 部 接 头 测 点2. 槽 口 部 位 测 点3. 渐 升 线 中 部 测 点定 子 绕 组 鼻 部 接 头 固 有 频 率 测 点 按 图 -8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 。 （ 二 ） 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 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 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 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 。 八 定 子 铁 芯 试 验 发 电 机 定 子 铁 芯 试 验 一 般 在 铁 芯 硅 钢 片 重 新 组 装 或 更 换 、 定 子 绕 组 重绕 或 铁 芯 存 在 片 间 短 路 形 成 过 热 变 色 时 进 行 。 定 子 绕 组 相 间 短 路 故 障后 波 及 铁 芯 ， 运 行 15年 以 上 的 大 型 发 电 机 亦 应 结 合 故 障 检 查 及 检 修 进行 。 铁 芯 试 验 采 用 交 流 励 磁 法 。 试 验 应 在 转 子 抽 出 后 ， 定 子 绕 组 三 相 短 路接 地 时 进 行 ， 如 定 子 绕 组 存 在 接 地 故 障 ， 则 绕 组 只 可 短 路 ， 不 应 再 接地 ， 以 免 多 点 接 地 烧 坏 定 子 铁 芯 。 （ 一 ） 试 验 结 线 试 验 结 线 如 图 -9（ a） 所 示 ， 沿 定 子 铁 心 轴 向 用 绝 缘 导 线 绕 制 的 励 磁线 圈 Wl与 测 量 线 圈 Wm呈 正 交 布 置 图 -9（ a） 。 水 轮 发 电 机 因 定 子 内径 尺 寸 较 大 ， 为 减 少 漏 磁 影 响 ， 使 铁 芯 中 磁 通 分 布 均 匀 ， 应 采 用 图 9（ b） 的 结 线 。 如 定 子 铁 芯 是 分 瓣 组 合 式 ， 励 磁 线 圈 应 绕 在 组 合 面 处 。 励 磁 线 圈 一 般 为 2 3匝 ， 大 型 电 机 可 取 1匝 。 （ 二 ） 试 验 前 的 计 算 1.励 磁 线 圈 匝 数 式 中 励 磁 线 圈 外 施 电 压 ， V；fQBUWl 44.4 1042 图 -9 定 子 铁 芯 试 验 结 线 图 T 有 效 铁 芯 磁 密 ， 一 般 取 1.0T， 大 型 直 接 冷 却 的 气 轮 发电 机 和 水 轮 发 电 机 取 1.4T； f 工 频 ， 50HZ； Q 有 效 铁 芯 轭 部 截 面 ， cm2;WFAabWm V1V2d cU abcdWmWLWL l 有 效 铁 芯 长 度 ； K 填 充 系 数 ， 0.930.95； L 铁 芯 总 长 ， cm； n、 b 铁 芯 通 风 沟 数 及 宽 度 ， cm； D1、 D2 铁 芯 外 径 及 内 径 ， cm； h轭 高 ， cm; hc齿 高 ， cm;lhQ nbLKl chDDh 2 21 式 中 Dav 铁 芯 平 均 直 径 ， cm； H0 单 位 长 度 的 安 匝 数 ， 当 B=1.0T时 ， H0按 制 造 厂 提 供 的 数 值 ，H0 1.4aw/cm WHDWFI a 0 hDD 12.励 磁 电 流 3.电 源 功 率 Pt KVA 4.测 量 线 圈 匝 数 ： 应 使 所 需 电 压 与 仪 表 量 程 相 适 应 ， 5.定 子 铁 芯 总 重 量 1000UIPt lm WUUW 21 3108.7 QDG xv 3104.25 QDav kg 6.实 验 时 实 际 磁 密 T 7.