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发电机实验(常规)

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发电机实验项目、目的以及所需相应的设备 1 定子铁芯磁化试验：目的（因为在硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路所以为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，在定子铁心组装完成后，必须进行铁损试验，以检查铁心片间绝缘是否短路，同时通过磁场振动叠装的冲片，使其更密实，在磁化试验完成后对铁心进行最终压紧。） 磁化实验技术要求(加温时间 90min)： Ø 铁芯各部分温升：≤25K Ø 铁芯与机座温差：≤15K Ø 单位铁损(W/kg)：硅钢片特征损耗（折算到1T下）1.43 铁损试

验设备

2 单根线棒每箱5%绝缘电阻 绝缘电阻≥5000MΩ,2500V兆欧表测量 绝缘电阻测试仪

3 单根线棒每箱5%交流耐压和起晕试验(下线前的线棒耐压试验) 2.75Un+2.5KV=57.5kV，交流耐压1min不击穿，起晕电压≥1.5Un 试验变压器一套 、电

压表、MΩ表、高压分压器等

4 下层线棒交流耐压试验(下层线棒嵌装后的耐压试验) 使用 2500V 兆欧表测量绝缘电阻≥48MΩ（40℃下折算），工频交流耐压 2.5Un+2.0kV=52kV试验，历时1min。零起对线棒升压到额定相电压11.55kV，测量线棒表面槽电位，应小于10V。 DC60kV 试验，历时1min泄漏电流不随时间而增加，各相泄漏电流之差不大于最小泄漏电流的50%。 试验变压器一套 、电

压表、MΩ表、高压分压器等

5 上、下层线棒下线完成(打完槽楔)后的耐压试验 上下层线棒下线完成，槽楔安装结束后，须对每槽上下层线棒共同进行耐压试验，试验电压值为2.5Un+1.0kV=51kV。零起对线棒升压到额定相电压11.55kV，测量线棒表面槽电位，应小于10V。 试验变压器一套 、电

压表、MΩ表、高压分压器等

6 单个磁极挂装前、挂装后绝缘和耐压试验 挂装前绝缘电阻2500V，绝缘≥5MΩ；耐压挂装前AC6.1KV，1min；挂装后

AC5.6KV，1min.

7 单个磁极直流电阻 测量与出厂值换算到同温度时，差值不应大于 2%。

8 测量单个磁极交流阻抗 挂装前单个磁极相互比较差值不大于最小值的 2%;挂装后单个磁极绕组交

流阻抗测量：相互比较阻抗值差应不大于10%

9 测量转子绕组的绝缘电阻 组装后转子绕组绝缘电阻(MΩ): 2500V 兆欧表，≥0.5MΩ 10 测量转子绕组的直流电阻：目的（可以研判转子绕组是否存在故障、开路，短路，接触不良等）测量转子绕组的交流电阻，可以研判转子绕组的阻抗特性，判断是否存在匝间短路等。 测量值与出厂值的差值≤

2%

11 转子绕组交流耐压：目的检查磁极绕组的绝缘 组装后转子绕组交流耐压试验(额定励磁电压460V)：AC 4600V，

1min

12 励磁引线绝缘及耐压 2500V档测量绝缘电阻≥5MΩ；耐压AC 4600V，1min 13 集电环、引线、刷架 绝缘≥5MΩ；耐压AC 4600V，1min 14 测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数 使用 2500V 兆欧表测量绝缘电阻≥48MΩ（40℃），吸收比测量：吸收比≥1.6，极化指数≥2.0,各相不平衡系数不大于2 绝缘电

阻测试仪

15 测量定子绕组的直流电阻：目的（同通过测量发电机定子绕组直流电阻，把测量出的电阻值与出厂时（或上一次）的电阻值比较，通过比较可以确定定子绕组是否正常，如果电阻值增大，说明定子绕组里的各个绕组之间的接头接触不良） 在室温下测得各相和各支路的直流电阻，相互间最大偏差不应大于最小值的 2%。 直流电

阻测试仪（或双臂电桥）

16 定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量：目的（能够有效的发现其端部缺陷。在直流耐压的同时测量泄漏电流可以比兆欧表更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。） 直流耐压试验：3.0Un=60kV，1min。试验电压逐步增加，每步 0.5Un，直至泄漏电流稳定，再进行下一步升压。泄漏电流不随时间而增加，各相泄漏电流之差不大于最小泄漏电流的50%。 高压直

流发生器

17 定子绕组交流耐压试验：目的是判断发电机定子绕组绝缘水平，检查是否存在绝缘缺陷。 2.0Un＋3.0kV＝43kV，1min，20kV不起晕 试验变压器一套 、电压表、

