水轮发电机短路试验的问题探讨

水轮发电机短路试验的问题探讨二滩建设咨询有有限公司张儒清摘要：水轮发电电机的短路试试验前的准备备与短路试验验程序制定、合合理选择的励励磁电源和三三相短路点、他他励电源常见见问题及解决决方案的探讨讨。关键词：水轮发发电机短流试试验问题探讨按照《水轮发电电机组起动试试验规程DL5007—2002》的规定要要求，水轮发发电机组在完完成尾水充水水、压力钢管管及蜗壳充水水、调速器和和励磁装置调调试、水轮发发电机组空载载运行、转子子进行动平衡衡试验与机组组过速试验后后应进行水轮轮发电机组升升流试验。发发电机的短路路试验是水轮轮发电机组升升流试验中重重要的一环，其其试验程序较较为复杂；在在发电机主要要保护全部退退出的情况下下，试验存在在风险；试验验成果的好坏坏将直接影响响下阶段发电电机升压试验验、主变升流流试验、开关关站升流试验验与线路升压压试验。因此此和在试验前前应明确试验验的目的，根根据发电机主主接线制定合合理的试验方方案，对试验验过程中会出出现的问题应应有应急预案案，以保证试试验的安全顺顺利进行。试验前的准备监理部审批施工工单位制定的的《发电机组组起动试验方方案》，由施施工单位制定定操作工作票票，提请起动动试验领导小小组审批；并励连接的励磁磁系统与机组组终端分开，拆拆开励磁变与与发电机主母母线的联线；；断开发电机中性性点消弧线圈圈隔离刀闸：：有条件时最好投投入备用励磁磁装置；或提提供励磁变压压器他励高压压电源；或用用厂用动力电电源给励磁装装置供电。励励磁装置通电电后对励磁装装置进行带电电全面检查，切切于“导通角手动动调节方式”。在发电机出口CCT外侧设置可可靠的三相短短路母线，如如果三相短路路点设在发电电机断路器外外侧，则应采采取措施防止止断路器跳闸闸；将发电机短路范范围内暂时不不用的CT二次侧短路路并接地；检查发电机定子子和转子绝缘缘电阻，检查查滑环与碳刷刷接触情况；；退出所有发电机机保护；试验过程中保证证机旁至中控控室、蝶阀室室、水轮机层层、母线层通通讯通畅。做好操作记录，指定专人短路试试验完毕，拆拆除短路连线线和CT短路线，恢恢复发电机保保护和励磁系系统，并进行行全面安全检检查。他励电源方式选选择在采用外来电源源作为他励电电源时，有条条件的情况下下，励磁变压压器的他励电电源最好由电电站辅助高压压设备提供励励磁变压器他他励高压电源源，其理由是是励磁变压器器是专用特种种变压器，自自并式水轮发发电机励磁变变压器绕组的的联接组别大大多为Y/△11接线方式式，励磁变压压器不仅能承承受瞬间负载载突变的冲击击和长时效的的满载运行，其其绕组能经受受连续、频繁繁的过电压，而而且能减少高高次谐波对整整流装置的干干挠。水电站站第一台发电电机启运时外外来电源一般般为10KV或10.5KKV,可能与发电电机出口端电电压不一致,一般能满足足中小型水轮轮发电机的短短路试验需要要。发电机短短路的励磁电电流大小可从从短路特性曲曲线（厂家提提供）中查到到，在厂家没没有提供特性性曲线的情况况下可按经验验数据确定励励磁电压和励励磁电流，即即短路试验时时励磁电压约约为额定励磁磁电压的55~60%，励磁电流流在额定电流流50%~55%。如果外来来高压电源的的电压比励磁磁变压器额定定电压低得太太多，可能因因励磁装置的的同步电压太太低而造成控控制电压与移移相角的变化化而无法控制制，此时可以以临时将励磁磁装置的同步步电压升压后后再送到同步步单元，以消消除励磁电失失控现象。如果励磁变副边边电压接近400V，现场提供供励磁变压器器高压电源有有困难时,可采用400V低压电源给给励磁装置供供电方式。