定 子 铁 芯 轭 部 单 位 铁 耗 式 中 PFc 由 瓦 特 表 实 测 数 值 ， W； B 相 应 为 1.0T或 1.4TQWUB m l45 2 BBGPP FcFc 8.定 子 铁 芯 最 高 齿 温 差 2211 BBttt （ 三 ） 试 验 程 序 及 注 意 事 项 1. 按 图 -8接 线 接 入 测 量 仪 表 。 用 半 导 体 检 温 计 初 测 数 据 以 记 录 初 始 温度 。 2. 合 励 磁 线 圈 电 源 ， 10分 钟 后 用 半 导 体 检 温 计 测 量 铁 芯 各 部 分 温 度 ，在 较 冷 处 再 放 置 几 支 酒 精 温 度 计 ； 再 过 10分 钟 ， 再 用 点 温 计 找 出 最 热处 再 放 置 几 支 酒 精 温 度 计 。 3. 准 确 定 出 最 热 和 最 冷 点 后 ， 进 行 持 续 90分 钟 （ 试 验 磁 密 1.0t） 或 45分 钟 （ 试 验 磁 密 1.4t） 。 其 中 每 隔 10分 钟 记 录 各 部 温 度 及 电 气 仪 表 指示 数 值 。 4. 注 意 事 项1) 试 验 时 进 入 定 子 铁 芯 内 膛 时 应 穿 绝 缘 靴 及 带 绝 缘 手 套 。 应 尽 量 使 用 半导 体 检 温 计 而 不 用 手 直 接 触 摸 铁 芯 部 位 。 如 用 红 外 热 象 仪 测 量 显 示 铁芯 各 部 位 温 度 则 更 为 理 想 。2) 禁 止 使 用 水 银 温 度 计 测 温 。3) 试 验 时 如 发 现 存 在 严 重 过 热 超 温 甚 至 烧 红 冒 烟 部 位 时 应 停 止 试 验 。 （ 四 ） 试 验 结 果 判 定 按 规 程 规 定 ， 定 子 铁 芯 齿 的 最 高 温 升 不 得 超 过 45 ， 各 齿 的 最 大温 差 不 得 超 过 30 。 运 行 20年 以 下 的 电 机 ， 齿 的 最 高 温 升 不 应 超 过25 ， 温 差 不 超 过 15 。 铁 芯 的 单 位 损 耗 ： 热 轧 硅 钢 片 不 应 超 过 2.5W/kg， 冷 轧 硅 钢 片 不 应 超过 1.7W/kg， 或 根 据 硅 钢 片 的 具 体 数 据 。 九 转 子 绕 组 接 地 及 匝 间 短 路 的 测试1. 接 地 故 障 的 检 查 试 验 转 子 回 路 发 生 接 地 故 障 时 ， 首 先 应 对 绕 组 外 部 连 接 回 路 进 行 检 查 ， 依次 排 除 外 部 回 路 接 地 的 可 能 性 后 ， 再 检 查 绕 组 本 身 的 接 地 部 位 。 常 用 的 检 查 试 验 方 法 如 下 ：（ 1） 电 压 表 法 此 方 法 能 简 便 判 明 转 子 绕 组 接 地 点 位 置 及 接 地 电 阻 数 值 ， 发 电 机 在 静止 或 转 动 状 态 下 均 可 进 行 测 量 。 但 应 注 意 ， 在 运 行 状 态 下 进 行 测 量 时应 在 励 磁 回 路 中 投 入 两 点 接 地 保 护 。 测 量 接 线 如 图 -10所 示 。 图 -10 电 压 表 法 测 量 结 线+ V1 V Ry V2 - 在 转 子 滑 环 上 加 直 流 电 压 ， 用 电 压 表 测 量 正 负 滑 环 间 电 压 V， 正 环 及负 环 对 地 电 压 及 ， 计 算 接 地 点 电 阻 Rg: 如 为 金 属 性 接 地 故 障 ， ， 可 按 下 式 算 出 接 地 点 对 正 ， 负 滑 环 间 的 大 致电 气 距 离 ， 或 占 转 子 绕 组 总 长 的 百 分 比 。 