电气设备预防性试验,涉网特殊试验及故障诊断分析

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华电电力科学研究院西安分院讲课人：马党国2015年7月21日第一章电气设备预防性试验第一节电气设备试验的基本知识电气设备的试验按照试验目的不同分为交接试验、预防性试验和其他电气设备试验，按照试验内容分为特性参数试验和绝缘试验。交接试验的依据GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，其意义主要有：检查鉴定电气设备的质量是否合格；检查电气设备运输、保管、安装过程中是否损坏、判断设备是否能投入运行及为以后运行监督和检修提供基础性参考技术数据。预防性试验的依据是原电力工业部颁发的DL/T596-2005《电气设备预防性试验规程》，其意义是：可以尽早发现绝缘缺陷和薄弱环节、掌握电气特性的现状及其变化情况从而减少绝缘损坏事故、有利于运行过程的安全运行。对电气设备试验结果进行分析判断的一般方法：与试验标准相对照调查电气设备检修和运行情况采用比较法分为：与历次试验结果进行比较、同一设备比较及同类型设备比较电气设备试验经常在高电压下进行，因为在高电压下工作，由于疏忽人体与带高电压设备部分的距离小于安全距离时会发生人身伤亡事故；因错接试验电路或错加更高的试验电压很可能是试验设备或被试验设备发生损坏。所以安全问题特别重要，为了防止意外事故的发生，必须做好以下各项安全技术措施：充分做好试验前的准备工作高电压试验工作人员不应小于2人试验前，试验负责人应对每个参加试验的人员明确分工，详细说明有关安全注意事项试验设备和被试验设备的金属外壳均应接地试验装置的电源开关应适用明显断开的双极刀闸，以便于明显区分合闸或分闸两种工作状态高压试验一般应由较低一级的试验人员负责接线，完成后由试验负责人负责检查试验过程由试验负责人同一指挥，全体试验人员必须思想集中、随意走动，对直流试验设备及大电容量的被试品，需经多次放电，放电时间至少1min以上试验结束后，应拆除自装的接地短路线二、电气设备绝缘试验1电气设备绝缘的缺陷介绍电气设备绝缘的缺陷往往存在两类缺陷：一类是范围较小但危害较大的集、性缺陷，如机械损伤、局部积压、磁质开裂等引起的局部损坏，在运行过程中缺陷范围很容易扩大，使造成绝缘事故的主要隐患；另一类是范围较广的分布性缺陷，使绝缘电阻下降、发热严重、进一步加速设备绝缘老化。2绝缘试验项目分类绝缘试验项目可以分为两大类：一类是非破坏性试验，通过测量绝缘的有关参数，判断其绝缘状况，通常的非破坏性试验有绝缘电阻和吸收比、直流血流电流的测量、介质损耗角正切值的测量等；另一类是破坏性试验，能够有效地发现设备绝缘的一些严重缺陷，是鉴定性试验，通常的破坏性试验有直流耐压和交流耐压试验等。3电气设备绝缘试验（1）绝缘电阻和吸收比的测量：选择兆欧表额定电压在1kV以下的设备选择1000V兆欧表；额定电压在1kV以上的设备选择2500V兆欧表；试验前拆除设备的连接线对其进行充分放电，大容量放电时间不少于2min；试验前对兆欧表检查，做指针归“0”否则表明兆欧表有缺陷。影响电气设备绝缘电阻的因素有两个方面：一是湿度，当空气湿度增大时，绝缘物体由于毛细管作用吸收较多的水分、导电率增大、绝缘电阻值下降；二是温度，当温度升高时，加快了离子运动，绝缘物体内部的水分和绝缘物结合松弛，在外电场的作用下，水分子顺纤维物质呈细长绒状伸长，另外绝缘物内的其他盐类、酸性物质，都可使导电率增加从而降低绝缘电阻。（2）直流泄露电流试验，其测量和绝缘电阻的测量在原理上是一致的，更能有效的发现设备的绝缘缺陷。其原因是，其一所不同的是前者的电压较高，易于暴露绝缘本身的弱点；其二测量泄露电流试验，其测量和绝缘电阻的测量在原理上是一致的，更能有效的发现设备的绝缘缺陷。其原因是，其一所不同的是前者的电压较高，易于暴露绝缘本身的弱点；其二测量的直流泄露电流是用灵敏度较高的微安表，精确度步兆欧表感骄傲，这样有利于发现绝缘的缺陷和提高试验的准确性；其三泄漏电流和电压成指数关系I=f（u）上升，较低电压范围内其泄露电流曲线呈直线上升状态，且斜率较低，电压升高尝过此范围因离子活动加剧，且因强电场作用，绝缘中游离出更多导电质点，此时泄露电流比电压增长的速度快，而后者一般成直线关系，符合欧姆定律。