但但有可能在试试验过程中可可能会遇到下下列问题：一一是在励磁装装置小电流失失控，造成这这一现象的原原因是厂用低低压变压器的的绕组一般为为△/Yn11接线，三三次谐波电流流对励磁装置置造成干扰，在在小电流纯感感性负载时造造成励磁电流流波动，排除除的办法可在在励磁装置输输出端子上并并联一个3~5KW电阻性负载载（电炉）；；二是发电机机保护转子一一点保护可能能会出现报警警，2s后机组自动动跳闸，出现现这种情况大大多发生在转转子接地保护护采用“乒乓式转子子接地保护”的保护装置置，其原因“乒乓式转子子接地保护”装置工作原原理是在微机机控制的电子子开关在时序序电路控制下下周期性导通通、截止，即即转子的正负负极人为地周周期性接地，通通过求解转子子电导的变化化来判定发电电机转子的接接地故障，外外来低压电源源的谐波干扰扰致使直流输输出波形发生生崎变，电源源谐波的干挠挠会使转子电电导G的测量结果果产生较大偏偏差，造成测测定的转子电电导G判定依据发发生无规律波波动，“乒乓式转子子接地保护”动作。此时时更改转子接接地整定值也也不会消除跳跳闸故障，解解决的办法是是在出现转子子一点接地信信号后对转子子进行绝缘检检查，绝缘电电阻值测试结结果与试验前前对比没有变变化，即可判判定为“转子接地误误报故障”，可以将转转子一点保护护屏蔽，以保保证发电机短短路试验的正正常进行。在采用低压电源源给励磁装置置供电时，最最好将将他励励电源经过低低压断路器供供电，并且在在励磁装置前前安装紧急跳跳闸开关，以以便在紧急情情况下跳开他他励电源。低低压电缆载面面可按发电机机转子额定电电流的40%选择，并在在通电前校核核电源相序。三相短路母线安安装为方便定子电流流的测量，短短路点应选择择在发电机出出口CT后，短路点点试验回路内内暂时不用的的CT的绕组应短短路并可靠接接地，三相短短路母线的电电流载流量可可按5A~8A/mmm2计算，短路路母线应与发发电机出口母母线一致或硬硬质铜母排，连连接方试可以以采用螺栓连连接或螺栓夹夹连，在试验验前按母排连连接标准对短短路连接质量量进行检查，防防止大电流烧烧伤母排。发电机短路试验验操作程序4.1手动开机机至额定转速速，机组各部部位运转正常常，各部瓦温温度稳定，机机组振摆正常常，各部冷却却水温、水量量符合规定；；4.2用厂用电电提供主励磁磁装置电源；；4.3.投入机机组水机保护护；4.4；手动合合灭磁开关（FMK），通过励励磁装置手动动升流至25%定子额定电电流，普测CT二次侧通流流情况，检查查发电机各电电流回路的相相位及三相电电流准确性和和对称性；4.5外来高压压电源对励磁磁变压器供电电时应校核励励磁变压器CT极性及差动动保护接线的的正确性；4.6检查各继继电保护电流流回路的极性性和相位，检检查测量表计计接线及指示示的正确性，必必要时绘制向向量图；4.7在发电机机额定电流工工况下，测量量机组振动与与摆度，检查查碳刷及集电电环工作情况况；4.8在发电机机额定电流工工况下，跳开开灭磁开关检检验灭磁情况况是否正常，录录制发电机在在额定电流时时灭磁过程的的示波图；4.9录制发电电机三相短路路特性曲线，逐逐级将定子电电流升至额定定值，每隔10%定子额定电电流记录定子子电流、转子子电流及转子子电压；降流流分级测量应应在10点以上；4.10发电机机有轴电流保保护装置时，在在发电机定子子电流达到额额定值时，检检查轴电流保保护装置二次次侧输出电流流值；4.11上述检检测试验完成成后，在发电电机额定电流流工况下，跳跳灭磁开关（FMK），录制发发电机额定电电流下的灭磁磁特征。试验的组织与安安全5.1发电机在在进行短路试试验时，应成成立试验领导导小组，设总总指挥一人，下下设水机、发发电机一次、发发电机二次三三个小组，水水轮机调速器器和励磁装置置的操作原则则上应由设备备厂家调试人人员担任；5.2试验的每每一步操作都都应设专人进进行监控，以以防止误操作作；5.3专人记录录试验数据，数数据表格如下下：项目单位第一点第二点第三点第四点第五点第六点第七点第八点第九点第十点速度定子电流UA定子电流VA定子电流WA励磁电压V励磁电流A注:发电机短路路试验时,每一个测点点的停留间隔隔以数据记录录清楚为准,上升到发电电机额定电流流值后,然后平稳下下降,分点进行记记录。5.4在试验过程程中，凡发现现异常现象，应应立即向总指指挥汇报，危危急设备的人人身安全时应应立即停机。5.