Синхронные генераторы и компенсаторы
1.8.13. Синхронные генераторы мощностью более 1 МВт напряжением выше 1 кВ, а также синхронные компенсаторы должны испытываться в полном объеме настоящего параграфа.
Генераторы мощностью до 1 МВт напряжением выше 1 кВ должны испытываться по пп. 1-5, 7-15 настоящего параграфа.
Генераторы напряжением до 1 кВ независимо от их мощности должны испытываться по пп. 2, 4, 5, 8, 10-14 настоящего параграфа.
1. Определение возможности включения без сушки генераторов выше 1 кВ. При решении вопроса о необходимости сушки компаундированной, термореактивной и гильзовой изоляции обмотки статора синхронного генератора или синхронного компенсатора следует руководствоваться указаниями разд. 3 «Электрические машины» СНиП 3.05.06-85. «Электротехнические устройства» Госстроя России. Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необходимость сушки устанавливается в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Для турбогенераторов типа ТГВ-300 допускается включение без сушки при коэффициенте нелинейности более 3, если остальные характеристики изоляции (R60/R15 и R60) удовлетворяют установленным нормам.
2. Измерение сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции должно быть не менее значений, приведенных в табл. 1.8.1.
3. Испытание изоляции обмотки статора повышенным выпрямленным напряжением с измерением тока утечки по фазам. Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом.
У генераторов с водяным охлаждением обмотки статора испытание производится в случае, если возможность этого предусмотрена в конструкции генератора.
Значения испытательного напряжения приведены в табл. 1.8.2.
Для турбогенераторов типа ТГВ-300 испытание следует производить по ветвям.
Испытательное выпрямленное напряжение для генераторов типов ТГВ-200 и ТГВ-300 следует принимать в соответствии с инструкцией по эксплуатации этих генераторов.
Измерение токов утечки для построения кривых зависимости их от напряжения производится не менее чем при пяти значениях выпрямленного напряжения - от 0,2 Umax до Umax равными ступенями. На каждой ступени напряжения выдерживается в течение 1 мин. При этом фиксируются токи утечки через 15 и 60 с.
Оценки полученной характеристики производятся в соответствии с требованиями разд. 3 «Электрические машины» СНиП 3.05.06-85 Госстроя России.
Таблица 1.8.1. Допустимое сопротивление изоляции
| Испытуемый объект | Напряжение мегаомметра, кВ | Сопротивление изоляции |
| Обмотка статора напряжением до 1 кВ (каждая фаза в отдельности относительно корпуса и других заземленных фаз) | Не менее 0,5 МОм при температуре 10 - 30 °С | |
| То же напряжением выше 1 кВ | 2,5 | Должно соответствовать требованиям, приведенным в разд. 3 «Электрические машины» СНиП 3.05.06-85. У генераторов с водяным охлаждением обмоток сопротивление изоляции измеряется без воды в обмотке статора при соединенных с экраном мегаомметра водосборных коллекторах, изолированных от внешней системы охлаждения |
| Обмотка ротора | 1 (допускается 0,5) | Не менее 0,5 МОм при температуре 10 - 30 °С. Допускается ввод в эксплуатацию неявнополюсных роторов, имеющих сопротивление изоляции не ниже 2 кОм при температуре +75 °С или 20 кОм при +20 °С |
| Подшипники генератора и сопряженного с ним возбудителя | Сопротивление изоляции, измеренное относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах, должно быть не менее 0,3 МОм для гидрогенератора и не менее 1 МОм для турбогенератора. Для гидрогенератора измерение производится, если позволяет конструкция генератора | |
| Водородные уплотнения вала | Не менее 1 МОм | |
| Щиты вентиляторов турбогенераторов серии ТВВ | Сопротивление изоляции, измеренное относительно внутреннего щита и между полущитами вентиляторов, должно быть не менее 0,5 МОм | |
| Щиты вентиляторов турбогенераторов серии ТГВ | Сопротивление изоляции, измеренное между частями диффузоров, должно быть не менее 1 МОм | |
| Доступные изолированные стяжные болты стали статора | Не менее 1 МОм | |
| Диффузор и обтекатель у турбогенераторов серии ТГВ | 0,5 | Сопротивление изоляции, измеренное между уплотнением и задним диском диффузора, диффузором и внутренним щитом, обтекателем и внутренним щитом, двумя половинками обтекателя, должно быть не менее 1 МОм |
| Термоиндикаторы генераторов и синхронных компенсаторов: | ||
| с косвенным охлаждением обмоток статора | 0,25 | Сопротивление изоляции, измеренное совместно с сопротивлением Соединительных проводов, должно быть не менее 1 МОм |
| с непосредственным охлаждением обмоток статора | 0,5 | Сопротивление изоляции, измеренное совместно с сопротивлением соединительных проводов, должно быть не менее 0,5 МОм |
| Цепи возбуждения генератора и возбудителя (без обмоток ротора и электромашинного возбудителя) | 1 (допускается 0,5) | Сопротивление изоляции, измеренное с сопротивлением всей присоединенной аппаратуры, должно быть не менее 1 МОм |
Таблица 1.8.2. Испытательное выпрямленное напряжение для обмоток статоров синхронных генераторов и компенсаторов
| Мощность генератора, МВт, компенсатора, МВ·А | Номинальное напряжение, кВ | Амплитудное испытательное напряжение, кВ |
| Менее 1 | Все напряжения | 2,4 Uном + 1,2 |
| 1 и более | До 3,3 | 2,4 Uном + 1,2 |
| Выше 3,3 до 6,6 | 3 Uном | |
| Выше 6,6 | 2,4 Uном + 3,6 |
4. Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты. Испытание проводится по нормам, приведенным в табл. 1.8.3. Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом.
