柴油发电机组的冷态、热态、绝缘和耐压预防性试验
发布时间：2024-10-12 点击：108
柴油发电机试验是预防性试验，是电力设备运行与维护的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效措施之一。对已经投入运行的设备应按照中国标准规定的试验条件、试验项目和试验周期所进行的检查、试验或监测，试验后得出的柴油发电机的冷态试验、热态试验以及绝缘试验的时值，是判断设备能否继续投入运行、预防发生事故或设备损坏以及安全运行的重要参考依据。
柴油发电机出厂前的各项试验，由于试验多而复杂，为节约试验时间和费用，在连续运行12h试验中（额定运行11h，110％额定负载1h）可同时进行热试验和冷热态电压变化率两项试验。另外，还可以插入热态电压调整范围热态稳态电压调整率和瞬态电压调整率及恢复时间、控制屏仪表准确度检查，振动测量等众多试验项目。下面康明斯公司为您介绍试验步骤、内容和试验方法。
一、发电机冷态试验内容：
1、测量定子、转子绕组的绝缘电阻、直流电阻；
2、定子、转子绕组的交流耐压试验（如图1所示）；
图1 发电机交流耐压试验接线图
3、励磁回路连同所连设备的绝缘电阻的测量及其耐压试验；
4、风机试验；
5、联动信号校验；
6、发电机主保护（bcj）动作试验；
7、灭磁开关联跳发电机开关试验；
8、发电机差动、复合电压闭锁过电流、零序过电流、转子二点接地跳闸试验；
9、复合电压闭锁过电流跳10kv母分开关试验；
10、柴油发电机急停开关；
11、发电机空气开关试验；
12、空载过电压跳闸开关试验；
13、停机联跳试验；
14、调速马达正、反转试验。
二、发电机热态试验内容：
1、柴油发电机空载特性试验；
2、定子残压测量；
3、灭磁时间常数测定；
4、发电机短路试验、差动保护试验；
5、测量轴电压；
6、核相；
7、晶闸管励磁装置试验；
8、假同期并列试验（并联柴油发电机组）；
9、手动、自动同期操作试验（并联柴油发电机组）；
10、检查差动保护不平衡电压；
11、带50%负荷，测发电机轴电压；
12、带负荷做差动保护六角图。
三、绝缘电阻和吸收比试验内容
测量绝缘电阻是预防性试验内容之一，是一项最简单又最方便的试验方法，通常使用兆欧表（俗称摇表）来进行测量，根据测得的试品在1分钟内的绝缘垫的大小，可以检测出绝缘是否存在缺陷，受潮等现象。
1、发电机定子、转子绕组绝缘电阻的测量
●首先要将发电机脱离电源，并对发电机绕组进行充分放电，时间不少于15min。
●根据发电机额定电压正确选择兆欧表电压等级，高压发电机一般选择2500v兆欧表；低压发电机一般选取500~1000v兆欧表。转子一般选用500v兆欧表。（具体视情况而定，请参照更详细的资料。）
●对于长期放置的兆欧表，在测量前，应判断其完好性。方法：开路试验，要求表头指示应为“∞”；短路试验，要求轻摇兆欧表手柄，表头指示应为“0”，则该兆欧表为完好。
●测量定子绕组相同、相对地间绝缘电阻时的接线，测量引线应具有足够的绝缘水平，绕组b、y两端应用导线将绝缘表面加以屏蔽，从而消除边缘泄露对测量值的影响。
●测量时地线和发电机外壳应接触良好，启动兆欧表，待表头指示到“∞”时，再将火线和被测绕组相接处，同时记录时间，读取15s和60s的绝缘值。在整个连续测量的过程中，兆欧表应该保持平稳的额定转速，每分钟120转左右。转速太快会使得测量值偏低。
●测量完毕后，在兆欧表仍保持额定转速下断开火线，以防止对兆欧表反充电损毁兆欧表。
2、发电机定子、转子绕组吸收比的测量