距 正 环 121 VV VRR vg 0021 1 100 VV VL 距 负 环 应 注 意 ， 如 发 电 机 处 于 旋 转 状 态 ， 应 使 用 带 绝 缘 柄 的 铜 网 刷 直 接 触 到滑 环 及 转 轴 上 进 行 测 量 ， 测 得 的 正 环 对 地 电 压 ， 及 负 环 对 地 电 压 之 和不 应 大 于 两 滑 环 间 的 电 压 ， 根 据 测 试 结 果 判 定 ： 如 V1V2 ， 接 地 点 靠 近 负 环 ， V1V1 ,V120 ， 或 负 值 ， 接 地 点 不 在转 子 绕 组 内 部 。 进 行 这 项 试 验 还 应 该 注 意 所 用 电 压 表 内 阻 数 值 ， 否 则 易 引 入 较 大 误 差 。如 为 非 金 属 性 接 地 ， 必 须 选 用 高 内 阻 电 压 表 ， 如 数 字 式 电 压 表 或 万 用表 。 0021 2 100 VV VL 进 行 这 项 试 验 还 应 该 注 意 所 用 电 压 表 内 阻 数 值 ， 否 则 易 引 入 较 大 误 差 。如 为 非 金 属 性 接 地 ， 必 须 选 用 高 内 阻 电 压 表 ， 如 数 字 式电 压 表 或 万 用 表 。 610vR （ 2） 直 流 大 电 流 法 在 转 子 轴 上 施 加 大 的 直 流 电 流 查 找 绕 组 接 地 点 的 轴 向 和 周 向 位 置 是 检修 存 在 接 地 故 障 转 子 的 常 用 和 行 之 有 效 的 方 法 ， 其 试 验 接 线 如 图 -11所 示 。 在 转 子 两 端 轴 上 通 以 较 大 的 直 流 电 流 （ 约 200 1000A） ， 则 沿 转 子轴 向 的 电 位 分 布 如 曲 线 1所 示 。 转 子 绕 组 及 滑 环 的 电 位 与 接 地 点 相 同 ，如 曲 线 2所 示 。 测 量 时 将 检 流 计 G（ 或 量 程 不 大 于 0.1mv的 毫 伏 表 ） 的一 端 接 于 任 一 滑 环 上 ， 另 一 端 接 探 针 。 将 探 针 触 接 转 子 本 体 作 轴 向 滑动 ， 当 检 流 计 指 示 为 零 时 即 为 接 地 故 障 点 沿 轴 向 的 位 置 。 图 -11 大 电 流 法 试 验 结 线“ O”KG =2 1 在 实 际 测 量 过 程 中 ， 接 近 故 障 点 的 一 段 区 域 ， 检 流 计 可 能 均 指 示 零 值或 最 低 值 ， 即 呈 现 零 值 区 或 不 灵 敏 区 ， （ 图 -11中 标 “ 0”的 部 分 ） 。 零值 区 的 范 围 大 小 取 决 于 试 验 时 所 施 加 电 流 的 大 小 及 检 流 计 的 灵 敏 度 ，试 验 时 如 出 现 零 值 区 过 大 现 象 ， 只 需 加 大 试 验 电 流 或 更 换 灵 敏 度 更 高的 检 流 计 ， 零 值 区 即 可 缩 小 。 在 能 满 足 测 量 灵 敏 度 要 求 的 前 提 下 ， 建 议 按 下 表 选 择 试 验 电 流 应 注 意 ， 现 场 进 行 以 上 试 验 ， 一 般 用 直 流 励 磁 机 或 电 焊 机 作 直 流 电 源 ，在 后 一 种 情 况 下 ， 有 时 用 两 台 电 焊 机 并 联 运 行 以 获 得 较 大 直 流 电 流 ，但 也 往 往 给 电 压 调 节 和 稳 定 带 来 困 难 。 因 而 最 好 应 用 一 台 电 机 或 减 小试 验 电 流 。 还 应 注 意 ， 为 防 止 大 电 流 引 入 时 因 接 线 不 牢 而 烧 伤 转 子 连 接 部 位 ， 应制 作 通 流 容 量 合 适 的 专 用 卡 环 固 定 在 转 轴 两 端 ， 将 直 流 电 源 引 线 用 螺栓 夹 紧 到 卡 环 上 。 接 地 点 周 向 位 置 的 测 定 ： 转 子 绕 组 接 地 点 轴 向 位 置 测 定 后 ， 为 了 检 出 接 地 线 圈 所 在 的 线 槽 ， 需一 步 测 出 接 地 点 在 转 子 圆 周 方 向 的 部 位 ， 为 此 ， 在 接 地 点 轴 向 位 置 所对 应 的 转 子 周 向 断 面 的 大 齿 （ 磁 极 ） 表 面 ， 沿 颈 项 通 以 300 500A的直 流 电 流 。 