Синхронные генераторы, компенсаторы1 и коллекторные возбудители
3.1 Типовой объем и нормы испытаний
Типовой объем и нормы измерений и испытаний генераторов во время или после монтажа, при капитальных и текущих ремонтах, а также в межремонтный период, приведены в пп.3.2-3.34.
Генераторы на напряжение 1кВ и выше мощностью менее 1000 кВт испытываются, как минимум, только по пп.3.2, 3.3, 3.5, 3.6, 3.8-3.10, 3.16 и 3.17.
Генераторы на напряжение ниже 1кВ независимо от мощности испытываются, как минимум, только по пп.3.2, 3.3, 3.5, 3.6, 3.8, 3.16 и 3.17.
Объем и нормы пооперационных измерений и испытаний при восстановительных ремонтах обмоток генераторов сведены в приложении 1.
3.2 Определение условий включения в работу генераторов без сушки
После текущего, среднего или капитального ремонтов генераторы, как правило, включаются в работу без сушки.
Генераторы, вновь вводимые в эксплуатацию или прошедшие ремонт со сменой обмоток, включаются без сушки, если сопротивление изоляции (R60") и коэффициент абсорбции (R60"/R15") обмоток статоров имеют значения не ниже указанных в табл. 3.1.
После перепайки соединений у генераторов с гильзовой изоляцией подсушка является обязательной.
______________________________
1Далее для сокращения - генераторы. Номинальная мощность указывается активная - для генераторов и реактивная - для компенсаторов.
У вновь вводимых или прошедших ремонт со сменой обмоток генераторов с газовым (в том числе воздушным) охлаждением обмоток статоров, кроме того, должна приниматься во внимание зависимость токов утечки от приложенного напряжения по п.3.4. Если инструкцией завода-изготовителя вновь вводимого генератора или инструкцией поставщика обмоток статора предусматриваются дополнительные критерии отсутствия увлажнения изоляции, то они также должны быть использованы.
Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необходимость сушки после монтажа и ремонтов устанавливается по инструкции завода-изготовителя.
Обмотки роторов генераторов, охлаждаемые газом (воздухом или водородом) не подвергаются сушке, если сопротивление изоляции обмотки имеет значение не ниже указанного в табл.3.1. Включение в работу генераторов, обмотки роторов которых охлаждаются водой, производится в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
3.3 Измерение сопротивления изоляции
Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром, напряжение которого выбирается в соответствии с табл. 3.1.
Сопротивление изоляции обмоток статора с водяным охлаждением измеряется без воды в обмотке, после продувки ее водяного тракта сжатым воздухом при соединенных с экраном мегаомметра водосборных коллекторах, изолированных от внешней системы охлаждения. Случаи, когда измерения производятся с водой в обмотке, специально оговорены в таблице.
Допустимые значения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции при температуре 10-30 °С приведены в табл. 3.1.
Для температур выше 30 °С допустимое значение сопротивления изоляции снижается в 2 раза на каждые 20 °С разности между температурой, при которой выполняется измерение, и 30 °С.
Во всех случаях сопротивление изоляции обмоток генераторов не должно быть менее 0,5 МОм.
3.4 П, К, М. Испытание изоляции обмотки статора повышенным выпрямленным напряжением с измерением тока утечки
Для испытания обмоток статоров впервые вводимых в эксплуатацию генераторов зависимость испытательного выпрямленного напряжения, кВ, от номинального напряжения генераторов, кВ, приведена ниже:
До 6,6 включительно 1,28  2,5Uном
Свыше 6,6 до 20 включительно 1,28(2Uном + 3)*
Свыше 20 до 24 включительно l,28(2Uном + 1)**
_________________________________________
*Значения испытательного выпрямленного напряжения для турбогенераторов ТГВ-200 и ТГВ-300 соответственно принимаются 40 и 50 кВ.
**Для турбогенераторов ТВМ-500 (Uном= 36,75 кВ) — 75 кВ.
В эксплуатации изоляция обмотки статора испытывается выпрямленным напряжением у генераторов, начиная с мощности 5000 кВт.
