柴油發電機組的冷態、熱態、絕緣和耐壓預防性試驗
發布時間：2024-10-12 點擊：69
柴油發電機試驗是預防性試驗，是電力設備運行與維護的一個重要環節，是保證電力系統安全運行的有效措施之一。對已經投入運行的設備應按照中國標準規定的試驗條件、試驗項目和試驗周期所進行的檢查、試驗或監測，試驗后得出的柴油發電機的冷態試驗、熱態試驗以及絕緣試驗的時值，是判斷設備能否繼續投入運行、預防發生事故或設備損壞以及安全運行的重要參考依據。
柴油發電機出廠前的各項試驗，由于試驗多而復雜，為節約試驗時間和費用，在連續運行12h試驗中（額定運行11h，110％額定負載1h）可同時進行熱試驗和冷熱態電壓變化率兩項試驗。另外，還可以插入熱態電壓調整范圍熱態穩態電壓調整率和瞬態電壓調整率及恢復時間、控制屏儀表準確度檢查，振動測量等眾多試驗項目。下面康明斯公司為您介紹試驗步驟、內容和試驗方法。
一、發電機冷態試驗內容：
1、測量定子、轉子繞組的絕緣電阻、直流電阻；
2、定子、轉子繞組的交流耐壓試驗（如圖1所示）；
圖1 發電機交流耐壓試驗接線圖
3、勵磁回路連同所連設備的絕緣電阻的測量及其耐壓試驗；
4、風機試驗；
5、聯動信號校驗；
6、發電機主保護（bcj）動作試驗；
7、滅磁開關聯跳發電機開關試驗；
8、發電機差動、復合電壓閉鎖過電流、零序過電流、轉子二點接地跳閘試驗；
9、復合電壓閉鎖過電流跳10kv母分開關試驗；
10、柴油發電機急停開關；
11、發電機空氣開關試驗；
12、空載過電壓跳閘開關試驗；
13、停機聯跳試驗；
14、調速馬達正、反轉試驗。
二、發電機熱態試驗內容：
1、柴油發電機空載特性試驗；
2、定子殘壓測量；
3、滅磁時間常數測定；
4、發電機短路試驗、差動保護試驗；
5、測量軸電壓；
6、核相；
7、晶閘管勵磁裝置試驗；
8、假同期并列試驗（并聯柴油發電機組）；
9、手動、自動同期操作試驗（并聯柴油發電機組）；
10、檢查差動保護不平衡電壓；
11、帶50%負荷，測發電機軸電壓；
12、帶負荷做差動保護六角圖。
三、絕緣電阻和吸收比試驗內容
測量絕緣電阻是預防性試驗內容之一，是一項最簡單又最方便的試驗方法，通常使用兆歐表（俗稱搖表）來進行測量，根據測得的試品在1分鐘內的絕緣墊的大小，可以檢測出絕緣是否存在缺陷，受潮等現象。
1、發電機定子、轉子繞組絕緣電阻的測量
●首先要將發電機脫離電源，并對發電機繞組進行充分放電，時間不少于15min。
●根據發電機額定電壓正確選擇兆歐表電壓等級，高壓發電機一般選擇2500v兆歐表；低壓發電機一般選取500~1000v兆歐表。轉子一般選用500v兆歐表。（具體視情況而定，請參照更詳細的資料。）
●對于長期放置的兆歐表，在測量前，應判斷其完好性。方法：開路試驗，要求表頭指示應為“∞”；短路試驗，要求輕搖兆歐表手柄，表頭指示應為“0”，則該兆歐表為完好。
●測量定子繞組相同、相對地間絕緣電阻時的接線，測量引線應具有足夠的絕緣水平，繞組b、y兩端應用導線將絕緣表面加以屏蔽，從而消除邊緣泄露對測量值的影響。
●測量時地線和發電機外殼應接觸良好，啟動兆歐表，待表頭指示到“∞”時，再將火線和被測繞組相接處，同時記錄時間，讀取15s和60s的絕緣值。在整個連續測量的過程中，兆歐表應該保持平穩的額定轉速，每分鐘120轉左右。轉速太快會使得測量值偏低。
●測量完畢后，在兆歐表仍保持額定轉速下斷開火線，以防止對兆歐表反充電損毀兆歐表。
2、發電機定子、轉子繞組吸收比的測量
吸收比就是絕緣電阻在60秒的阻值和15秒的阻值之比。發電機電子繞組絕緣受潮、油污的侵入，不僅會使絕緣下降，而且會使吸收比的特性的衰減時間縮短，即r60"/r15"的比值減小。由于吸收比對絕緣受潮的反應特別靈敏，所以一般以它作為判斷絕緣是否干燥的主要指標之一。對于大型發電機要求采用極化指數，即10min和1min的絕緣電阻之比。根據規程規定：發電機容量200mw及以上采用極化指數。