与 轴 向 检 测 法 一 样 ， 将 检 流 计 G的 一 端 与 任 一 滑 环 连 接 ， ；另 一 端 用 探 针 沿 周 向 断 面 滑 动 ， 如 图 -12所 示 。 图 -12 测 定 周 向 接 地 点 的 结 线G U+- 试 验 时 可 持 探 针 先 后 沿 转 子 两 个 半 圆 周 方 向 进 行 ， 如 测 出 的 接 地 点 不是 单 一 的 ， 则 应 将 直 流 电 源 引 线 端 改 接 到 与 磁 极 中 心 呈 垂 直 方 向 的 小齿 上 继 续 进 行 试 验 ， 测 出 检 流 计 指 示 为 零 的 点 。 最 后 ， 测 出 的 轴 向 与 周 向 的 交 点 即 为 接 地 故 障 点 。 以 上 试 验 方 法 是 未 取 下 转 子 护 环 时 采 用 的 。 如 接 地 点 已 测 定 ， 并 取 下故 障 侧 护 环 后 ， 可 用 6 12V蓄 电 池 作 电 源 直 接 加 到 滑 环 两 端 ， 测 量故 障 线 槽 内 线 圈 各 匝 对 地 电 位 ， 即 可 找 出 接 地 线 匝 。 在 某 些 情 况 下 ， 不 取 下 护 环 亦 可 测 出 接 地 故 障 线 匝 。 如 国 产 200300MW汽 轮 发 电 机 ， 转 子 多 采 用 气 隙 取 气 斜 流 通 风 方 式 ， 在 冷 热 风区 都 有 通 风 孔 ， 其 数 量 与 槽 内 线 匝 相 对 应 ； 部 分 国 外 进 口 的 大 型 汽 轮发 电 机 ， 如 采 用 轴 向 径 向 通 风 方 式 的 300 600MW机 组 ， 在 转 子 中部 热 风 区 的 通 风 孔 亦 与 槽 内 线 匝 数 量 相 对 应 ， 可 在 滑 环 上 接 入 612V电 源 ， 测 出 故 障 线 匝 。 图 -13 交 流 烧 穿 法 结 线 图 K TB GB A D RD 2. 转 子 绕 组 匝 间 短 路 检 测 （ 1） 交 流 阻 抗 和 功 率 损 耗 法 测 量 转 子 绕 组 的 交 流 阻 抗 和 功 率 损 耗 是 判 断 有 无 匝 间 短 路 的 较 为 灵 敏和 有 效 的 方 法 。 在 交 流 电 压 作 用 下 ,转 子 绕 组 短 路 匝 中 流 过 的 电 流 要 比 正 常 匝 大 ,其 方向 与 正 常 匝 的 电 流 方 向 相 反 ,有 较 明 显 的 去 磁 作 用 ,形 成 绕 组 总 阻 抗 的显 著 下 降 ,功 率 损 耗 明 显 增 加 ,根 据 多 年 现 场 试 验 证 明 ,与 正 常 试 验 结 果相 比 ,如 交 流 阻 抗 值 下 降 8%,功 率 损 耗 上 升 10%,一 般 都 存 在 匝 间 短 路 。 交 流 阻 抗 和 功 率 损 耗 法 的 试 验 接 线 如 图 -14所 示 。 交 流 电 压 经 自 耦 调压 器 T,接 至 转 子 滑 环 1-1,其 值 应 不 超 过 转 子 额 定 电 压 。 发 电 机 大 修 后或 交 接 试 验 应 在 升 速 过 程 中 测 其 交 流 阻 抗 或 功 率 损 耗 。 交 流 阻 抗 法 因 接 线 简 便 ， 静 态 或 动 态 ， 转 子 在 定 子 膛 内 或 膛 外 皆 可 进行 试 验 ， 测 试 的 灵 敏 度 较 高 等 优 点 ， 而 现 场 广 泛 采 用 。 但 应 注 意 ， 此方 法 因 受 多 种 因 素 影 响 ， 常 常 降 低 其 试 验 结 果 的 准 确 度 ， 如 试 验 时 施加 电 压 的 大 小 ， 转 子 所 处 位 置 ， 静 态 或 动 态 ， 电 源 周 率 、 短 路 点 接 触电 阻 及 短 路 匝 在 槽 内 所 处 位 置 等 。 