康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	发电机三相短路特性试验

 

发电机的短路特性是其重要的电气性能之一，其试验目的和空载特性试验一样，也是发电机的基本运行试验项目之一。为了检查柴油发电机组新机及大修后的短路特性，检验柴油发电机组的质量和性能，确保柴油发电机组安全、稳定、经济地投入生产运行，因此，短路特性试验是非常有必要的，同时应注意试验组织者要具有充分的专业理论知识和丰富的实践工作经验。本文从发电机短路试验基本原理入手，对试验方法、试验注意的问题作出具体分析，希望对读者具有一定的参考价值。

 

一、基本原理介绍

 

发电机短路特性试验指的是原动机在特定转速的状况下，定子绕组三相稳定状态下，定子绕组电流与转子励磁电流间相关联系的一种曲线。

电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB 50150-2006）第3.0.15条明确指出：对三相短路特性曲线进行测量的过程中需要满足以下内容：

1、测量数值、产品出厂试验数值的对比一定要在可允许误差的范围以内；

2、在发电机自身短路属性具有相关出厂试验报告的情况下，可将发电机组的短路属性进行登记。

发电机短路特性是指发电机的转速n为额定转速，电枢绕组的端电压为零时电枢电流和励磁电流的关系Ik＝f(IE)。

发电机三相对称稳定短路工况；是指发电机处于额定转速下，转子绕组通入一定的励磁电流，定子绕组的电压为零时的运行状态。短路试验时，定子电压U＝0，限制短路电流的仅是发电机的内部阻抗。由于一般发电机的电枢电阻远小于同步电抗，所以短路电流可认为是纯感性的，即φ90°，于是电枢磁势基本上是一个纯去磁作用的纵轴磁势，即Fa＝Fad而Faq＝0。各磁势的相量图如图1所示。从图可见，各磁势相量都在一条直线上，合成磁势是δ＝E十ad，其中E是转子电流产生的激磁磁势，利用空载特性即可由气隙合成磁势求得合成电势Eδ。

由于U＝0，所以

 

E_δ=U+Ir_δ+jIX_δ

 

式中  r_δ——发电机的定子电阻Ω;

      X_δ——发电机漏抗Ω。

可见，发电机短路时的合成电势只等于漏抗压降，所以对应的气隙合成磁通很小，其磁路处于不饱和状态。因此励磁电流变化时，合成电势和对应的短路电流将随之正比地变化，所以短路特性曲线是一条直线。求取发电机的短路特性可以检查定子三相电流的对称性，并由短路特性曲线结合空载特性曲线来求取发电机的一些重要参数。

图1 发电机三相短路相量图

图2 发电机空载及短路特性曲线图

 

 

二、试验目的

 

发电机短路特性试验的主要目的是测试的是发电机绝缘性能，和电压输出特性。短路试验是逐步增加励磁电流（三相输出端短路后），使得三相短路电流达到额定电流（过流试验不算在此项目内），主要测试绕组可承载电流的能力，也可以检验电流输出特性。

 

在发电机的相关试验当中发电机短路试验是非常关键的一项，其对整个发电机组的安全性、可靠运行有着直接性的影响。通常，发电机短路试验具有以下作用：

1、对定子三相电流的对称性进行系统性检查；

2、对短路特性试验数据进行全面性的分析，综合空载特性曲线来得出发电机的关键参数；

3、发电机短路特性试验能够对转子的匝间短路情况进行检测，尤其是那些对转速造成影响的不利因素进行检查，这主要是由于在特定转速的情况下短路电流和转速是没有任何关联的，能够很好地预防转速不同而造成的测量误差。

所以，这种试验对反应转子绕组严重的匝间短路故障是非常有用的，大量的实践表明：转子绕组匝间短路匝数超出3%的情况下，短路特性便能够非常显著地表现出来。

 

三、试验条件

 

1、发电机及其附属系统的一次设备已按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定试验合格，具备投运条件。

2、发电机保护定值的临时设置已完成，使其具备试验投运条件。

3、 用于发电机短路试验的仪器和接线已准备好。

4、运行单位准备好绝缘靴、绝缘手套、绝缘垫、接地线等安全防护用具。

5、 运行人员已将电气制动开关送入工作位。并将控制切换至远位置。

6、根据发电机组整套启动案和措施的要求，作好临时设施，配备足够的维护检修人员。

表1 试验需配置的检测仪器

 

 

四、测量方法

 

1、试验接线

发电机短路试验，是在定子出口处用铜排三相短接，然后开机升到额定转速，再投入励磁，逐步增大励磁，直到定子电流达到额定值。发电机三相短路特性试验接线，如图2所示。

（1）预先短路法：

也称对预先短路的发电机施加电压的短路试验，即在发电机的二次侧预先短路或合上断路器，,然后在一次侧进行励磁。这种方法要求离铁心柱最远的绕组接电源，目的是为了尽可能地避免铁心饱和以及在最初的几个周期内的磁化涌流叠加到短路电流上。

 

（2）后短路法：

也称对预先励磁发电机进行短接的短路试验，即发电机一次绕组施加励磁电压，二次绕组利用短路装置进行短路的方式。这种方式更接近实际运行状态。

 

发电机三相短路特性试验接线图

 

2、试验步骤

（1）在发电机出线端，将三相对称性短路。按图16—3接好各种表计，如励磁电流表、励磁电压表、定子电流表等。将励磁电阻调至最大值位置；

（2）投入过流保护装置，并接信号；

（3）启动柴油机升至额定转速并维持不变，合上磁场开关；

（4）调节励磁，使定子电流达到额定值为止，以每隔定子额定电流的15％～20％记录一次表计值；   

（5）调节励磁，使定子电流降至零，断开磁场开关。

3、注意事项 

（1）三相短路线应尽量装在接近发电机引出线端，且要在电流互感器外侧(如果发电机出口有断路器，不应经断路器接短路线，以免在试验中断路器突然断开，引起发电机过电压损坏绝缘)。如果在发电机出线端不便装设短路线或要结合其它试验(如电压恢复法试验)，需将短路线装在主断路器外侧时，应将其跳闸回路熔丝取去，或将断路器操作机构锁住。

（2）三相短路线应采用不小于发电机出线截面的铜(铝)排，连接必须良好，防止由于连接不良引起过热损坏设备。

（3）调节励磁电流时应缓慢进行，当调到某一数值时，应待指针稳定后，再对各类表计同时读数。

（4）为校验试验的正确性，在调节励磁电流下降过程中，可按上升各点进行读数记录。

（5）三相短路排截面需要遵循发电机额定电流来进行挑选，要保持良好的接触状态，避免因所接触电阻过大给设备造成不利的影响；

（6）发电机短路特性试验过程当中，在定子电流升高到额定值15%～20%的情况下，需对三相电流的对称性进行检查，若三相电流不平衡，则需要找到具体的因素，需要的情况下可将励磁进行合理性的降低，把灭磁开关全部端开即可。

4、试验结果分析

（1）将各仪表读数换算至实际值，其中定子电流应取三相的平均值；

（2）根据试验数据绘制短路特性曲线，该曲线应是通过坐标原点的一条直线；

（3）将所得曲线与出厂数据或历年数据比较，若曲线有明显降低，则说明转子绕组可能有匝间短路。 

 

----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com