1、 發電機常規試驗作業指導書1 范圍本作業指導書適用于額定功率為50MW及以上、環氧粉云母絕緣的三相同步發電機和同步調相機，規定了發電機交接驗收、預防性試驗、檢修過程中的常規電氣試驗的引用標準、儀器設備要求、作業程序、試驗結果判斷方法和試驗注意事項等。制定本作業指導書的目的是規范操作、保證試驗結果的準確性，為設備運行、監督、檢修提供依據。2 規范性引用文件下列文件中的條款通過本作業指導書的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單或修訂版均不適用于本作業指導書，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本作業

2、指導書。GB/T 1029 三相同步電機試驗方法GB/T 7064 透平型同步電機技術要求GB 50150 電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準3 安全措施3.1 為保證人身和設備安全，應嚴格遵守安全規程DL408-91電業安全工作規程(發電廠和變電所電氣部分)中有關規定；3.2 進行交直流耐壓等高電壓試驗時，為保證人身和設備安全，要求必須在試驗設備周圍設圍欄并有專人監護，發電機出線側和中性點側應派專人把守防止無關人員誤入。試驗時試驗人員與看守人員通訊要通暢，沒有試驗人員的命令看守人員不能亂動。負責升壓的人要隨時注意周圍的情況，一旦發現電壓表指針擺動很大、電流表指示急劇增加、絕緣燒焦氣味或冒

3、煙或發生響聲等異常現象時，應立刻降低電壓，斷開電源停止試驗，對被試繞組進行放電后再對繞組進行檢查，查明原因并排除后方可繼續試驗。4 試驗項目及程序發電機常規試驗包括以下試驗項目：a) 定子繞組的絕緣電阻、吸收比或極化指數b) 定子繞組的直流電阻c) 定子繞組泄漏電流和直流耐壓d) 定子繞組的交流耐壓e) 轉子繞組的絕緣電阻f) 轉子繞組的直流電阻g) 轉子繞組的交流阻抗和功率損耗h) 軸電壓應在試驗開始之前詳細記錄試品的銘牌參數，檢查、了解試品的狀態及其歷史運行有無異常情況，并進行記錄。應根據交接或預試等不同的情況依據相關規程規定，從上述項目中確定本次試驗所需進行的試驗項目和程序。一般情況下，

4、應按先低電壓試驗后高電壓試驗、先直流后交流的順序進行試驗。應在絕緣電阻測量無異常后再進行耐壓試驗。交流耐壓試驗后還應重復測量絕緣電阻，以判斷耐壓試驗前后試品的絕緣有無變化。5 試驗方法及主要設備要求5.1 定子繞組的絕緣電阻、吸收比或極化指數5.1.1 設備清單和要求a) 溫度計（誤差±1）、濕度計；b) 對空冷、氫冷及水冷繞組水回路干燥或吹干測量，應采用量程不低于10000M的2500V兆歐表；對水冷繞組通水測量應采用水內冷電機絕緣測試儀（簡稱專用兆歐表）。5.1.2 作業程序5.1.2.1 測試方法如果各繞組的首末端單獨引出，則應分別測量各繞組對機殼及繞組相互間的絕緣電阻，這時所

5、有其他繞組應同機殼做電氣連接。當中性點不易分開時，則測量所有連在一起的繞組對機殼的絕緣電阻。5.1.2.2 試驗步驟a) 測量前要把所有發電機出口電壓互感器拉出或拆掉電壓互感器的一次保險。b) 測量并記錄環境溫度和濕度，如果繞組溫度與環境溫度相差較大應測量定子膛內平均溫度作為繞組溫度。c) 將所有繞組充分放電。d) 被測如果是水內冷發電機，將匯水管用導線引至試驗場地。把匯水管所有引下線擰在一起，用萬用表測量匯水管對地電阻，通常應達到30k以上方可進行步驟e）。將匯水管引線接至專用兆歐表的屏蔽端子上。e) 分相或分支測量時，每相或每個分支的繞組必須頭尾短接，并將非被試繞組、轉子繞組連接至機殼（見