3、測量結果的分析判斷
發電機定子繞組的絕緣電阻受贓污、潮濕、溫度等的影響很大，所以現行有關規程不作硬性規定，而只能與歷次測量結果進行比較，來判斷定子繞組的絕緣好壞。由于絕緣電阻受溫度的影響很大，溫度每升高10℃，絕緣電阻將下降一半，因此為了便于比較，一般將不同溫度下的絕緣電阻折算到75℃時的絕緣電阻。
公式：r75=rt/｛2^[（75-t）/10]｝
其中rt為t℃所測得的絕緣電阻；t為測量時的繞組電阻。
（1）判斷定子是否合格：
●絕緣電阻每千伏不小于1mω。
●在相同溫度、相同電壓等級兆歐表、相同耐壓時間條件下，將本次測得的絕緣電阻與上一次絕緣電阻進行比較，不得低于上次的1/3。
●對于采用瀝青浸膠以云母絕緣的發電機，吸收比要求不小于1.3或極化指數不小于1.5；對于采用環氧粉云母絕緣的發電機，吸收比應不小于1.6或極化指數不小于2.0。
●若不滿足要求的，則說明發電機繞組已經受潮，應該進行烘干。
（2）判斷轉子是否合格：
●發電機轉子繞組絕緣電阻只要不低于0.5mω，就可以認為是合格的（檢測方法如圖2所示）。
圖2
轉子交流阻抗試驗方法
四、測試步驟和方法
1、測定繞組的冷態直流電阻和溫度開始試驗之前，柴油發電機組應為實際冷狀態，測量出發電機各繞組的直流電阻和溫度（可用環境溫度代替），為測量熱態電阻時方便接線，應將各繞組連接一個開關用于合、斷測量電阻的儀表，測量磁繞組的直流電阻時，應將電刷提起使其離開集電環。
2、試驗開始的調節和設定啟動柴油發電機組后，試驗開始前，應將柴油發電機組進行調整，使輸出電壓和頻率、輸出功率、功率因數均為額定值。記錄上述數據，另外還應記錄試驗環境數據（大氣壓力、環境溫度和相對濕度）和柴油發電機組發動機的機油溫度和壓力，冷卻水溫度，發電機的進、出風溫度和鐵芯溫度（或機座表面溫度）等數據。
3、冷熱態電壓變化率試驗上述調整和設定完成后，將電壓調節裝置和轉速調節裝置固定不動（保持到本試驗結束為止）。保持上述狀態運行到溫升基本穩定后（一般用3h的時間）本試驗結束（但柴油發電機組仍要繼續運行。試驗中，每0.5h記錄一次第2項所要求的數據。試驗結束時的電壓與試驗開始時的電壓（即額定電壓）之差占試驗開始時電壓的百分數即為冷熱態電壓變化率。
4、熱試驗在上述試驗完成后，將內燃發電機的負載、輸出電壓頻率、功率因數均調整到額定值，并保持這些額定值繼續運行到第11h結束（計時從冷態開始）。在此期間，每0.5h記錄一次第2項所要求的數據。
一般情況下，在5h后柴油發電機組溫升就會達到穩定所以應根據人員和自然情況（白天容易操作），在第6～11h內決定停機測量電機繞組的熱態直流電阻以及有關元件的溫度，即完成熱試驗。對相復勵交流同步發電機而言，要測量的繞組和元件較多，因此需多人配合完成，可設一人專門讀秒表和指揮。
5、1h過載運行測量完成溫升數據后，繼續調整柴油發電機組在額定工況下運行到第11h結束。然后調整負載達到110％額定值，同時要盡力保證電壓、頻率和功率因數也為額定值。運行1h后停機，在這1h中，每隔15min記錄一次第2項所要求的數據。
6、對12h運行試驗合格與否的判定標準在12h運行試驗中，柴油發電機組應無漏油、漏水、漏氣、油溫或水溫過高、突然自停機、運行聲音異常、電壓和頻率下降到最低限度（無法調高）等不正常現象。
7、柴油發電機組動態試驗報告（如圖3所示）。
動態試驗報告
如何檢查柴油發電機組自動啟動供電和全自動停機的是否靠譜？
配備柴油發電機的原因：穩定的電力供應是企業賴以生存的關健