MΩ表、高压分压器等

18 测量发电机励磁回路连同所连接设备的绝缘电阻，不包括发电机转子 绝缘电阻≥0.5MΩ 绝缘电阻测试仪

19 发电机或励磁机的励磁回路连同所连接设备的交流耐压试验，不包括发电机转子和励磁机电枢 用2500V兆欧表代替 绝缘电

阻测试仪

20 测量发电机、励磁机的绝缘轴承和转子进水支座的绝缘电阻 装好油管后，用1000V测量，绝缘电阻≥0.5MΩ 绝缘电

阻测试仪

21 埋入式测温计的检查 用250V兆欧表测量 绝缘电阻测试仪 （一）发电机定子绕组试验 1.绝缘电阻及吸收比的测量 1.1试验目的 测量发电机的绝缘电阻，目的在于初步检查发电机内部是否受潮、脏污和老化等情况。 1.2该项目适用范围 10kV及以上发电机交接、大修前后试验和预试。 1.3试验时使用的仪器 对10kV及以上的用2500V兆欧表；低压的用500V兆欧表测量。 1.4试验接线图

22 测量灭磁电阻器、自同步电阻器的直流电阻 与名牌数值比较，差值不超过10% 直流电阻测试仪（或双

臂电桥）

23 测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗（无刷励磁机组，无测量条件时，可以不测量） 每个磁极无明显差别 交流单相调压器、行灯

变、电流表、电压表

24 测录三相短路特性曲线 波仪

25 测录空载特性曲线 波仪

26 测量发电机定子开路时的灭磁时间常数和转子过电压倍数 录波仪

27 测量发电机自动灭磁装置分闸后的定子残压 万用表

28 测量相序 与电网相序一致 相序表

29 测量轴电压 不大于10V 万用表、

电刷 1.5试验步骤 1.5.1 拆除或断开发电机定子对外的一切连线。 1.5.2 将发电机定子绕组接地充分预放电。 1.5.3兆欧表放置平稳，将兆欧表的接地端头“E”与被试品的接地端相连，带有屏蔽线的测量导线的火线和屏蔽线分别与兆欧表的测量端头“L”及屏蔽端头“G”相连接。 1.5.4读取绝缘电阻的数值后，先断开接至被试品的火线，然后再将兆欧表停止运转，以防止对兆欧表反冲放电损毁兆欧表。 1.5.5断开兆欧表后对被试品短接放电并接地。 1.5.6测量时应记录被试设备的温度、湿度、试验日期及使用仪表等。 1.6 测量结果分析判断

发电机定子绕组的绝缘电阻受脏污、潮湿、温度等的影响很大，所以现

行有关规定不作硬性规定，而只能与历次测量数据比较，或三相数据相互比较，与同类型机组比较。 耐压前定子绕组的绝缘电阻、吸收比： ①若在相近试验条件（温度、湿度）下，绝缘电阻降到历年正常值的1/3以下时，应查明原因； ②各相或各分支绝缘电阻值的差值不应大于最小值的100%； ③吸收比不小于1.6（F级绝缘） 1.7 注意事项 1.7.1兆欧表接线端柱引出线不要靠在一起； 1.7.2测量时，兆欧表转速应尽可能保持额定值并维持恒定。 1.7.3被试品温度不低于＋5℃，且空气的相对湿度一般不高于80％。 1.7.4放电时应用绝缘棒等工具进行，不得用手碰触放电导线。 2 定子绕组泄漏电流和直流耐压试验 2.1测量目的

通过定子绕组泄漏电流和直流耐压试验可以进一步发现绝缘的缺陷，检

查发电机端部缺陷和间隙性缺陷。通过直流泄漏电流测量可以反映绝缘老化受潮等缺陷，从而判断绝缘状况的好坏。 2.2 该项目适用范围 发电机交接、预试、大修前后。 2.3 试验时使用的仪器 直流高压发生器一套 2.4 试验原理接线图 2.5试验步骤 2.5.1 按照试验接线图由一人接线，接线完后由另一人检查，内容包括试验接线有无错误，各仪表量程是否合适，试验仪器现场布局是否合理，试验人员的位置是否正确。 2.5.2 将发电机充分放电，指示仪表调零，调压器置于零位。 2.5.3 测量电源电压值。 2.5.4 合上电源刀闸，启动设备，给升压回路加电，逐步升压至预先确定的试验电压值：在0. 5、1.0、1.5、2.0、2.5倍试验电压下各停留1分钟，读取泄漏电流值。 2.5.5 试验完毕，应先将升压回路中调压器退回零位并切断电源。 2.5.6 每次试验后，必须将发电机被试相对地放电。放电时，应使用绝缘棒，并可根据被试相放电火花的大小，大概了解其绝缘状况。 2.5.7 再次试验前，必须检查接地是否已从被试相上移开。 2.6对测量结果的分析判断 2.6.1泄漏电流随时间的增长 泄漏电流随时间的增长而升高，说明有高阻性缺陷和绝缘分层、松弛或潮气侵入绝缘内部。 2.6.2泄漏电流剧烈摆动 若电压升高到某一阶段，泄漏电流出现剧烈摆动，表明绝缘 断裂性缺陷，大部分在槽口或端部绝缘离地近处，或出线套管有裂纹等。 2.6.3各相泄漏电流相差过大 各相泄漏电流超过30﹪，但充电现象还正常，说明其缺陷部位远离铁芯的端部，或套管有脏污。 2.6.4泄漏电流不成比例上升 对同一相，相邻阶段电压下，泄漏电流随电压不成比例上升超过20％，表明绝缘受潮或脏污。 2.6.5充电现象不明显 无充电现象或充电现象不明显，泄漏电流增大，这种现象大多是受潮、严重的脏污，或有明显贯穿性缺陷。 3 定子交流耐压试验