右图中AB段，到达B点后，若电压增加，绝缘将被击穿，直流泄露试验所加电压都在A点以下，OA段所示。同样的电压下，泄露电流增大，如OC段所示说明绝缘受潮或老化。若绝缘有集中性缺陷，则电压升到一定程度时绝缘击穿，泄露电流急剧增大，如OD段所示。为了防止被试品击穿后有较大的电流通过微安表造成损坏，一般采用的保护电路如右图，其中C为缓冲电容器，L为缓冲电感（0.1～1H）。电流会产生两种情况，当直流电压脉动较大时，泄露电流中有较大的交流分量，使微安表指针摆动较大难以读数；当被试品放电或击穿时产生高频脉冲电路，电容C给泄露电路中交流分为了防止被试品击穿后有较大的电流通过微安表造成损坏，一般采用的保护电路如右图，其中C为缓冲电容器，L为缓冲电感（0.1～1H）。电流会产生两种情况，当直流电压脉动较大时，泄露电流中有较大的交流分量，使微安表指针摆动较大难以读数；当被试品放电或击穿时产生高频脉冲电路，电容C给泄露电路中交流分量及冲击电流提供旁路，电感L起到防止电流中的交流分量和冲击电流通过微安表的作用事微安表易于读数，免受脉冲电流冲击。下面介绍一下大型发电机定子绕组的直流泄漏和直流耐压试验，其过程中从电压和电流的关系观察绝缘状态，直流试验对发电机定子绕组绝缘是按电阻分压的，因而更能有效的发现端部缺陷和间隙性缺陷。例如，某第二发电厂五号发电机是东方电机股份有限公司生产的QFSN－300－2－20B型汽轮发电机，额定容量300MW，额定电压20kV，额定电流10．19kA，接线方式2－Y，每相对地电容0．2242f，冷却方式水氢氢。对发电机定子绕组的直流耐压和直流泄漏试验采用低压屏蔽法，试验时拆除汇水管法兰接地线，在通水情况下进行。根据 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 及现场实际情况，直流泄漏试验电压为：Us＝3Un=3×20kV=60kV，试验电压按每线0.5倍额定电压分阶段升高，每阶段停留一分钟，并记录泄漏电流。接线图如下：（3）绝缘介质损耗角正切值测量绝缘材料在电场作用下把一部分电能转化为热能消耗的现象称为损耗。其原因一方面是电介质存在电导，在外电场的作用下，电导电流引起电介质发热；另外一方面是由于在交变电场作用下，电介质随外加交流电压方向变化，其极化方向不断的发生周期性的改变，引起极化损耗。绝缘介质tanδ测量采用西林电桥法，其工作原理接线如右图所示，在工作电压10kV、频率50Hz的工频交流电压下，测量电路有四个阻抗桥臂和一个检流计P构成。用西林电桥测量tanδ有正、反两种方式的接线，测量tanδ正接线如图（a），其特点是电桥工作是D点接地，因为A、B两端处于低电位，杂散电流很小，所以测量误差小，但是要求被试品必须能够对地绝缘；测量tanδ正接线如图（b），其特点是电桥C点接地，因为A、B两端处于高电位，杂散电流很大，所以测量误差大，但是宜于一端接地的设备测量。（4）工频交流耐压试验工频交流耐压试验是用超过被试品额定电压一定倍数的工频高电压，来替代设备在实际运行中所可能承受的内部过电压，并对被试品绝缘作一定时间的试验。它能有效发现绝缘中的集中性缺陷，考核设备的绝缘水平。交流耐压试验尽管有某些缺点，在设备绝缘的一些弱点会更加发展，试验对其造成新的损伤积累，但在施工现场此项试验是很有必要的。因为设备绝缘的各项非破坏性试验能从不同的方面反映绝缘的情况，发现一些缺陷，这些试验电压往往低于设备的工作电压，不能有效地发现绝缘弱点，而交流耐压试验更适合电气设备绝缘的实际工作情况，能有效地发现绝缘的弱点。基于上述原因，工频交流耐压试验在电气绝缘的各项试验中是一项具有决定意义的试验。测量交流耐压试验高电压方法一般采用静电电压表直接测量试验变压器高压侧，接线如右图所示，其形式较多结构也有所不同，但其基本工作原理相同。