大型發電機軸電壓產生原因及測量注意事項
汽缸蓋及缸體裂縫的原因和補救措施
柴油發電機組的三大主要用途
選購發電機組的誤區是什么
250千瓦柴油發電機組如何檢查氣門與氣門導管配合間隙與撥叉
探討柴油發電機組的機油冷卻器堵塞現象
柴油發電機出廠前的各項試驗，由于試驗多而復雜，為節約試驗時間和費用，在連續運行12h試驗中（額定運行11h，110％額定負載1h）可同時進行熱試驗和冷熱態電壓變化率兩項試驗。另外，還可以插入熱態電壓調整范圍熱態穩態電壓調整率和瞬態電壓調整率及恢復時間、控制屏儀表準確度檢查，振動測量等眾多試驗項目。下面康明斯公司為您介紹試驗步驟、內容和試驗方法。
一、發電機冷態試驗內容：
1、測量定子、轉子繞組的絕緣電阻、直流電阻；
2、定子、轉子繞組的交流耐壓試驗（如圖1所示）；
圖1 發電機交流耐壓試驗接線圖
3、勵磁回路連同所連設備的絕緣電阻的測量及其耐壓試驗；
4、風機試驗；
5、聯動信號校驗；
6、發電機主保護（bcj）動作試驗；
7、滅磁開關聯跳發電機開關試驗；
8、發電機差動、復合電壓閉鎖過電流、零序過電流、轉子二點接地跳閘試驗；
9、復合電壓閉鎖過電流跳10kv母分開關試驗；
10、柴油發電機急停開關；
11、發電機空氣開關試驗；
12、空載過電壓跳閘開關試驗；
13、停機聯跳試驗；
14、調速馬達正、反轉試驗。
二、發電機熱態試驗內容：
1、柴油發電機空載特性試驗；
2、定子殘壓測量；
3、滅磁時間常數測定；
4、發電機短路試驗、差動保護試驗；
5、測量軸電壓；
6、核相；
7、晶閘管勵磁裝置試驗；
8、假同期并列試驗（并聯柴油發電機組）；
9、手動、自動同期操作試驗（并聯柴油發電機組）；
10、檢查差動保護不平衡電壓；
11、帶50%負荷，測發電機軸電壓；
12、帶負荷做差動保護六角圖。
三、絕緣電阻和吸收比試驗內容
測量絕緣電阻是預防性試驗內容之一，是一項最簡單又最方便的試驗方法，通常使用兆歐表（俗稱搖表）來進行測量，根據測得的試品在1分鐘內的絕緣墊的大小，可以檢測出絕緣是否存在缺陷，受潮等現象。
1、發電機定子、轉子繞組絕緣電阻的測量
●首先要將發電機脫離電源，并對發電機繞組進行充分放電，時間不少于15min。
●根據發電機額定電壓正確選擇兆歐表電壓等級，高壓發電機一般選擇2500v兆歐表；低壓發電機一般選取500~1000v兆歐表。轉子一般選用500v兆歐表。（具體視情況而定，請參照更詳細的資料。）
●對于長期放置的兆歐表，在測量前，應判斷其完好性。方法：開路試驗，要求表頭指示應為“∞”；短路試驗，要求輕搖兆歐表手柄，表頭指示應為“0”，則該兆歐表為完好。
●測量定子繞組相同、相對地間絕緣電阻時的接線，測量引線應具有足夠的絕緣水平，繞組b、y兩端應用導線將絕緣表面加以屏蔽，從而消除邊緣泄露對測量值的影響。
●測量時地線和發電機外殼應接觸良好，啟動兆歐表，待表頭指示到“∞”時，再將火線和被測繞組相接處，同時記錄時間，讀取15s和60s的絕緣值。在整個連續測量的過程中，兆歐表應該保持平穩的額定轉速，每分鐘120轉左右。轉速太快會使得測量值偏低。
●測量完畢后，在兆歐表仍保持額定轉速下斷開火線，以防止對兆歐表反充電損毀兆歐表。
2、發電機定子、轉子繞組吸收比的測量
吸收比就是絕緣電阻在60秒的阻值和15秒的阻值之比。發電機電子繞組絕緣受潮、油污的侵入，不僅會使絕緣下降，而且會使吸收比的特性的衰減時間縮短，即r60"/r15"的比值減小。由于吸收比對絕緣受潮的反應特別靈敏，所以一般以它作為判斷絕緣是否干燥的主要指標之一。對于大型發電機要求采用極化指數，即10min和1min的絕緣電阻之比。根據規程規定：發電機容量200mw及以上采用極化指數。
3、測量結果的分析判斷