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发电机单机带负荷实验

发电机单机带负荷实验

发电机单机带负荷实验一、实验目的1．了解和掌握单机带负荷运行方式的特点。

2．了解在单机带负荷运行方式下原动机的转速和功角与单机－无穷大系统运行方式下有什么不同。

3．通过独立电力网与大电力系统的分析比较实验进一步理解系统稳定概念。

二、原理说明单机带负荷运行方式与单机对无穷大系统运行方式有着截然不同的概念，单机对无穷大系统在稳定运行时，发电机的频率与无穷大频率一样，它是受大系统的频率牵制。

随系统的频率变化而变化，发电机的容量只占无穷大系统容量的很小一部分。

而单机带负荷它是一个独立电力网。

发电机是唯一电源，任何负荷的投切都会引起发电机的频率和电压变化（原动机的调速器，发电机的励磁调节器均为有差调节）。

此时，也可以通过二次调节将发电机的频率和电压调至额定值。

图3-7-1 单机带负荷接线图三相可调负载箱与实验台的连接:实验台的右侧面留有本地负荷的接口，即三相带中性线的强电护套座，实验平台通电前，将三相自耦调压器原副边电缆解下，用实验平台配套设备中的强电实验连接线将三相自耦调压器的原边接入右侧面强电护套座，副边接入三相可调负载箱的电感性负载,通过调压器调节电感负载的大小。

三相可调电阻性负载与调压器的原边并联接入。

负载箱阻抗的分配如下：阻性负载包括一组3×1600Ω/0.2A（0.1kW）板式电阻，两组3×800Ω/0.4A（0.2kW）板式电阻，一组3×320Ω/1A（0.5kW）板式电阻和两组3×160Ω/2A 1kW板式电阻，通过开关投切可调节阻性负载的大小。

感性负载由三个200mH的电感和自耦调压器构成，通过开关投切可调节感性负载的大小。

电阻的投入方式：按照上述接线方法正确接线后，负载箱接通后，三相电阻投入；然后通过开关，控制三组负载的投退。

电感的投入方式：按照上述接线方法正确接线后，三相自耦调压器先逆时针旋至最小，此时副边电压为零，相当于电抗器没有消耗无功功率，然后顺时针旋转自耦调压器旋钮，增大加在电抗上的电压，增加了无功负荷，改变了负荷的功率因数，故通过调节自耦调压器副边电压可以改变无功负荷的大小，也就调整了负荷的功率因数。

柴油机发电机组温升实验

柴油机发电机组温升实验

在发电机的招标文件、投标文件中，都要求大型发电机组在规定的绝缘等级下，有温升（或温度）的保证值。

在发电机产品的设计中，不同负载下的发电机各部件温升都有计算分析。

定子绕组、转子绕组、铁心等部件温度，额定工况轴承出油和轴瓦温度是发电机质量分等考核的主要性能要求之一。

温升试验也是大型发电机性能试验的重要试验项目之一1、大型发电机的温升实验1.1试验方法温升试验有直接负载法、低功率因数负载法、空载短路法等方法。

大型发电机的温升试验在现场一般采用直接负载法。

按GB1029三相同步电机试验方法中规定的直接负载法：试验时被试电机保持在额定工作方式下，即额定功率、额定功率因数、额定频率的工况下进行温升试验。

:1.2温升试验中的扰动直接负载法规定发电机温升试验在额定工况下进行，但发电机不可能完全稳定在额定负载。

发电机在一定的负载下运行，由于输入的变动、电网的波动、冷却介质的变动，直接负载法温升试验和数据测试也会受到影响。

在温升试验过程中应尽量减少这些扰动，以增加温升试验数据的可靠性输入负荷的变动。

由于汽轮机或水轮机的输入功率或励磁系统的变动，会引起发电机转速、功率的变动。

输出负荷的波动。

由于电网是不断波动的，电网影响发电机的有功、无功的输出。

并且，同一发电厂的其他机组的负荷增减，也会影响试验机组负荷的波动。

冷却介质的变动。

冷却介质的流量、流速、温度在温升试验中都不能保持完全恒定，在试验过程中冷却介质温度应符合标准的规定，并尽量防止突变2、温升试验的测试2.1电量的测试温升试验时，每隔半小时记录发电机三相定子电压、三相定子电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率或转速、转子电压、转子电流。