6、圖1）。而測量繞組整體的絕緣電阻（如起機時不能分相測量）一般在發電機中性點接地變壓器或電抗器隔離刀閘上口進行。f) 將地線端子用接地線和發電機的外殼連接好，用絕緣把手將火線接觸被測量繞組的引出端頭上，開始測量。記錄15秒、60秒、600秒的絕緣電阻值。g) 將被測繞組回路對接地的機殼作電氣連接5分鐘以上使其充分放電。h) 測量其他繞組。5.1.3 試驗結果判斷依據a) 絕緣電阻值自行規定。若在相近試驗條件下，絕緣電阻值低到歷年正常值1/3以下時，應查明原因。b) 各相或分支絕緣電阻的差值不應大于最小值的100。c) 吸收比不小于1.6或極化指數不小于2.0；水內冷繞組自行規定。200MW以上機

7、組推薦極化指數。5.1.4 注意事項a) 對水內冷繞組，絕緣電阻測量值受內冷水水質的影響，因此試驗時應水質良好，電導率小于2S/cm。b) 如果測量帶著封閉母線，有時絕緣電阻會較低，但達到(UN+1)M機組即可啟動(其中UN為發電機額定電壓，單位：kV)。c) 應考慮環境溫度和濕度對測量結果的影響。5.2 定子繞組的直流電阻5.2.1 設備清單和要求a) 35支溫度計（誤差±1）b) 有效位數不低于4位、0.5級以上105101雙臂電橋或0.5級以上直流電阻測試儀。5.2.2 作業程序5.2.2.1 測試方法a) 冷態測量，繞組表面溫度與周圍空氣溫度之差不應大于±2。b)

8、如果各分支的首末端單獨引出，則應分別測量各分支的直流電阻。5.2.2.2 試驗步驟a) 在定子膛內放置35支溫度計15min以上，記錄并計算平均值作為繞組平均溫度。如果溫差大于2，應找出原因并排除。b) 其他非被測的繞組短路接地，測量各相或各分支的直流電阻值。每一電阻應測3次，每次應在電橋平衡破壞后重新進行測量，每次讀數與3次讀數平均值之差在0.5以內時，取平均值作為測量值。5.2.3 試驗結果判斷依據a) 各相或各分支直流電阻值互差以及與初次測量值比較，相差值不大于最小值的1.5（水輪機為1）。相間或分支間互差= ×100% 與初次測量值互差×100% 其中測量值為換算到

9、同一溫度t0（初次值的繞組測量溫度）后的值R0， R0 = Ra 式中ta為測量時繞組平均溫度，Ra為測量值。b) 汽輪發電機相間差或分支間差與歷年的相對變化大于1時應引起注意。5.3 定子繞組泄漏電流和直流耐壓5.3.1 設備清單和要求a) 對空冷、氫冷繞組和水冷繞組水路吹凈測量推薦使用直流發生器，要求輸出電壓高于試驗電壓，輸出電流大于繞組的泄漏電流，通常在0.5mA以上，電壓脈動因數小于3。在保證精度的前提下，可使用直流發生器自帶的電壓表（1.5級）和微安表（0.5級）。b) 對水冷繞組通水測量1) 試驗變壓器：高壓側額定電壓通常高于試驗電壓1.2倍以上，容量通常為20kVA。2) 調壓器

10、：容量通常與試驗變壓器匹配。3) 高壓整流硅堆：額定整流電流通常大于1A，額定峰值電壓高于試驗電壓1.2倍以上。4) 約1F穩壓電容C1。5) 55F濾波電容C2。6) 約10mH的濾波電感L。7) 空氣開關。8) 過電壓保護球隙。9) 限流保護電阻：通常選用水電阻，其值為0.11/V。10) 球隙保護電阻：通常選用水電阻，其值為0.11/V。11) 直流電壓測量設備：可選用合適量程的高壓靜電電壓表，或合適變比的分壓器和合適量程的低壓電壓表，要求整體測量精度1.5級以上。12) 1塊0.5級微安表。13) 1塊1級毫安表。5.3.2 作業程序5.3.2.1 測試方法a) 根據相關規程和發電機的

