发电机空载特性试验方法

 空载特性是发电机的基本特征之一，它是在空载和额定转速下测量定子电压和转子电流关系的试验。通过该试验可以测定发电机的有关重要参数，如电压变化率，纵轴同步电抗X_d，短路比等；可以判断三相电压的平衡性；可作为转子是否有匝间短路的参考；还可以作为定子绕组的层间耐压(如果有的话)，因此，在大修后都应做此试验。
    一、测量方法
    (1)按照如图1-1所示的试验接线图接线。

图1-1 发电机空载试验接线图
GF一副励磁机；KM2一发电机磁场开关；TK一励磁调节器；
Rm一灭磁电阻；KM1一励磁机磁场开关；Q一短路开关；ELE-励磁机转子绕组；
GLE一发电机转子绕组；CE一励磁机定子；G一发电机；TV一电压互感器

 (2)所用表计和分流器应在0.5级以上。
    (3)应将电压互感器，强行励磁和减磁装置退出，但发电机的保护(如差动、过流等)不应退出。
    (4)用磁场变阻器缓慢提升定子电压到1/2额定电压，检查三相的平衡性。
    (5)巡视发电机设备，有无异常现象。一切正常后，然后升到额定电压。
    (6)将电压降至近于零，每10%～15%U_N记录一次(应同时记录)；再逐渐升高电压，每10%～15%U_N记录一次，一直到额定电压。
    (7)逐渐降低电压近于零时再切断励磁电流，记录残余电压值。
    (8)应保持转速稳定，着不是额定值，则电压按式(1-1)换算
        电压＝实测电压×[额定转速(或频率)／实测转速(或频率)]        (1-1)
    (9)磁场变阻器只能单方向调节，不要随意变方向。
    (10)按读数作出上升和下降曲线，取平均值。
    (11)当转子有匝间短路时，其曲线和历年比较会有下降现象(已超出测量误差范围)。
    二、实例说明
    1、实例1-1 在测量误差范围内
    某电厂一台125MW发电机(双水内冷)，QFS-125-2型，13.8kV，6150A，3000r／min。
    空载特性试验数据见表1-1；将此结果与出厂时的试验数据(见表1-2)比较，得出结论误差在测量误差范围内。

 空载曲线如图1-2所示。
    2、实例1-2 转子绕组有匝间短路
    某电厂313MW发电机(水氢氢冷却方式)定子电压15kV，定子电流14170A，3000r／min。
    在用直流电阻和交流阻抗法初步认定有匝间短路后，又做了空载和短路试验。从如图1-3所示试验曲线可以看出，空载电流较过去增长了180A，即增长了14.5%，空载曲线是下降的。说明转子有匝间短路的可能。
    为了进一步确定缺陷，又加做了探测线圈法试验，证实了匝间短路的存在。

图1-2 发电机空载特性曲线

图1-3 发电机空载曲线
1一1983年的空载曲线；2一1988年的空载曲线