Таблица 1.8.3. Испытательное напряжение промышленной частоты для обмоток синхронных генераторов и компенсаторов
| Испытуемый объект | Характеристика электрической машины | Испытательное напряжение, кВ |
| Обмотка статора синхронного генератора и компенсатора | Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 100 В | 1,6 Uном + 0,8, но не менее 1,2 |
| Мощность более 1 МВт, номинальное напряжение до 3,3 кВ | 1,6 Uном + 0,8 | |
| То же, но номинальное напряжение выше 3,3 кВ до 6,6 кВ | 2 Uном | |
| Цепи возбуждения генератора со всей присоединенной аппаратурой (без обмоток ротора и возбудителя) | - | |
| Реостат возбуждения | - | |
| Резистор гашения поля | - | |
| Заземляющий резистор | - | 1,5 Uном генератора |
| Обмотка статора синхронных генераторов, у которых стыковка частей статора производится на месте монтажа (гидрогенераторы) по окончании полной сборки обмотки и изолировки соединений | Мощность более 1 МВт, номинальное напряжение выше 6,6 кВ | 1,6 Uном + 2,4 |
| Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 100 В | 2 Uном + 1, но не менее 1,5 | |
| Мощность более 1 МВт, номинальное напряжение до 3,3 кВ | 2 Uном +1 | |
| То же, но номинальное напряжение выше 3,3 кВ до 6,6 кВ | 2,5 Uном | |
| То же, но номинальное напряжение выше 6,6 кВ | 2 Uном + 3 | |
| Обмотка явнополюсного ротора | - | 7,5 Uном возбуждения генератора, но не менее 1,1 и не более 2,8 |
| Обмотка неявнополюсного ротора | - | 1 (в том случае, если это не противоречит требованиям технических условий завода-изготовителя) |
Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин.
При проведении испытаний изоляции повышенным напряжением промышленной частоты следует руководствоваться следующим:
а) испытание изоляции обмоток статора генератора рекомендуется производить до ввода ротора в статор. Если стыковка и сборка статора гидрогенератора осуществляются на монтажной площадке и впоследствии статор устанавливается в шахту в собранном виде, то изоляция его испытывается дважды: после сборки на монтажной площадке и после установки статора в шахту до ввода ротора в статор.
В процессе испытания осуществляется наблюдение за состоянием лобовых частей машины: у турбогенераторов - при снятых торцовых щитах, у гидрогенераторов - при открытых вентиляционных люках;
б) испытание изоляции обмотки статора для машин с водяным охлаждением следует производить при циркуляции дистиллированной воды в системе охлаждения с удельным сопротивлением не менее 75 кОм/см и номинальном расходе;
в) после испытания обмотки статора повышенным напряжением в течение 1 мин у генераторов 10 кВ и выше испытательное напряжение снизить до номинального напряжения генератора и выдержать в течение 5 мин для наблюдения за коронированием лобовых частей обмоток статора. При этом не должно быть сосредоточенного в отдельных точках свечения желтого или красного цвета, появления дыма, тления бандажей и тому подобных явлений. Голубое и белое свечение допускается;
г) испытание изоляции обмотки ротора турбогенераторов производится при номинальной частоте вращения ротора.
5. Измерение сопротивления постоянному току. Нормы допустимых отклонений сопротивления постоянному току приведены в табл. 1.8.4.
Таблица 1.8.4. Допустимое отклонение сопротивления постоянному току
| Испытуемый объект | Норма |
| Обмотка статора (измерение производить для каждой фазы или ветви в отдельности) | Измеренные сопротивления в практически холодном состоянии обмоток различных фаз не должны отличаться одно от другого более чем на 2 %.Вследствие конструктивных особенностей (большая длина соединительных дуг и пр.) расхождение между сопротивлениями ветвей у некоторых типов генераторов может достигать 5 %. |
| Обмотка ротора | Измеренное сопротивление обмоток не должно отличаться от данных завода-изготовителя более чем на 2 %. У явнополюсных роторов измерение производится для каждого полюса в отдельности или попарно |
| Резистор гашения поля, реостаты возбуждения | Сопротивление не должно отличаться от данных завода-изготовителя более чем на 10 % |
6. Измерение сопротивления обмотки ротора переменному току промышленной частоты. Производится для генераторов мощностью более 1 МВт. Измерение следует производить при напряжении не более 220 В на трех-четырех ступенях частот вращения, включая номинальную, а также в неподвижном состоянии. Для явнополюсных машин при неизолированных местах соединений в неподвижном состоянии измерение производится для каждого полюса в отдельности или попарно. Отклонения измеренных значений от данных завода-изготовителя или от среднего сопротивления полюсов должны находиться в пределах точности измерения.