11、額定電壓確定試驗電壓，并根據試驗電壓和發電機容量選擇合適電壓等級的電源設備、測量儀表和保護電阻。b) 盡量在停機后清除污穢前熱狀態下進行。交接或處于備用時可在冷態下進行。c) 對水內冷發電機匯水管直接接地者，應在不通水和飲水管吹凈條件下進行試驗，試驗方法（包括設備、接線圖、步驟等）與空冷和氫冷發電機相同。d) 對水內冷發電機匯水管有絕緣者，應采用低壓屏蔽法接線。5.3.2.2 試驗原理接線圖見圖1、圖2。a) 對空冷、氫冷繞組和水冷繞組水回路干燥或吹干時A試驗直流電源轉子繞組直流電壓測量設備圖1 對空冷、氫冷繞組和水冷繞組水路干燥或吹干時的直流泄漏試驗接線示意圖AmA匯水管TDRGGKLC1C

12、2調壓器GR直流電壓測量設備轉子繞組b) 對水冷繞組通水時（低壓屏蔽法）T試驗變壓器；D高壓硅堆；R限流電阻；C1穩壓電容，約1F；C2抑制交流分量的電容，一般0.55F；L抑制交流分量的電感，約幾十毫亨至1亨；K開關； G過電壓保護球隙；R,RG保護水電阻。圖2 低壓屏蔽法測量通水繞組泄漏電流試驗接線示意圖5.3.2.3 試驗步驟a) 轉子繞組在滑環處接地。發電機出口CT二次繞組短路接地。埋置檢溫元件在接線端子處電氣連接后接地。對繞組進行充分放電。b) 按接線圖準備試驗，保證所有試驗設備、儀表儀器接線正確、指示正確。c) 記錄繞組溫度、環境溫度和濕度。d) 如低壓屏蔽法測量水冷繞組的泄漏電流

13、，在空載條件下，按試驗電壓的1.051.1倍調整保護銅球間隙。e) 確認一切正常后開始試驗。先空載分段加壓至試驗電壓以檢查試驗設備絕緣是否良好、接線是否正確。f) 將直流電源輸出加在被試相或分支繞組上，從零開始升壓，試驗電壓按0.5Un分階段升高，每階段停留1min，并記錄每段電壓開始和1min時微安表的電流值。g) 該相或分支試驗完畢，將電壓降為零，切斷電源，必須等到10kV以下充分放電后再改變接線對另一繞組進行試驗或進行其他操作（特別是非水內冷發電機）。5.3.3 安全措施a) 為保證人身和設備安全，要求必須在試驗設備周圍設圍欄并有專人監護，發電機出線側和中性點側應派專人把守防止無關人員誤

14、入。試驗時試驗人員與看守人員通訊要通暢，沒有試驗人員的命令看守人員不能亂動。負責升壓的人要隨時注意周圍的情況，一旦發現異常應立刻斷開電源停止試驗，查明原因并排除后方可繼續試驗。b) 試驗設備的布置應緊湊、連接線短，宜用屏蔽導線，接地線應牢固可靠。c) 注意對試驗完畢的繞組必須充分放電。d) 試驗過程中，如發現泄漏電流隨時間急劇增長或有絕緣燒焦氣味或冒煙或發生響聲等異?，F象時，應立即降低電壓斷開電源停止試驗，將繞組接地放電后再進行檢查。5.3.4 試驗結果判斷依據a) 在規定的試驗電壓下，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20A以下者，相間與歷次試驗結果比較，不應有顯著的變

15、化。b) 泄漏電流不隨時間的延長而增大。c) 任一級試驗電壓穩定時，泄漏電流的指示不應有劇烈擺動。d) 試驗過程中應無異常放電現象。5.3.5 注意事項a) 對水內冷繞組，泄漏電流測量值受內冷水水質的影響，因此試驗時冷卻水質應透明、純凈，無機械雜質，電導率在20時要求：對開啟式水系統不大于5S/cm，對獨立的密閉循環水為1.5S/cm。b) 對氫冷發電機應在充氫后氫氣純度為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。5.4 定子繞組的交流耐壓5.4.1 設備清單和要求5.4.1.1 交流試驗電源推薦采用諧振方法，可根據設備情況選擇并聯或串聯諧振。a) 并聯諧振耐壓設備：1