Таблица 3.1. Допустимые значения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции
Испытуемый элемент
|
Вид измерения
|
Напряжение мегаом-метра, В
|
Допустимое значение сопротивления изоляции, МОм
|
Примечание
|
1.Обмотка статора
|
П
П
К, Т*
|
2500/1000/
/500**
2500
2500/1000/
/500**
|
Не менее десяти мегаом на киловольт номинального линейного напряжения
По инструкции завода-изготовителя
|
Для каждой фазы или ветви в отдельности относительно корпуса и других заземленных фаз или ветвей.
Значение R60"/R15" не ниже 1,3
При протекании дистиллята через обмотку
R60" и R60" / R15" не нормируются, но должны учитываться при решении вопроса о необходимости сушки. Как правило, не должно быть существенных расхождений в сопротивлении изоляции и коэффициентах абсорбции разных фаз или ветвей, если подобных расхождений не наблюдалось в предыдущих измерениях при близких температурах
|
2. Обмотка ротора
|
П, К
П, К
|
1000 (допускается 500)
1000
|
Не менее 0,5 (при водяном охлаждении — с осушенной обмоткой)
По инструкции завода-изготовителя
|
Допускается ввод в эксплуатацию генераторов мощностью не выше 300 МВт с неявнополюсными роторами, при косвенном или непосредственном воздушном и водородном охлаждении обмотки, имеющей сопротивление изоляции не ниже 2 кОм при температуре 75 °С или 20 кОм при температуре 20 °С. При большей мощности ввод генератора в эксплутацию с сопротивлением изоляции обмотки ротора ниже 0,5 МОм (при 10-30 °С) допускается только по согласованию с заводом-изготовителем
При протекании дистиллята через охлаждающие каналы обмотки
|
3. Цепи возбуждения генератора и коллекторного возбудителя со всей присоединенной аппаратурой (без обмоток ротора и возбудителя)
|
п,к,т*,м
|
1000 (допускается 500)
|
Не менее 1,0
|
|
4. Обмотки коллекторных возбудителя и подвозбудителя
|
п, к, т*
|
1000
|
Не менее 0,5
|
|
Испытуемый элемент
|
Вид измерения
|
Напряжение мегаом-метра, В
|
Допустимое значение сопротивления изоляции, МОм
|
Примечание
|
5. Бандажи якоря и коллектора коллекторных возбудителя и подвозбудителя
|
п, к
|
1000
|
Не менее 1,0
|
При заземленной обмотке якоря
|
6. Изолированные стяжные болты стали статора (доступные для измерения)
|
п, к
|
1000
|
Не менее 1,0
|
|
7. Подшипники и уплотнения вала
|
п, к
|
1000
|
Не менее 0,3 для гидрогенераторов и 1,0 для турбогенераторов и компенсаторов
|
Для гидрогенераторов измерение производится, если позволяет конструкция генератора и в заводской инструкции не указаны более жесткие нормы
|
8. Диффузоры, щиты вентиляторов и другие узлы статора генераторов
|
п, к
|
500-1000
|
В соответствии с заводскими требованиями
|
|
9. Термодатчики с соединительными проводами, включая соединительные провода, уложенные внутри генератора
- с косвенным охлаждением обмоток статора
- с непосредственным охлаждением обмоток статора
|
П, К
|
250 или 500
500
|
Не менее 1,0
Не менее 0,5
|
Напряжение мегаомметра — по заводской инструкции
|
10. Концевой вывод обмотки статора турбогенераторов серии ТГВ
|
П, К
|
2500
|
1000
|
Измерение производится до соединения вывода с обмоткой статора
|
*Сопротивление изоляции обмоток статора, ротора и систем возбуждения с непосредственным водяным охлаждением измеряется при текущих ремонтах только в тех случаях, когда не требуется проведение специально для этой цели демонтажных работ. Допускается проводить измерения вместе с ошиновкой.
