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发电机转子绕组的绝缘电阻测量方法

    发电机转子绕组在运行中受到电、热以及机械力的作用,因此虽然转子的电压较低,对其绝缘电阻还是有要求的。《预规》要求在室温时,其绝缘电阻一般不小于0.5MΩ;水内冷发电机转子绕组在室温时一般不应小于5kΩ测量仪器用绝缘电阻测试仪,一般用1000V绝缘电阻测试仪测量;水内冷电机用500V及以下绝缘电阻测试仪测量。
       一、测试方法
       (1)试验时,要提起转子滑环上的电刷,断开励磁回路,绝缘电阻测试仪“L”端子接转子滑环;“E”端子接转子轴。
       (2)可在不同运行状态下测量。在测不同转速下的绝缘电阻时可用绝缘电阻测试仪测。测试时,发电机与系统断开,提起转子滑环电刷,使用带绝缘手柄的专用铜刷接触滑环和轴,绝缘手柄的绝缘应良好。在测负载状态的绝缘电阻时,可用高内阻万用表(大于20kΩ/V)分别测两滑环间电压U1和U2,Ul为正极对轴,以为负极对轴电压,计算出绝缘电阻R
              R=(U/(U1+U2)-1)RV×10-6(MΩ)
       式中 RV一一万用表内阻。
       此值可供综合分析用。
       (3)在测试前后应注意充分放电(放电5min)。
       二、实例说明
       1、实例1-1 水氢氢电机的转子绝缘电阻测试
       某电厂水内冷发电机,QFSN-200-2型,容量200MW,额定励磁电压455V;额定励磁电流1763A。冷却方法,定子绕组水冷,发电机转子绕组氢冷。自1996年7月~2000年6月,该发电机转子绕组的绝缘电阻逐年下降,其测试值见表1-1。

表1-1 发电机转子绕组绝缘电阻测试值
年       份 1996 1997 1998 1999 2000
绝缘电阻(MΩ) 2000 1200 100 4.5 2.0

       注:使用仪器为ZC25-4型lkV绝缘电阻测试仪。
       2000年3月后,多次发生转子一点接地,接地电阻为0.5MΩ左右,由于接地电阻较高,又测量其转子正、负数对地电压,以判断接地点,测试数据见表1-2。

表1-2 转子正、负极对地电压测试数据
日       期 U+(V) U-(V) U+ -(V) R(MΩ)
3月28日 55 0 300 2.5
8月12日 75 0 300 1.5

       注:使用仪器为内阻500kΩ,电压500V的万用表。
       由测试数据判断接地点位置在负极侧。
       同年9月又进行了不同转速下的绝缘电阻测试,其数据见表1-3。

表1-3 不同转速下的绝缘电阻测试数据
转速(r/min) 0 500 800 1000 2000 3000
绝缘电阻(MΩ) 1.5 1.7 1.5 1.2 1.0 0.6
转速(r/min) 2300 2000 1800 600 250 4
绝缘电阻(MΩ) 0.6 0.75 0.8 1.1 1.2 1.25

       数据表明转速上升时绝缘电阻下降,可见绝缘电阻值与转速有关。
       从2001年1月到3月进行了跟踪测量,其接地电阻稳定在0.7MΩ左右,因此可判定该发电机转子绕组接地点在负极侧,接地性质为动态高阻接地。
       2、实例1-2 双水内冷发电机转子线圈一一接地的处理
       某电厂,台双水内冷发电机,QFSS-200-2型,200MVA,其转子线圈为水冷,励侧(入水侧)有16根不锈钢引水管,汽侧(出水侧)有15根不锈钢引水管。引水管装在管槽内,里端与线圈的空心导线连接,外端和绝缘引水管相连,构成转子线圈冷却水通路,其连接示意图如图1-1所示。

水冷转子线圈与不锈钢引水管连接示意图
图1-1 水冷转子线圈与不锈钢引水管连接示意图

       1986年12月大修后做起机前试验,先在通水情况下测转子线圈绝缘电阻,为4kΩ。后测零转速下交流阻抗,当加压到32V时,电流急剧上升。立即停止试验,再测转子线圈绝缘电阻已为零,认定是金属性接地。为查找接地点,先在转子线圈上加直流电源,测内滑环(正)对地电压U+e为10.06V外滑环(负)对地电压U-e为11.35V,用常用公式
   ι-e=U+e/(U-e+U+e)×100%根据线圈总长度,计算出接地点在励侧第4槽。拔下励侧水护环,在引水管上测对地电压,最低的是6号管(0.78V)和12号管(0.82V),其余均在4V以上,可断定接地点在6,12号引水管之间的线圈上和汽侧5号引水管上(见图1-1),拔下汽侧水护坏,加直流电压汽测引水管对地电压,其数据见表1-4。

表1-4 汽测引水管对地电压
水管号 9 10 11 12 13 8 7 6 5 4
电压(V) 7 4.36 1.539 1.484 6.48 2.97 5.75 2.99 0.064 4.382

       由表1-4可见,5号管电压最低,相邻管电压逐次升高。将5号管向里侧敲打时,接地现象便消失,绝缘电阻为100kΩ,向外侧敲打时,绝缘电阻降到4kΩ。取出槽内的全部7块槽楔,靠里边的第7号槽楔的前端斜坡处有明显放电烧伤痕迹。处理后,绝缘电阻上升到200kΩ,升速和定速时均为150kΩ,接地故障已消除。
       从上述可见,由于转子电路和水路是用水盒焊接在一起,焊接处压降比导线本身大得多,且导线总长度误差大,加上测试误差,故用直流压降法计算误差较大,本例是用引水管分点测对地电压来定接地点的。

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