其优点是直接测量被试品上的交流试验高电压的有效值，且测量结果正确。对交流耐压试验结果判断，即在试验过程忠，被试品不发生击穿认为合格，否则认为不合格，可以通过以下几种情况进行分析判断。一个方面通过表计指示的变化判断，电流表突然大幅增大或高压侧静电表指示突然明显下降，一般表明有击穿或局部放电现象；其次通过试验变压器低压测得控制回路开关的动作情况判断，如果试验回路上的过流继电器整定值适当，则可认为设备可能击穿；再则通过试验过程中发生的其他异常情况进行判断，如发生冒烟、焦臭、闪弧发电声等，都表明绝缘有缺陷。第三节电气设备的试验方法一、互感器试验1.伏安特性试验CT伏安特性是指电流互感器一次侧开路，二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，因此也叫励磁特性。试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。试验接线如图所示：二次接线比较复杂，因为一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个PT读取电压。(如果有FLUKE87型万用表，由于其可测最高交流电压为4000V，可用它直接读取电压而无需另接PT。)试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除。试验时，一次侧开路，从电流互感器本体二次侧施加电压，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电压稍微增加一点而电流增大很多时，说明铁芯已接近饱和，应极其缓慢地升压或停止试验。试验后，根据试验数据绘出伏安特性曲线。　注意事项a.电流互感器的伏安特性试验，只对继电保护有要求的二次绕组进行。b.测得的伏安特性曲线与出厂的伏安特性曲线比较，电压不应有显著降低。若有显著降低，应检查二次绕组是否存在匝间短路(如下图2、3曲线)。当有匝间短路时，其曲线开始部分电流较正常的略低，因此，在进行测试时，在开始部分应多测几点。c.电流表宜采用内接法。d.为使测量准确，可先对电流互感器进行退磁，即先升至额定电流值，再降到0,然后逐点升压。e.施加电压值不宜加得太大,首次试验时设定电压值400V进行试探性的试验。典型U-I特性曲线2.直流法极性试验避免其极性接反就是要找到互感器输入和输出的“同名端”，具体的方法就是“点极性”。这里以电流互感器为例说明如何点极性。具体方法是将用1.5～3V干电池将其正极接于互感器的一次线圈L1，L2接负极，互感器的二次侧K1接毫安表正极，负极接K2，接好线后，将用干电池的正极去“点”电流互感器L1毫安表指针正偏，断开后毫安表指针负偏，说明互感器接在电池正极上的端头与接在毫安表正端的端头为同极性。K1为同极性即互感器为减极性。如指针摆动与上述相反为加极性。针对发电机出线的CT安装位置不好的地方，可以用6～10V干电池在发电机引出端和中性点端用上述方法检查极性。另外，互感器综合特性测试仪是一款全自动化的PT、CT特性测试仪器，仪器可以完成的试验包括：CT伏安特性试验、PT伏安特性试验，CT极性试验、PT极性试验，CT变比极性试验和PT变比极性试验，自动计算CT的任意点误差曲线，CT、PT变比比差等结果参数。3.电压互感器二次回路PT二次回路接线检查方面,其根部接线端子至端子箱在我们做电压回路通压时检查不到，如果这段电缆绝缘有问题或接线错误会造成很严重的后果(因为PT的二次空开设计在端子箱内,只能保护以后的二次回路)，因此在受电前有必要对此问题引起重视。这里介绍一种检查的方法，将PT的外部回路断开并拆除N600接地线，用我们1.5～3V干电池在端子箱“点”电压互感器二次回路，负极接至N600，正极分别“点”各相同时在同相的PT一次用万用表电压档检查其值（针对发电机出口PT有50V～150V左右），这样检查后确保回路的正确。PT二次回路的N600是否可以和UPS电源系统的零线连接在一起呢？这种情况是绝对不允许的，在某厂的升压站屏顶小母线将上述情况连接到一起，发生过这样的事故，在接UPS电源时不小心造成了短路，造成保护装置PT电压回路低电压保护动作。