**Сопротивление изоляции измеряется при номинальном напряжении обмотки до 0,5 кВ включительно мегаомметром на напряжение 500 В, при номинальном напряжении обмотки свыше 0,5 кВ до 1 кВ — мегаомметром на напряжение 1000 В, а при номинальном напряжении обмотки выше 1 кВ — мегаомметром на напряжение 2500 В.
Для генераторов, находящихся в эксплуатации, испытательное выпрямленное напряжение принимается равным 1,6 испытательного напряжения промышленной частоты, но не выше напряжения, которым испытывался генератор при вводе в эксплуатацию. Для межремонтных испытаний испытательное выпрямленное напряжение выбирается по указанию главного инженера энергопредприятия. Рекомендуется, чтобы снижение испытательного напряжения, если оно предусмотрено, было не более чем на 0,5Uном по сравнению со значением, принятым при последнем капитальном ремонте. При оценке результатов токи утечки не нормируются, но по характеру зависимости их от испытательного напряжения, асимметрии токов по фазам или ветвям и характеру изменения токов утечки в течение одноминутной выдержки судят о степени увлажнения изоляции и наличии дефектов.
Токи утечки для построения кривых зависимости их от напряжения должны измеряться не менее, чем при пяти равных ступенях напряжения. На каждой ступени напряжение выдерживается в течение 1 мин, при этом отсчет токов утечки производится при 60 с (I60") Ступени должны быть близкими к 0,5Uном. Резкое возрастание тока утечки, непропорциональное росту приложенного напряжения, особенно на последних ступенях напряжения (перегиб в кривой зависимости токов утечки от напряжения) является признаком местного дефекта изоляции, если оно происходит при испытании одной фазы обмотки, или признаком увлажнения, если оно происходит при испытании каждой фазы.
Характеристикой зависимости тока утечки от напряжения является коэффициент нелинейности
где:
Uнб — наибольшее, т.е. полное испытательное напряжение (напряжение последней ступени);
Uнм — наименьшее напряжение (напряжение первой ступени);
Iнб, Iнм — токи утечки (I60") при напряжениях Uнб и Uнм
Если на первой ступени напряжения ток утечки имеет значение менее 10 мкА, то за Uнм и Iнм допускается принимать напряжение и ток первой из последующих ступеней, на которой ток утечки составляет не менее 10 мкА. Для вновь вводимых генераторов коэффициент нелинейности должен быть не более трех.
Коэффициент нелинейности не учитывается тогда, когда токи утечки на всех ступенях напряжения не превосходят 50 мкА. Рост тока утечки во время одноминутной выдержки изоляции под напряжением на одной из ступеней является признаком дефекта (включая увлажнение изоляции) и в том случае, *когда токи не превышают 50 мкА. Во избежание местных перегревов изоляции токами утечки выдержка напряжения на очередной ступени допускается лишь в том случае, если токи утечки не превышают значений, указанных ниже:
Кратность испытательного напряжения
по отношению к Uном 0,5 1,0 1,5 и выше
Ток утечки, мкА 250 500 1000
____________________________________
Примечание. У генераторов с водяным охлаждением изоляция обмотки статора испытывается повышенным выпрямленным напряжением, если это позволяет конструкция.
3.5 Испытание повышенным напряжением промышленной частоты
Значение испытательного напряжения принимается по табл. 3.2.
Продолжительность приложения испытательного напряжения составляет 1 мин. Изоляцию обмотки статора машин, впервые вводимых в эксплуатацию, рекомендуется испытывать до ввода ротора в статор. При капитальных ремонтах и межремонтных испытаниях генераторов изоляция обмотки статора испытывается после останова генератора и снятия торцевых щитов до очистки изоляции от загрязнения. Изоляция генераторов ТГВ-300 до заводского №02330 включительно (если не заменялась обмотка) испытывается после очистки ее от загрязнения.