吸收比就是绝缘电阻在60秒的阻值和15秒的阻值之比。发电机电子绕组绝缘受潮、油污的侵入，不仅会使绝缘下降，而且会使吸收比的特性的衰减时间缩短，即r60"/r15"的比值减小。由于吸收比对绝缘受潮的反应特别灵敏，所以一般以它作为判断绝缘是否干燥的主要指标之一。对于大型发电机要求采用极化指数，即10min和1min的绝缘电阻之比。根据规程规定：发电机容量200mw及以上采用极化指数。
3、测量结果的分析判断
发电机定子绕组的绝缘电阻受赃污、潮湿、温度等的影响很大，所以现行有关规程不作硬性规定，而只能与历次测量结果进行比较，来判断定子绕组的绝缘好坏。由于绝缘电阻受温度的影响很大，温度每升高10℃，绝缘电阻将下降一半，因此为了便于比较，一般将不同温度下的绝缘电阻折算到75℃时的绝缘电阻。
公式：r75=rt/｛2^[（75-t）/10]｝
其中rt为t℃所测得的绝缘电阻；t为测量时的绕组电阻。
（1）判断定子是否合格：
●绝缘电阻每千伏不小于1mω。
●在相同温度、相同电压等级兆欧表、相同耐压时间条件下，将本次测得的绝缘电阻与上一次绝缘电阻进行比较，不得低于上次的1/3。
●对于采用沥青浸胶以云母绝缘的发电机，吸收比要求不小于1.3或极化指数不小于1.5；对于采用环氧粉云母绝缘的发电机，吸收比应不小于1.6或极化指数不小于2.0。
●若不满足要求的，则说明发电机绕组已经受潮，应该进行烘干。
（2）判断转子是否合格：
●发电机转子绕组绝缘电阻只要不低于0.5mω，就可以认为是合格的（检测方法如图2所示）。
图2
转子交流阻抗试验方法
四、测试步骤和方法
1、测定绕组的冷态直流电阻和温度开始试验之前，柴油发电机组应为实际冷状态，测量出发电机各绕组的直流电阻和温度（可用环境温度代替），为测量热态电阻时方便接线，应将各绕组连接一个开关用于合、断测量电阻的仪表，测量磁绕组的直流电阻时，应将电刷提起使其离开集电环。
2、试验开始的调节和设定启动柴油发电机组后，试验开始前，应将柴油发电机组进行调整，使输出电压和频率、输出功率、功率因数均为额定值。记录上述数据，另外还应记录试验环境数据（大气压力、环境温度和相对湿度）和柴油发电机组发动机的机油温度和压力，冷却水温度，发电机的进、出风温度和铁芯温度（或机座表面温度）等数据。
3、冷热态电压变化率试验上述调整和设定完成后，将电压调节装置和转速调节装置固定不动（保持到本试验结束为止）。保持上述状态运行到温升基本稳定后（一般用3h的时间）本试验结束（但柴油发电机组仍要继续运行。试验中，每0.5h记录一次第2项所要求的数据。试验结束时的电压与试验开始时的电压（即额定电压）之差占试验开始时电压的百分数即为冷热态电压变化率。
4、热试验在上述试验完成后，将内燃发电机的负载、输出电压频率、功率因数均调整到额定值，并保持这些额定值继续运行到第11h结束（计时从冷态开始）。在此期间，每0.5h记录一次第2项所要求的数据。
一般情况下，在5h后柴油发电机组温升就会达到稳定所以应根据人员和自然情况（白天容易操作），在第6～11h内决定停机测量电机绕组的热态直流电阻以及有关元件的温度，即完成热试验。对相复励交流同步发电机而言，要测量的绕组和元件较多，因此需多人配合完成，可设一人专门读秒表和指挥。
5、1h过载运行测量完成温升数据后，继续调整柴油发电机组在额定工况下运行到第11h结束。然后调整负载达到110％额定值，同时要尽力保证电压、频率和功率因数也为额定值。运行1h后停机，在这1h中，每隔15min记录一次第2项所要求的数据。