16、) 并聯電抗器：可使用定值電抗器組或可調電抗器，必要時也可二者組合使用。額定電壓應高于試驗電壓Ux （kV）；電感量用下式估算L=(H)其中，f為試驗電源頻率，通常為50Hz，Cx為被試繞組對地等效電容（F）；電抗器額定電流應大于試品所需電流IX，其中IX可按下式估算IX=2f CXUX×103（A）2) 試驗變壓器：高壓側額定電壓Un高于Ux，容量和高壓側額定電流In可用下式估算S>IXUX/Q（kVA）（電源頻率可調，完全補償時） （非完全補償時）In=S/Un（A）其中Q=2f L/R，是電抗器的品質因數（R是電抗器的電阻，），一般電抗器的Q值為1040。3) 調壓器：容

17、量與試驗變壓器匹配。b) 串聯聯諧振耐壓設備：1) 串聯電抗器：耐壓應高于試驗電壓Ux （kV）；電感量和額定電流估算同并聯諧振。2) 試驗變壓器： 額定電流In大于試品所需電流IX（估算公式同并聯諧振）；容量和高壓側額定電壓Un可用下式估算S>IXUX/Q（kVA）（電源頻率可調，完全補償時）Un=S/In（kV）（非完全補償時）Sn=UnIn（kVA）3) 調壓器：容量與試驗變壓器匹配。5.4.1.2 其它設備a) 限流電阻：通常取0.21/V。b) 過電壓保護球隙：按高壓電氣設備絕緣試驗電壓和試驗方法規定選擇球隙和球徑。c) 球隙保護電阻：通常取1/V。也可近似計算值為d) RG2

18、，其中為允許波頭的陡度，取5kV/S。e) 交流電壓測量設備：根據試驗電壓選擇合適變比的分壓器（或電壓互感器）和合適量程的電壓表，要求整體測量精度1.5級以上。f) 5級毫安表一塊，量程大于IX。水內冷繞組試驗時需要兩塊。5.4.2 作業程序5.4.2.1 測試方法a) 根據相關規程或制造廠家的規定值確定試驗電壓，并根據試驗電壓和發電機容量選擇合適電壓等級的電源設備、測量儀表和保護電阻。推薦采用串聯諧振或并聯諧振以降低試驗電源的容量，試驗前應根據相關數據計算電抗器、變壓器的參數，以保證諧振回路能夠匹配諧振以達到所需的試驗電壓和電流。b) 盡量在停機后清除污穢前熱狀態下進行。交接或處于備用時可在

19、冷態下進行。c) 水內冷發電機應在繞組通水的情況下進行，水質要求同5.3.5第a)條，在試驗變壓器容量不夠時可在不通水的情況下進行，但必須將絕緣飲水管中的水吹干。氫冷發電機的試驗條件同5.3.5第b)條。d) 試驗前先進行絕緣電阻和吸收比、直流泄漏等試驗，各項試驗合格后再進行本項試驗。試驗后再進行一次絕緣電阻和吸收比測量，比較試驗前后的變化。e) 如果試驗設備容量允許，可以同時對各相或各分支同時試驗。5.4.2.2 試驗原理接線圖見圖3。對水內冷繞組RGGmALKTRmA匯水管交流電壓測量設備轉子繞組T試驗變壓器； L抑制交流分量的電感，約幾十毫亨至1亨；K開關； G過電壓保護球隙；R,RG保

20、護水電阻。圖3 定子繞組交流耐壓試驗接線示意圖5.4.2.3 試驗步驟a) 轉子繞組在滑環處接地。發電機出口CT二次繞組短路接地。埋置檢溫元件在接線端子處電氣連接后接地。水內冷發電機匯水管接地。檢查試驗電源、調壓器和試驗變壓器正常。按接線圖準備試驗，保證所有試驗設備、儀表儀器接線正確、指示正確。b) 一切設備儀表接好后，在空載條件下調整保護間隙，其放電電壓為試驗電壓的110120%范圍內（如采用串聯諧振需要另外的變壓器調整保護間隙）。并調整試驗電壓在高于試驗電壓5下維持兩分鐘后將電壓降至零，拉開電源。c) 經過限流電阻R在高壓側短路，調整過流保護跳閘的可靠性。d) 非被試繞組電氣連接后接地。被