В процессе испытания необходимо вести наблюдение за состоянием лобовых частей обмоток у турбогенераторов и синхронных компенсаторов при снятых торцевых щитах, у гидрогенераторов — при открытых люках.
Изоляция обмотки ротора турбогенераторов, впервые вводимых в эксплуатацию, испытывается при номинальной частоте вращения ротора.
У генераторов с водяным охлаждением изоляция обмотки статора испытывается при циркуляции в системе охлаждения дистиллята с удельным сопротивлением не менее 100 кОмсм и номинальном расходе, если в инструкции завода-изготовителя генератора не указано иначе.
При первом включении генератора и послеремонтных (с частичной или полной сменой обмотки) испытаниях генераторов с номинальным напряжением 10 кВ и выше после испытания изоляции обмотки повышенным напряжением промышленной частоты в течение 1 мин испытательное напряжение снижается до номинального значения и выдерживается в течение 5 мин для наблюдения за характером коронирования лобовых частей обмотки статора. При этом не должны наблюдаться сосредоточенное в отдельных точках свечение желтого и красноватого цвета, дым, тление бандажей и тому подобные явления. Голубое и белое свечение допускается.
Перед включением генератора в работу по окончании монтажа или ремонта (у турбогенераторов — после ввода ротора в статор и установки торцевых щитов) необходимо провести контрольное испытание номинальным напряжением промышленной частоты или выпрямленным напряжением, равным 1,5Uном. Продолжительность испытания 1 мин.
Таблица 3.2. Испытательные напряжения промышленной частоты
Испытуемый элемент
|
Вид испытания
|
Характеристика или тип генератора
|
Испытательное напряжение, кВ
|
Примечание
|
1.Обмотка статора генератора
|
П
|
Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 0,1 кВ
Мощность от 1 МВт и выше, номинальное напряжение до 3,3 кВ включительно
Мощность от 1 МВт и выше, номинальное напряжение свыше 3,3 до 6,6 кВ включительно
Мощность от 1 МВт и выше, номинальное напряжение свыше 6,6 до 20 кВ включительно
Мощность от 1 МВт и выше, номинальное напряжение свыше 20 кВ
|
0,8(2Uном + 1),
но не менее 1,2
0,8(2Uном + 1)
0,8 * 2,5Uном
0,8(2Uном+3)
0,8(2Uном+1)
|
|
Испытуемый элемент
|
Вид испытания
|
Характеристика или тип генератора
|
Испытательное напряжение, кВ
|
Примечание
|
2. Обмотка статора гидрогенератора, шихтовка или стыковка частей статора которого производится на месте монтажа, по окончании полной сборки обмотки и изолировки соединений
|
П
|
Мощность от 1 МВт и вы-
ше, номинальное напряже-
ние до 3,3 кВ включительно
Мощность от 1 МВт и выше, номинальное напряжение свыше 3,3 до 6,6 кВ включительно
Мощность от 1 МВт и выше, номинальное напряжение до 20 кВ включительно
|
2 Uном + 1
2,5Uном
2Uном + 3
|
Если сборка статора производится на месте монтажа, но не на фунда-менте, то до установки статора на фундамент его испытания производятся по п. 2, а после установки - по п. 1 таблицы
|
3. Обмотка статора генератора
|
К
М
|
Генераторы всех мощностей
Генераторы всех мощностей
|
(1,5  1,7) Uном, но не выше испытательного напряжения при вводе генератора в эксплуатацию и не ниже 1 кВ
По решению главного инже-нера энергопред-приятия
|
Испытательное напряжение принимается 1,5Uном для турбогенераторов мощностью 150 МВт и выше с непосредственным охлаждением обмотки статора. Для генераторов других мощностей испытательное напряжение принимается l,5Uном при
ежегодных испытаниях или по специальному решению главного инженера энергопредприятия для генераторов, проработавших более 10 лет.