發電機定子繞組的絕緣電阻受贓污、潮濕、溫度等的影響很大，所以現行有關規程不作硬性規定，而只能與歷次測量結果進行比較，來判斷定子繞組的絕緣好壞。由于絕緣電阻受溫度的影響很大，溫度每升高10℃，絕緣電阻將下降一半，因此為了便于比較，一般將不同溫度下的絕緣電阻折算到75℃時的絕緣電阻。
公式：r75=rt/｛2^[（75-t）/10]｝
其中rt為t℃所測得的絕緣電阻；t為測量時的繞組電阻。
（1）判斷定子是否合格：
●絕緣電阻每千伏不小于1mω。
●在相同溫度、相同電壓等級兆歐表、相同耐壓時間條件下，將本次測得的絕緣電阻與上一次絕緣電阻進行比較，不得低于上次的1/3。
●對于采用瀝青浸膠以云母絕緣的發電機，吸收比要求不小于1.3或極化指數不小于1.5；對于采用環氧粉云母絕緣的發電機，吸收比應不小于1.6或極化指數不小于2.0。
●若不滿足要求的，則說明發電機繞組已經受潮，應該進行烘干。
（2）判斷轉子是否合格：
●發電機轉子繞組絕緣電阻只要不低于0.5mω，就可以認為是合格的（檢測方法如圖2所示）。
圖2
轉子交流阻抗試驗方法
四、測試步驟和方法
1、測定繞組的冷態直流電阻和溫度開始試驗之前，柴油發電機組應為實際冷狀態，測量出發電機各繞組的直流電阻和溫度（可用環境溫度代替），為測量熱態電阻時方便接線，應將各繞組連接一個開關用于合、斷測量電阻的儀表，測量磁繞組的直流電阻時，應將電刷提起使其離開集電環。
2、試驗開始的調節和設定啟動柴油發電機組后，試驗開始前，應將柴油發電機組進行調整，使輸出電壓和頻率、輸出功率、功率因數均為額定值。記錄上述數據，另外還應記錄試驗環境數據（大氣壓力、環境溫度和相對濕度）和柴油發電機組發動機的機油溫度和壓力，冷卻水溫度，發電機的進、出風溫度和鐵芯溫度（或機座表面溫度）等數據。
3、冷熱態電壓變化率試驗上述調整和設定完成后，將電壓調節裝置和轉速調節裝置固定不動（保持到本試驗結束為止）。保持上述狀態運行到溫升基本穩定后（一般用3h的時間）本試驗結束（但柴油發電機組仍要繼續運行。試驗中，每0.5h記錄一次第2項所要求的數據。試驗結束時的電壓與試驗開始時的電壓（即額定電壓）之差占試驗開始時電壓的百分數即為冷熱態電壓變化率。
4、熱試驗在上述試驗完成后，將內燃發電機的負載、輸出電壓頻率、功率因數均調整到額定值，并保持這些額定值繼續運行到第11h結束（計時從冷態開始）。在此期間，每0.5h記錄一次第2項所要求的數據。
一般情況下，在5h后柴油發電機組溫升就會達到穩定所以應根據人員和自然情況（白天容易操作），在第6～11h內決定停機測量電機繞組的熱態直流電阻以及有關元件的溫度，即完成熱試驗。對相復勵交流同步發電機而言，要測量的繞組和元件較多，因此需多人配合完成，可設一人專門讀秒表和指揮。
5、1h過載運行測量完成溫升數據后，繼續調整柴油發電機組在額定工況下運行到第11h結束。然后調整負載達到110％額定值，同時要盡力保證電壓、頻率和功率因數也為額定值。運行1h后停機，在這1h中，每隔15min記錄一次第2項所要求的數據。
6、對12h運行試驗合格與否的判定標準在12h運行試驗中，柴油發電機組應無漏油、漏水、漏氣、油溫或水溫過高、突然自停機、運行聲音異常、電壓和頻率下降到最低限度（無法調高）等不正常現象。
7、柴油發電機組動態試驗報告（如圖3所示）。
動態試驗報告
如何檢查柴油發電機組自動啟動供電和全自動停機的是否靠譜？
配備柴油發電機的原因：穩定的電力供應是企業賴以生存的關健
大型發電機軸電壓產生原因及測量注意事項
汽缸蓋及缸體裂縫的原因和補救措施
柴油發電機組的三大主要用途
選購發電機組的誤區是什么
250千瓦柴油發電機組如何檢查氣門與氣門導管配合間隙與撥叉
探討柴油發電機組的機油冷卻器堵塞現象