6、对12h运行试验合格与否的判定标准在12h运行试验中，柴油发电机组应无漏油、漏水、漏气、油温或水温过高、突然自停机、运行声音异常、电压和频率下降到最低限度（无法调高）等不正常现象。
7、柴油发电机组动态试验报告（如图3所示）。
动态试验报告
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一、发电机冷态试验内容：
1、测量定子、转子绕组的绝缘电阻、直流电阻；
2、定子、转子绕组的交流耐压试验（如图1所示）；
图1 发电机交流耐压试验接线图
3、励磁回路连同所连设备的绝缘电阻的测量及其耐压试验；
4、风机试验；
5、联动信号校验；
6、发电机主保护（bcj）动作试验；
7、灭磁开关联跳发电机开关试验；
8、发电机差动、复合电压闭锁过电流、零序过电流、转子二点接地跳闸试验；
9、复合电压闭锁过电流跳10kv母分开关试验；
10、柴油发电机急停开关；
11、发电机空气开关试验；
12、空载过电压跳闸开关试验；
13、停机联跳试验；
14、调速马达正、反转试验。
二、发电机热态试验内容：
1、柴油发电机空载特性试验；
2、定子残压测量；
3、灭磁时间常数测定；
4、发电机短路试验、差动保护试验；
5、测量轴电压；
6、核相；
7、晶闸管励磁装置试验；
8、假同期并列试验（并联柴油发电机组）；
9、手动、自动同期操作试验（并联柴油发电机组）；
10、检查差动保护不平衡电压；
11、带50%负荷，测发电机轴电压；
12、带负荷做差动保护六角图。
三、绝缘电阻和吸收比试验内容
测量绝缘电阻是预防性试验内容之一，是一项最简单又最方便的试验方法，通常使用兆欧表（俗称摇表）来进行测量，根据测得的试品在1分钟内的绝缘垫的大小，可以检测出绝缘是否存在缺陷，受潮等现象。
1、发电机定子、转子绕组绝缘电阻的测量
●首先要将发电机脱离电源，并对发电机绕组进行充分放电，时间不少于15min。
●根据发电机额定电压正确选择兆欧表电压等级，高压发电机一般选择2500v兆欧表；低压发电机一般选取500~1000v兆欧表。转子一般选用500v兆欧表。（具体视情况而定，请参照更详细的资料。）
●对于长期放置的兆欧表，在测量前，应判断其完好性。方法：开路试验，要求表头指示应为“∞”；短路试验，要求轻摇兆欧表手柄，表头指示应为“0”，则该兆欧表为完好。
●测量定子绕组相同、相对地间绝缘电阻时的接线，测量引线应具有足够的绝缘水平，绕组b、y两端应用导线将绝缘表面加以屏蔽，从而消除边缘泄露对测量值的影响。
●测量时地线和发电机外壳应接触良好，启动兆欧表，待表头指示到“∞”时，再将火线和被测绕组相接处，同时记录时间，读取15s和60s的绝缘值。在整个连续测量的过程中，兆欧表应该保持平稳的额定转速，每分钟120转左右。转速太快会使得测量值偏低。
●测量完毕后，在兆欧表仍保持额定转速下断开火线，以防止对兆欧表反充电损毁兆欧表。
2、发电机定子、转子绕组吸收比的测量
吸收比就是绝缘电阻在60秒的阻值和15秒的阻值之比。发电机电子绕组绝缘受潮、油污的侵入，不仅会使绝缘下降，而且会使吸收比的特性的衰减时间缩短，即r60"/r15"的比值减小。由于吸收比对绝缘受潮的反应特别灵敏，所以一般以它作为判断绝缘是否干燥的主要指标之一。对于大型发电机要求采用极化指数，即10min和1min的绝缘电阻之比。根据规程规定：发电机容量200mw及以上采用极化指数。
3、测量结果的分析判断
发电机定子绕组的绝缘电阻受赃污、潮湿、温度等的影响很大，所以现行有关规程不作硬性规定，而只能与历次测量结果进行比较，来判断定子绕组的绝缘好坏。由于绝缘电阻受温度的影响很大，温度每升高10℃，绝缘电阻将下降一半，因此为了便于比较，一般将不同温度下的绝缘电阻折算到75℃时的绝缘电阻。