这样的事故教训一定要引起我们的重视。4.电流互感器的二次负载阻抗电流互感器二次负载阻抗的大小对互感器的准确度有很大影响。这是因为，如果超出了所允许的二次负载阻抗时，励磁电流的数值就大大增加，而使铁心静如饱和状态，在这样的情况下，以此电流的很大一部分将用来提供励磁电流，从而使误差大为增加，其准确度就随之下降了。二次负载阻抗这方面问题在工作中我们应该引起重视。对保护级CT有必要在现场进行测定10%误差曲线，电网安评要求有这部分试验内容，确保以后运行中不会发生因为CT准确下降引起的保护拒动。当电流互感器10%误差不满足要求时，可采取以下措施：增大二次电缆截面；串联备用电流互感器允许负载增大1倍；改用伏安特性较高的二次绕组；提高电流互感器变比。二、电力变压器试验电力变压器的试验项目应严格依据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中规定执行，以下只对安装过程容易疏忽问题提出。1、绕组极性检查极性是指电荷载导体的端头分别聚集后的电性质，正电荷聚集之端称为政极性端，负电荷聚集之端称为负极性端。在感应电动势的作用下，总能同时保持瞬时的高点位（或低电位），工程上把具有这种性质的两个端子称为同极性端（也称为同名端）。两个端子是否同名端与两个绕组的相对绕向有关，因此，制造好的变压器同一铁芯上的高低压绕组同名端是确定的，绕组极性检查就是确定变压器是否为减极性。测定变压器的极性的方法有直流法和交流法两种。交流法测量变压器极性接线如图下所示，合上电源开关S，调节单相调压器AV电压值一定时，同时读取PV1指示的高压绕组的电压UAX和PV2指示的高低压绕组的电压UAa，比较两个电压值，如果UAX>UAa端子A、x（X、a）为同极性端，变压器为加极性；如果UAX0时即迟相运行，Φe为两项之差；当<0时即进相运行，Φe为两项之和。这表明，发电机迟相运行时，其定子电枢反应磁场对转子去磁，而在进相运行时，定子电枢反应磁场对转子助磁，导致定子端部漏磁场增加，从而使电机端部合成轴向磁密增高。并且，损耗值与轴向磁密的平方成正比。发电机进相运行时，边段铁芯和端部金属结构件的温度高低，与电机的端部结构、结构件材料的性质(磁性与非磁性)以及冷却情况等因素有关。根据发电机进相运行试验研究的结果，这段铁芯的最高温度，通常出现在1一4段的齿部或槽底;而沿定子膛周围边段铁芯各齿的温升分布，和沿铁芯径向的温升分布均具有不均匀的特性，在双层绕组的相带范围内，高温处一般出现在异相绕组搭接处的齿部或压指上，端部结构件的最高温度一般出现在压指或压圈上。在进行进相运行试验埋设测温(或测磁)元件时，应考虑到埋设在上述高温等处。发电机进相运行时，边段铁芯和端部结构件等的温度限制可参照下表的规定。表1发电机端部结构件、边段铁芯及转子表面容许温度1.有制造厂预埋测温元件者，以制造厂规定为准;2.后埋热电偶测温元件者，最高点温度容许120°;3.有些发电机使用的绝缘漆容许温度低于120°者，以该绝缘漆的容许温度为准电屏蔽、磁屏蔽、压圈、转子表面温度以不危及绝缘及结构件为准、以制造厂规定温度为准°经过试验研究，发电机进相运行时，定子端部边段铁芯和金属结构件温度上升速率快，温升时间常数小，稳定时间较短，一般约需10--20min。此外，有时还会受到厂用电电压过低及定子过电流等的限制。三、试验安全措施及注意事项为保证本项试验顺利进行，达到试验目的，同时保证在试验时机组和电网的安全，要求试验、调度、发电厂各单位认真做好各项安全、组织和技术措施，做到万无一失。1电网安全由调度中心负责2发电机在进相试验前，应根据各试验工况下计算的静稳定极限估算失步时可能吸收的无功功率。调度要将进相试验安排在系统电压较高，电网低谷负荷等对系统稳定最有利的运行方式下进行，使进相试验时系统有足够的无功储备，防止因试验扰乱系统产生不良影响。3机组在进相试验过程中，一旦发生失磁，应迅速恢复励磁，如果失败应立刻跳机。4从试验顺利进行和将来发电机实际进相安全运行出发，机端电压、变压器电压均以额定值的90%为下限。