21、試繞組首尾連接后引出。e) 記錄繞組溫度、環境溫度和濕度。f) 電壓和電流保護調試檢查無誤，各種儀表接線正確后，即可將高壓引線接到被試繞組上進行試驗。g) 升壓必須從零開始，升壓速度在40試驗電壓以內可不受限制，其后應均勻升壓，速度約每秒3的試驗電壓。升至試驗電壓后維持1min。h) 將電壓降至零，拉開電源，該試驗繞組試驗結束。i) 對其他相或分支繞組進行試驗。5.4.3 安全措施a) 為保證人身和設備安全，要求必須在試驗設備周圍設圍欄并有專人監護，發電機出線側和中性點側應派專人把守防止無關人員誤入。試驗時試驗人員與看守人員通訊要通暢，沒有試驗人員的命令看守人員不能亂動。負責升壓的人要隨時注意

22、周圍的情況，一旦發現異常應立刻斷開電源停止試驗，查明原因并排除后方可繼續試驗。b) 試驗設備的步驟布置應緊湊、連接線短，接地線應牢固可靠。c) 在試驗過程中，如果發現電壓表指針擺動很大，電流表指示急劇增加，絕緣燒焦氣味或冒煙或發生響聲等異?，F象時，應立即降低電壓，斷開電源，被試繞組接地放電后再進行檢查。5.4.4 試驗結果判斷依據a) 如果耐壓后的絕緣電阻比耐壓前降低30，則認為試驗未通過。b) 出現5.4.3第c）條中任一情況時，絕緣可能將要擊穿或已經擊穿，試驗未通過。5.4.5 注意事項試驗前應明確耐壓值按制造廠的規定還是按規程規定。5.5 轉子繞組的絕緣電阻5.5.1 設備清單和要求1)

23、 溫度計（誤差±1）、濕度計；2) 500V（或制造廠要求電壓等級的）兆歐表；3) 有300mm以上絕緣手柄的電刷（發電機動態空轉測量時）。5.5.2 作業程序5.5.2.1 測試方法分靜態和動態空轉兩種情況。將兆歐表的火線接于轉子滑環上、地線接于轉子軸上。5.5.2.2 試驗步驟a) 靜態測量前將滑環短路接地放電，提起碳刷測量。b) 動態空轉測量時，斷開滅磁開關到碳刷架的勵磁母線或電纜，將碳刷提起，測量不同轉速下的絕緣電阻。該項目試驗結束后發電機加勵磁前恢復接線。5.5.2.3 安全措施動態測量時特別注意，不得同時接觸兩極或一極與接地部分，謹防衣物或其他物品被旋轉物掛住。5.5.3

24、 試驗結果判斷依據（或方法）a) 室溫下，絕緣電阻一般不應小于0.5M。b) 室溫下，水內冷轉子繞組絕緣電阻值一般不小于5k。5.5.4 注意事項a) 不宜將兆歐表的地線接在機座或外殼上。b) 動態空轉高轉速測量時絕緣電阻值可能會降低較多，應進行綜合分析，一般不小于判斷依據中規定的數值，就認為試驗通過。5.6 轉子繞組的直流電阻5.6.1 設備清單和要求a) 溫度計1支（誤差±1）；b) 有效位數不低于4位、0.5級以上105101雙臂電橋或0.5級以上直流電阻測試儀。5.6.2 作業程序5.6.2.1 測試方法冷態測量，繞組表面溫度與周圍空氣溫度之差不應大于±2。5.6.