使用两个软铜线刷与直流电压表连接，直接在转子集电环上测量转子电压。

转子电流使用外接毫伏表进行测量。

直接在集电环上测得的转子电压与发电厂的常规表盘或计算机采集的转子电压有差异。

这是由于测点不同，存在电刷电压、引线电压和测试误差等引起的。

九年级物理实验：利用直流电动机发电

九年级物理实验：利用直流电动机发电

实验：利用直流电动机发电
实验目的：
1．了解电动机与发电机的构造。

2．知道发电机是利用了电磁感应的原理，是把机械能转化为电能。

实验原理：
电动机是利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理，在构造上是由转子和定子组成，转子是由导线绕制成的线圈，定子是磁体。

如果把电动机的两根接线柱接上灯泡，线圈与灯泡就形成了回路，让线圈在磁场中转动时会切割磁感线运动，在线圈中会产生感应电流，使灯泡发光，电动机就变成了发电机。

实验器材：
电源、小电动机、小灯泡（发光二极管）、导线、开关、棉线。

实验步骤：
1．把小电动机接入电路中，闭合开关，观察电动机是否转动，判断电动机是否正常。

（如图1）
图1
2．把电池换成小灯泡，闭合开关，观察灯泡是否发光。

（如图2）
图2
3．将细线绕在电动机的皮带轮上。

4．闭合开关，拉动细线，使电动机快速转动起来，小灯泡就会发光。

（如图3）
图3
操作提示：
电动机的结构组成与发电机相似，从结构上实验是可行的。

给线圈通电，线圈会在磁场中受力转动，这就是电动机；如果让线圈在磁场中转动，线圈在磁场中切割磁感线运动，会产生感应电流，这是发电机。

1．在实验中先要确定电动机是否正常，如果用旧电动机可能会有接触不良等现象。

2．实验中小灯泡可以利用发光二极管代替，发光二极管更易发光。

3．细线绕在电动机的皮带轮上用手拉，也可以在细绳的一端挂重物，拉动更稳定。

发电机失磁保护实验

发电机失磁保护实验

实验五 发电机失磁保护一、实验目的1. 理解失磁保护的动作原理；2. 掌握失磁保护的逻辑组态。

二、实验原理发电机励磁系统故障使励磁降低或全部失磁，从而导致发电机与系统间失步，对机组本身及电力系统的安全造成重大危害。

因此大、中型机组要装设失磁保护。

对机端有单独断路器，较小容量的机组，失磁保护采用静稳阻抗发信号，异步阻抗出口跳机端断路器的保护方案，直接针对发电机运行情况减少异常运行时对外部系统的影响，保护带TV 断线闭锁。

(1) 失磁静稳阻抗a. 静稳边界阻抗主判据阻抗扇形圆动作判据匹配发电机静稳边界圆，采用0 接线方式(ab .U、ab .I )，动作特性见图2-2所示，发电机失磁后，机端测量阻抗轨迹由图中第I 象限随时间进入第Ⅳ象限，达静稳边界附近进入圆内。

静稳边界阻抗判据满足后，至少延时1s ～1.5s 发失磁信号、压出力或跳闸，延时1s ～1.5s 的原因是躲开系统振荡。

扇形与R 轴的夹角10 ～15 为了躲开发电机出口经过渡电阻的相间短路，以及躲开发电机正常进相运行。

需指出，发电机产品说明书中所刊载的xd值是铭牌值，用“xd(铭牌)”符号表示，它是非饱和值，它是发电机制造厂家以机端三相短路但短路电流小于额定电流的情况下试验取得的，误差大，计算定值时应注意。

b. 稳态异步边界阻抗判据发电机发生凡是能导致失步的失磁后，总是先到达静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。

该判据的动作圆为下抛圆，它匹配发电机的稳态异步边界圆。

保护方案的特点是：全失磁或部分失磁失步，Z1<动作，经t1=1s~1.5s延时发失磁信号，尚不跳闸，允许失磁发电机较长时间运行继续向系统输出一定有功，Z2<动作后经长延时t2=1s~300s跳闸。

框图中，虽然Z2<经t2延时单独跳闸，但不会发生因整定误差而在正常进相运行时误跳，因Z2<动作圆小，启动电流取0.3A。

t1出口发失磁信号，t2动作后作用于跳闸。