进相试验中，要防止厂用电电压降低引起厂用电大型高压电动机的过流和过热问题，防止因厂用电电压降低过多，而后电压升高时以致影响厂用系统大电动机的自启动。在每个工况下，若达到进相试验各限制条件其中之一时，应立即增加转子电流，将发电机恢复到迟相稳态运行状态。5发电机进相试验中，在各试验工况点做到功角的限额值后，操作人员除注意功角表外、还需注意监视定转子电流表、无功功率表和功率因数表，要注意防止在接近限额值前发电机失稳。查看功角并同时调节励磁电流为本试验关键环节，要选用沉着、冷静，有丰富现场经验的人员担任，并要求有一人监护，一定要按发令员指示要求增、减励磁，增减励磁要有明确标志，切勿反向。进相试验中减少励磁应缓慢，但在发电机需拉回稳态同步时，增加励磁电流一定要迅速，不可延误。在功角接近极限后要细调，否则测得功角不准确。有功摆动大也会影响试验的准确性。6采取增加发电机转子励磁电流恢复同步时，转子滑环上的最高电压和持续时间不得超过运行规程规定。7发电机在做进相试验期间，根据试验要求及 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 安排升降负荷，试验前，应按规定由电厂向调度中心提出申请，说明试验内容，经批准后方可进行试验。试验需时约20小时左右。8所有参加试验的工作人员必须熟悉 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，运行人员应提前仔细阅读，值长、电气班长及主值等应通晓全部试验内容及要求，相关操作人员应了解试验基本内容以便配合。9试验经调度许可后，方可开始进行。试验过程中的一切操作应由试验负责人通知值长、由值长下令，运行人员操作。试验过程中发生问题应及时向领导小组和调度汇报，如遇系统或本厂内发生事故，发电机失磁或其他试验中的异常情况而危及系统和机组安全运行时，试验负责人与值长均有权下令暂停试验，由当值人员按电厂“运行事故处理规程”处理，处理完毕后，能否继续进行试验，由试验领导小组研究决定。参加试验人员应服从指挥，坚守岗位，不得随意乱动运行设备。10为加强试验工作的组织领导，保证试验有条不紊的进行，全部试验工作必须在试验负责人的统一指挥下进行，不得擅自行动。如在试验中间需要暂时停止试验，必须由试验负责人下令，采取必要措施后，试验人员方可退场。每次试验之前将保护等调整好，试验完后应立即恢复正常。所有试验设备与运行设备隔离，并由值长向调度 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 发电机退出试验。11试验方案经省公司批准后，具体试验时间由被试电厂向调度中心提出申请。12试验前试验负责人及有关人员应详细检查试验接线及全部措施正确无误，仪器、仪表工作正常。特别要注意：CT二次不得开路，PT二次不得短路，励磁回路不得接地。13试验过程中对发电机的继电保护系统做如下调整：发电机失磁保护、过负荷投信号，由设备厂家技术人员来调整低励整定曲线及保护定值，试验完后应立即恢复正常。14试验中严格执行下列限制条件：330kV母线电压：不小于330kV（以调度为准）发电机出口母线电压:0.9UH厂用高压母线电压:0.9UH，发电机定子电流最大值：1.05IH发电机功角δ最大值：70°发电机温升：发电机定子线圈、铁芯、压圈、进出风等各部温度不得超过运行规程中规定的限额值。机组轴振及噪声：各试验工况下，发电机组各轴瓦振动及噪声不超标。六、进相试验步骤分别在有功负荷为100%、75%、50%额定负荷进行试验，从额定负荷开始做起。具体步骤为：1不带厂用电1）发电机并网迟相运行，厂用负荷切换至启备变,过负荷、失磁保护投信号。2）检查试验接线正确，试验仪器数值与现场表盘指示相符。3）稳定带额定负荷有功运行一小时后，记录P、Q、Uf、If、U330、U10、U0.4、cosφ值及发电机的UL、IL、δ，记录发电机温度（线圈、铁心及端部热耦元件）、轴瓦震动、冷却器进出风温。如无异常，开始试验保持有功功率，调节发电机励磁电流，使机端电压