Испытательное напряжение принимается 1,7Uном как обязательное при испытаниях, проводимых реже 1 раза в год, кроме турбогенераторов мощностью 150 МВт и более с непосредственным охлаждением обмотки статора
Рекомендуется, чтобы снижение испытательного напряжения, если оно предусмотрено этим решением, было не более 0,2Uном по сравнению со значением, используемым при последнем капитальном ремонте
|
4. Обмотка явнополюсного ротора
|
П
К
|
Генераторы всех мощностей
Генераторы всех мощностей
|
8Uном возбуждения генератора, но не ниже 1,2 и не выше 2,8 кВ
6Uном возбуждения генератора, но не ниже 1 кВ
|
|
Испытуемый элемент
|
Вид испытания
|
Характеристика или тип генератора
|
Испытательное напряжение, кВ
|
Примечание
|
5. Обмотка неявно-полюсного ротора
|
П
|
Генераторы всех мощностей
|
1,0
|
Испытательное напряжение принимается равным 1 кВ тогда, когда это не противоречит требованиям технических условий завода-изготовителя. Если техническими условиями предусмотрены более жесткие нормы испытания, испытательное напряжение должно быть повышено
|
6. Обмотка коллекторных возбудителя и подвозбудителя
|
П
К
|
Генераторы всех мощностей
Генераторы всех мощностей
|
8Uном возбуждения генератора, но не ниже 1,2 и не выше 2,8
1,0
|
Относительно корпуса и бандажей
То же
|
7. Цепи возбуждения
|
П, К
|
Генераторы всех мощностей
|
1,0
|
|
8. Реостат возбуждения
|
П, К
|
Генераторы всех мощностей
|
1,0
|
|
9. Резистор цепи гашения поля и АГП
|
П, К
|
Генераторы всех мощностей
|
2,0
|
|
10. Концевой вывод обмотки статора
|
П, К
|
ТГВ-200, ТГВ-200М* ТГВ-300, ТГВ-500
|
31,0*, 34,5** 39,0*, 43,0**
|
Испытания проводятся до установки концевых выводов на турбогенератор
|
* Для концевых выводов, испытанных на заводе вместе с изоляцией обмотки статора.
** Для резервных концевых выводов перед установкой на турбогенератор.
Не допускается совмещение испытаний повышенным напряжением изоляции обмотки статора и других расположенных в нем элементов с проверкой газоплотности корпуса генератора избыточным давлением воздуха.
Испытания изоляции генераторов перед включением их в работу (по окончании монтажа или ремонта после ввода ротора в статор и установки торцевых щитов, но до установки уплотнений вала и до заполнения водородом) проводятся в воздушной среде при открытых люках статора и наличии наблюдателя у этих люков (с соблюдением всех мер безопасности). При обнаружении наблюдателем запаха горелой изоляции, дыма, отблесков огня, звуков электрических разрядов и других признаков повреждения или загораний изоляции испытательное напряжение должно быть снято, люки быстро закрыты и в статор подан инертный газ (углекислота, азот).
Контрольные испытания допускается проводить после установки торцевых щитов и уплотнений при заполнении статора инертным газом или при номинальном давлении водорода. В этом случае перед испытанием изоляции повышенным напряжением при заполненном водородом корпусе генератора необходимо произвести анализ газа, чтобы убедиться в отсутствии взрывоопасной концентрации.
При испытании повышенным напряжением полностью собранной машины должно быть обеспечено тщательное наблюдение за изменениями тока и напряжения в цепи испытуемой обмотки и организовано прослушивание корпуса машины с соблюдением всех мер безопасности (например, с помощью изолирующего стетоскопа). В случае обнаружения при испытаниях отклонений от нормального режима (толчки стрелок измерительных приборов, повышенные значения токов утечки по сравнению с ранее наблюдавшимися, щелчки в корпусе машины и т.п.) испытания должны быть прекращены и повторены при снятых щитах.
Аналогичным образом должны проводиться профилактические испытания между ремонтами, если они проводятся без снятия торцевых щитов.
При испытаниях повышенным напряжением изоляции обмоток генераторов следует соблюдать меры противопожарной безопасности.
|