25、2.2 試驗步驟a) 測量繞組表面溫度（困難時可用轉子表面溫度代替），測點不少于3點，取平均值作為繞組的冷態溫度。對水內冷繞組在通水情況下，可在繞組進出口水溫差不超過1K，鐵心溫度與環境溫度不超過2K時，取進出口水溫的平均值作為繞組的冷態溫度。b) 將測量設備或儀表接到滑環上進行測量。轉子滑環光滑不易接線，應注意把測量線接牢，否則讀數不穩定。c) 當采用電橋測量時，每一電阻應測3次，每次應在電橋平衡破壞后重新進行測量，每次讀數與3次讀數平均值之差在0.5以內時，取平均值作為測量值。5.6.3 試驗結果判斷依據a) 按5.2.3第a）條中公式將測量值為換算到同一溫度（初次值的繞組溫度）。b) 與

26、初次值（交接或大修）所測結果比較，其差別一般不超過2。5.6.4 注意事項（刪除）5.7 轉子繞組的交流阻抗和功率損耗5.7.1 設備清單和要求a) 溫度計（誤差±1）b) 220V調壓器，容量可根據廠家提供的本項試驗數據中電流值定；c) 0.5級交流電壓表，量程通常選150V；d) 0.5級交流電流表，量程5A；e) 0.5級單相低功率因數功率表，量程通常選150V/5A/cos=0.1；f) 0.5級電流互感器，變比通常選50A/5A。5.7.2 作業程序5.7.2.1 測試方法a) 隱極式轉子在膛外或膛內以及不同轉速下測量，顯極式轉子對每個磁極轉子繞組測量。b) 每次試驗應在相

27、同條件相同電壓下進行，試驗電壓峰值不超過額定勵磁電壓（顯極式轉子自行規定）。c) 交接時超速試驗前后進行測量。d) 對于轉子繞組有一點接地，或對水內冷轉子繞組測量時，必須用隔離變壓器加壓，并在轉子軸上加裝接地線。5.7.2.2 試驗原理接線圖圖4 轉子繞組的交流阻抗和功率損耗測量示意圖5.7.2.3 試驗步驟a) 按圖4接線，勵側回路斷開，電壓表要用最短的粗導線直接接于滑環1、2上。b) 用調壓器TR分級升壓，測量并記錄電壓U、電流I和功率P。5.7.3 安全措施a) 膛內測量時定子繞組上有感應電壓，應將定子繞組與外電路斷開。b) 旋轉測量時注意謹防衣物或其他物品被旋轉物掛住。5.7.4 試驗

28、結果判斷依據a) 交流阻抗Z計算公式為：Z=。b) 在相同的試驗條件下，將測量的Z與P和原始（或歷次）數值比較，相差10應引起注意。相同的試驗條件指轉子同在膛內或膛外、相同的發電機轉速和相同的試驗電壓。5.7.5 注意事項a) 影響交流阻抗和功率損耗的因素除了轉子在膛內或膛外、發電機轉速、試驗電壓有關外，還與槽楔、護環、轉子本體剩磁等有關，分析時應綜合考慮。5.8 軸電壓5.8.1 設備清單和要求萬用表，交流電壓檔精度1.5級。5.8.2 作業程序5.8.2.1 測試方法被試發電機在額定電壓、額定轉速下空載和帶不同負荷運行時，測量發電機大軸間的交流電壓；對于端蓋式軸承可僅測汽側軸對地電壓。對靜

29、態勵磁的發電機，建議同時用示波器或錄波儀測量軸電壓波形。5.8.2.2 試驗原理接線圖見圖5、圖6。圖5 座式軸承軸電壓測量示意圖圖6 端蓋式軸承軸電壓測量示意圖5.8.2.3 試驗步驟a) 檢查軸承座的絕緣電阻。b) 將軸上原有的接地保護電刷抬起。c) 對座式軸承按圖5將兩側軸與軸承用銅刷短路，測量軸電壓U1和軸承座對地電壓U2。對于端蓋式軸承按圖6將汽側軸用銅刷接地，測量軸電壓。5.8.3 安全措施注意不使衣物或其他物品被旋轉物掛住。5.8.4 試驗結果判斷依據a) 軸對地電壓一般小于10V。b) 對座式軸承U1與U2應基本相等。5.8.5 注意事項測點表面與電壓表引線應接觸良好。6 原始記錄與正式報告6.1 對原始記錄與正式報告的要求a) 原始記錄的填寫要字跡清