虽 然 可 在 历 次 试 验 中 将 这 些 因 素 的影 响 缩 减 到 最 小 程 度 ， 如 转 子 所 处 位 置 、 动 态 或 静 态 ， 电 源 电 压 大 小及 周 率 等 等 ， 但 多 次 试 验 结 果 表 明 ， 仅 用 此 法 尚 不 足 以 最 后 判 定 匝 间 短 路 性 质 及 其 严 重 程 度 。 图 -14 交 流 阻 抗 及 功 率 损 耗 试 验 结 线 V AW UTy 正 因 影 响 交 流 阻 抗 法 的 因 素 较 多 ， 过 去 国 内 各 试 验 研 究 单 位 曾 根 据 各自 的 测 试 条 件 提 出 过 不 同 的 判 定 标 准 ， 其 范 围 大 致 是 ， 交 流 阻 值 下 降4 10%。 也 曾 出 现 过 交 流 阻 抗 仅 下 降 4 5%的 确 存 在 匝 间 短 路 ， 但下 降 8 10%却 不 存 在 匝 间 短 路 的 事 例 。 可 见 ， 仅 用 交 流 阻 抗 法 来 判定 转 子 是 否 存 在 匝 间 短 路 是 不 够 充 分 的 ， 应 结 合 其 它 方 法 综 合 判 断 。这 对 确 定 转 子 是 否 采 取 检 修 措 施 时 是 十 分 必 要 的 。 （ 2） 微 分 探 测 线 圈 动 测 法 在 此 ， 特 别 提 出 适 于 在 现 场 采 用 而 有 效 的 测 试 方 法 微 分 探 测 线 圈 法 。 测 试 原 理 图 -15 转 子 主 磁 通 、 磁 势 、 磁 密 分 布 图 s (a)(b)Fm 8m 图 -16 气 隙 磁 密 分 布 图 (a)(b)C ( ) （ a） 气 隙 磁 密 及 其 变 化 率 （ b） 变 化 率 波 形图 -17 无 载 工 况 下 气 隙 磁 密 （ a） 气 隙 磁 密 及 其 变 化 率 （ b） 变 化 率 波 形图 -18 稳 定 短 路 工 况 下 气 隙 磁 密 微 分 探 测 线 圈 法 ， 是 用 一 个 直 径 只 有 6 8mm的 空 心 小 线 圈 ， 装 于 无磁 性 金 属 管 中 （ 铜 或 不 锈 钢 ） ， 将 该 管 自 发 电 机 定 子 铁 心 背 部 经 径 向风 道 （ 一 般 宽 为 8 10mm） 插 入 定 转 子 中 ， 当 转 子 旋 转 时 ， 探 测 线 圈中 的 感 应 电 势 由 于 线 圈 的 面 积 很 小 ， 可 认 为 穿 过 小 线 圈 的 磁 通 是 均 匀 的 ， 即 式 中 B穿 过 小 线 圈 的 平 均 磁 密 ； S小 线 圈 的 面 积 。dtdWe BS 故 上 式 说 明 了 小 线 圈 中 的 感 应 电 势 （ 时 间 函 数 ） 反 映 了 按 圆 周 分 布 的 气隙 磁 密 （ 空 间 函 数 ） 的 变 化 率 。 探 测 线 圈 的 制 作 及 装 配 探 测 线 圈 是 用 0.060.08mm高 强 度 漆 包 线 绕 在 有 机 玻 璃 框 架 上 ， 其 匝数 可 选 在 200300匝 范 围 ， 将 线 圈 嵌 入 探 测 杆 的 顶 端 ， 将 引 线 绞 成 麻花 并 在 另 一 端 引 出 ， 如 图 -19所 示 。 dtdBWSdtdWe 图 -19 微 分 探 测 线 圈 装 配1-探 测 线 圈 ； 2-引 线 ； 3-探 测 杆 ； 4-引 线 固 定 架 图 -20 探 测 线 圈 槽 楔 装 配12345 1 封 顶 环 氧 胶2 探 测 线 圈3 大 头 槽 楔4 定 子 铁 心 齿 部5 定 子 线 圈 十 . 