公式：r75=rt/｛2^[（75-t）/10]｝
其中rt为t℃所测得的绝缘电阻；t为测量时的绕组电阻。
（1）判断定子是否合格：
●绝缘电阻每千伏不小于1mω。
●在相同温度、相同电压等级兆欧表、相同耐压时间条件下，将本次测得的绝缘电阻与上一次绝缘电阻进行比较，不得低于上次的1/3。
●对于采用沥青浸胶以云母绝缘的发电机，吸收比要求不小于1.3或极化指数不小于1.5；对于采用环氧粉云母绝缘的发电机，吸收比应不小于1.6或极化指数不小于2.0。
●若不满足要求的，则说明发电机绕组已经受潮，应该进行烘干。
（2）判断转子是否合格：
●发电机转子绕组绝缘电阻只要不低于0.5mω，就可以认为是合格的（检测方法如图2所示）。
图2
转子交流阻抗试验方法
四、测试步骤和方法
1、测定绕组的冷态直流电阻和温度开始试验之前，柴油发电机组应为实际冷状态，测量出发电机各绕组的直流电阻和温度（可用环境温度代替），为测量热态电阻时方便接线，应将各绕组连接一个开关用于合、断测量电阻的仪表，测量磁绕组的直流电阻时，应将电刷提起使其离开集电环。
2、试验开始的调节和设定启动柴油发电机组后，试验开始前，应将柴油发电机组进行调整，使输出电压和频率、输出功率、功率因数均为额定值。记录上述数据，另外还应记录试验环境数据（大气压力、环境温度和相对湿度）和柴油发电机组发动机的机油温度和压力，冷却水温度，发电机的进、出风温度和铁芯温度（或机座表面温度）等数据。
3、冷热态电压变化率试验上述调整和设定完成后，将电压调节装置和转速调节装置固定不动（保持到本试验结束为止）。保持上述状态运行到温升基本稳定后（一般用3h的时间）本试验结束（但柴油发电机组仍要继续运行。试验中，每0.5h记录一次第2项所要求的数据。试验结束时的电压与试验开始时的电压（即额定电压）之差占试验开始时电压的百分数即为冷热态电压变化率。
4、热试验在上述试验完成后，将内燃发电机的负载、输出电压频率、功率因数均调整到额定值，并保持这些额定值继续运行到第11h结束（计时从冷态开始）。在此期间，每0.5h记录一次第2项所要求的数据。
一般情况下，在5h后柴油发电机组温升就会达到稳定所以应根据人员和自然情况（白天容易操作），在第6～11h内决定停机测量电机绕组的热态直流电阻以及有关元件的温度，即完成热试验。对相复励交流同步发电机而言，要测量的绕组和元件较多，因此需多人配合完成，可设一人专门读秒表和指挥。
5、1h过载运行测量完成温升数据后，继续调整柴油发电机组在额定工况下运行到第11h结束。然后调整负载达到110％额定值，同时要尽力保证电压、频率和功率因数也为额定值。运行1h后停机，在这1h中，每隔15min记录一次第2项所要求的数据。
6、对12h运行试验合格与否的判定标准在12h运行试验中，柴油发电机组应无漏油、漏水、漏气、油温或水温过高、突然自停机、运行声音异常、电压和频率下降到最低限度（无法调高）等不正常现象。
7、柴油发电机组动态试验报告（如图3所示）。
动态试验报告
如何检查柴油发电机组自动启动供电和全自动停机的是否靠谱？
配备柴油发电机的原因：稳定的电力供应是企业赖以生存的关健
大型发电机轴电压产生原因及测量注意事项
汽缸盖及缸体裂缝的原因和补救措施
柴油发电机组的三大主要用途
选购发电机组的误区是什么
250千瓦柴油发电机组如何检查气门与气门导管配合间隙与拨叉
探讨柴油发电机组的机油冷却器堵塞现象