定 子 槽 部 线 圈 防 晕 层 对 地 电 位 的测 量 发 电 机 在 运 行 中 ， 定 子 槽 部 线 棒 由 于 受 电 场 作 用 ， 槽 楔 松 动 以 及 嵌 装时 定 子 线 棒 在 槽 中 往 往 有 局 部 与 槽 壁 接 触 不 紧 密 等 诸 多 原 因 ， 运 行 年久 后 很 容 易 出 现 局 部 放 电 及 腐 蚀 现 象 ， 使 防 晕 层 遭 到 损 坏 。 因 而 在 检修 中 发 现 定 子 槽 楔 松 动 、 线 棒 防 晕 层 损 坏 或 运 行 中 发 现 测 温 元 件 电 位升 高 时 ， 应 进 行 测 量 及 做 必 要 的 处 理 。 测 试 原 理 及 方 法 定 子 线 棒 与 槽 壁 （ 铁 心 ） 因 存 在 间 隙 而 产 生 局 部 放 电 时 ， 可 用 定 子 绕组 施 加 电 压 后 线 圈 与 铁 心 的 等 值 电 路 图 -21表 示 ， 图 -21 线 圈 与 铁 心 槽 壁 间 等 值 电 路U UxUc Cc RcCx 测 量 线 圈 表 面 对 地 电 位 的 方 法 如 图 -22所 示 。 测 量 前 应 先 退 出 待 测 槽的 槽 楔 ， 发 电 机 定 子 绕 组 施 加 额 定 相 电 压 。 将 接 有 高 内 阻 电 压 表 3的 金 属 滑 块 1（ 可 用 紫 铜 或 黄 铜 材 料 ） 沿线 棒 2表 面 轴 向 移 动 ， 测 出 线 棒 表 面 各 点 对 地 电 位 值 。 根 据 规 程 要 求 ， 对 地 电 位 不 应 大 于 10V。 如 认 为 退 出 槽 楔 工 作 量 太 大 ， 也 可 用 探 针 在 定 子 铁 心 通 风 沟 处 测 出 线圈 对 地 电 位 。 显 见 ， 测 点 范 围 有 局 限 性 ， 其 结 果 不 及 退 出 槽 楔 时 理 想 。 如 定 子 槽 内 个 线 棒 间 装 有 测 温 元 件 时 （ 定 子 绕 组 水 冷 的 发 电 机 ） ， 可采 用 测 量 测 温 元 件 感 应 电 压 的 方 法 。 根 据 现 场 经 验 ， 如 线 棒 防 晕 层 完好 ， 此 感 应 电 压 一 般 小 于 （ 5 6） V， 防 晕 层 破 坏 时 ， 能 高 达 数 百 伏 。但 应 注 意 ， 如 检 温 计 外 敷 绝 缘 垫 未 遭 破 坏 ， 线 棒 防 晕 层 虽 遭 破 坏 ， 其感 应 电 压 亦 不 会 太 高 。 有 条 件 时 也 可 采 用 超 声 检 测 法 。 具 体 做 法 是 ， 在 大 修 抽 出 转 子 后 ， 对定 子 施 加 额 定 相 电 压 ， 用 超 声 波 接 收 仪 在 定 子 膛 内 各 槽 沿 轴 向 移 动（ 贴 近 但 不 接 触 ） 探 测 ， 记 录 有 放 电 声 的 部 位 。 对 各 放 电 点 的 分 布 进行 分 析 并 确 定 整 机 各 槽 的 电 腐 蚀 状 况 ， 以 指 导 检 修 。 图 -22 退 出 槽 楔 测 量 示 意 图V 12 3 十 一 . 发 电 机 轴 电 压 的 测 量 轴 电 压 产 生 的 原 因 及 对 发 电 机 运 行 的 危 害 轴 电 压 的 测 量 及 举 例 图 -23 轴 电 压 的 测 量 示 意 图 V U1VU2 VV a) 轴 电 压 测 量b） 、 c) 检 查 汽 、 励 侧 轴 承 油 膜 工 作 状 态机 组 大 轴 的 磁 化 与 退 磁 退 磁 安 匝 053 LBIW r 图 -24 大 轴 退 磁 示 意 图 十 二 . 发 电 机 的 温 升 试 验 1. 发 电 机 运 行 状 态 下 的 损 耗 和 温 升 2. 发 电 机 温 度 测 量 方 法 (1) 温 度 计 法 （ Th） (2) 电 阻 法 （ R） (3) 埋 置 温 度 计 法 （ ETD） 3. 按 国 标 规 定 ， 发 电 机 各 部 分 的 温 度 限 值 4. 发 电 机 温 升 试 验 方 法 直 接 负 载 法 (1) 试 验 基 本 要 求 (2) 试 验 前 的 准 备 工 作 图 -25 温 升 试 验 接 线序号仪器数量12 L A4型转子电流交换器L A4型发电机监录仪11 L A4型发电机监录仪COSP Us IsQ Uf IfUf L A4型转子电流交换器至型监录仪L A4 If CT ABCPTU caUbcUabIa Ib Ic至型监录仪L A4分 流 器 (3) 试 验 程 序 及 数 据 整 理 用 直 接 负 载 法 进 行 发 电 机 试 验 可 在 额 定 负 载 或 在 50 100%额 定 负 载范 围 内 选 3 4点 负 载 进 行 ， 在 后 一 种 情 况 下 ， 可 选 0.5、 0.7、 0.85、1.0额 定 负 载 点 。 每 一 负 载 点 调 好 后 ， 按 上 述 试 验 要 求 ， 稳 定 一 小 时后 开 始 记 录 定 子 电 压 、 电 流 、 有 功 功 率 、 功 率 因 数 、 转 子 电 压 及 转 子电 流 等 各 电 气 量 ， 同 时 记 录 定 子 检 温 计 、 冷 却 介 质 及 其 它 为 试 验 而 临时 装 设 的 检 温 计 温 度 。 转 子 绕 组 则 用 电 阻 法 ， 算 出 平 均 温 度 ， 同 时 应注 意 ， 测 量 转 子 电 压 时 为 消 除 电 刷 压 降 的 影 响 ， 应 用 带 绝 缘 柄 的 铜 网刷 直 接 从 转 子 滑 环 上 测 量 ， 测 量 转 子 电 流 的 毫 伏 表 亦 应 尽 可 能 靠 近 分流 器 ， 以 减 少 引 线 电 阻 给 测 量 带 来 得 误 差 。 每 一 负 载 点 的 试 验 应 持 续 到 温 升 稳 定 为 止 。 最 后 列 表 ， 将 试 验 结 果 按顺 序 写 出 ， 如 表 -6所 示 。 给 出 定 子 绕 组 、 定 子 铁 芯 及 转 子 绕 组 温 升 曲 线 、 及 标 出 在 定 子 电 流 及 转 子 电 流 为 额 定 值 时 相 应 的 温 升 值 。确 定 是 否 超 过 各 相 应 部 分 的 允 许 温 升 并 检 验 其 裕 度 大 小 。 也 可 自 制 造厂 提 供 的 运 行 范 围 图 （ 又 称 功 率 图 ） 检 验 最 大 允 许 出 力 时 的 温 升 是 否达 到 发 电 机 各 部 分 允 许 温 升 值 。(4) 数 据 及 试 验 结 果 分 析 间 接 冷 却 的 发 电 机 ， 通 风 冷 却 系 统 运 行 正 常 时 ， 一 般 有 下 列 特 点 ： 冷 却 器 进 出 水 温 度 差 2 3 冷 却 介 质 进 出 口 温 差 20 30 冷 却 介 质 和 冷 却 器 中 冷 却 水 之 间 温 差 约 6 7 。 2ss If 2scf If 2ll If 通 风 试 验 ， 通 风 冷 却 系 统 的 不 正 常 现 象 及 原 因 如 下 ： 1） 出 风 与 进 风 （ 气 体 冷 却 ） 温 差 加 大 ， 发 电 机 各 部 分 温 升 增 高 ， 可能 是 冷 热 风 道 短 路 或 堵 塞 ， 使 冷 却 风 量 减 少 所 致 。 2） 出 风 与 进 风 温 差 尚 属 正 常 ， 发 电 机 各 部 分 温 升 增 高 ， 可 能 是 冷 热风 道 短 路 或 冷 热 风 间 隔 不 良 造 成 混 风 。 3） 冷 却 器 出 水 与 进 水 温 差 小 ， 发 电 机 温 度 增 高 ， 进 水 与 进 风 温 差 增大 ， 可 能 是 冷 却 器 水 质 不 良 ， 管 壁 结 垢 ， 使 冷 却 效 能 所 致 。 4） 冷 却 器 进 水 与 出 水 温 差 增 大 ， 发 电 机 各 部 分 温 度 增 高 ， 可 能 是 通水 管 路 阻 塞 ， 冷 却 水 流 量 减 小 所 致 。