7. Измерение воздушного зазора между статором и ротором генератора. Если инструкциями на генераторы отдельных типов не предусмотрены более жесткие нормы, то зазоры в диаметрально противоположных точках могут отличаться друг от друга не более чем:
на 5 % среднего значения (равного их полусумме) - для турбогенераторов 150 МВт и выше с непосредственным охлаждением проводников;
на 10 % - для остальных турбогенераторов;
на 20 % - для гидрогенераторов.
Измерение зазора у явнополюсных машин производится под всеми полюсами.
8. Проверка и испытание системы возбуждения. Проверку и испытание электромашинных возбудителей следует производить в соответствии с1.8.14. Проверка и испытание полупроводниковых высокочастотных возбудителей производятся в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
9. Определение характеристик генератора:
а) трехфазного КЗ. Характеристика снимается при изменении тока до номинального. Отклонения от заводской характеристики должны находиться в пределах точности измерения.
Снижение измеренной характеристики, которое превышает точность измерения, свидетельствует о наличии витковых замыканий в обмотке ротора.
У генераторов, работающих в блоке с трансформатором, снимается характеристика КЗ всего блока (с установкой закоротки за трансформатором). Характеристику собственно генератора, работающего в блоке с трансформатором, допускается не определять, если имеются протоколы соответствующих испытаний на стенде заводов-изготовителей.
У синхронных компенсаторов без разгонного двигателя снятие характеристик трехфазного КЗ производится на выбеге в том случае, если не имеется характеристики, снятой на заводе;
б) холостого хода. Подъем напряжения номинальной частоты на холостом ходу производить до 130 % номинального напряжения турбогенераторов и синхронных компенсаторов, до 150 % номинального напряжения гидрогенераторов. Допускается снимать характеристику холостого хода турбо- и гидрогенератора до номинального тока возбуждения при пониженной частоте вращения генератора при условии, что напряжение на обмотке статора не будет превосходить 1,3 номинального. У синхронных компенсаторов разрешается снимать характеристику на выбеге. У генераторов, работающих в блоке с трансформаторами, снимается характеристика холостого хода блока; при этом генератор возбуждается до 1,15 номинального напряжения (ограничивается трансформатором). Характеристику холостого хода собственно генератора, отсоединенного от трансформатора блока, допускается не снимать, если имеются протоколы соответствующих испытаний на заводе-изготовителе. Отклонение характеристики холостого хода от заводской не нормируется, но должно быть в пределах точности измерения.
10. Испытание междувитковой изоляции. Испытание следует производить подъемом напряжения номинальной частоты генератора на холостом ходу до значения, соответствующего 150 % номинального напряжения статора гидрогенераторов, 130 % - турбогенераторов и синхронных компенсаторов. Для генераторов, работающих в блоке с трансформатором, - см. указания п. 9. При этом следует проверить симметрию напряжении по фазам. Продолжительность испытания при наибольшем напряжении - 5 мин. Испытание междувитковой изоляции рекомендуется производить одновременно со снятием характеристики холостого хода.
11. Измерение вибрации. Вибрация (удвоенная амплитуда колебаний) подшипников синхронных генераторов и компенсаторов, измеренная в трех направлениях (у гидрогенераторов вертикального исполнения производится измерение вибрации крестовины со встроенными в нее направляющими подшипниками), и их возбудителей не должна превышать значений, приведенных в табл. 1.8.5.
12. Проверка и испытание системы охлаждения. Производятся в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
13. Проверка и испытание системы маслоснабжения. Производятся в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
14. Проверка изоляции подшипника при работе генератора (компенсатора). Производится путем измерения напряжения между концами вала, а также между фундаментной плитой и корпусом изолированного подшипника. При этом напряжение между фундаментной плитой и подшипником должно быть не более напряжения между концами вала. Различие между напряжениями более чем на 10 % указывает на неисправность изоляции.
Таблица 1.8.5. Наибольшая допустимая вибрация подшипников (крестовины) синхронных генераторов, компенсаторов и их возбудителей
| Номинальная частота вращения ротора, мин-1 | 3000* | 1500 - 500** | 375 - 214 | До 100 | |
| Вибрация, мкм |
_____________
* Для генераторов блоков мощностью 150 МВт и более вибрация не должна превышать 30 мкм.
**Для синхронных компенсаторов с частотой вращения ротора 750 - 1000 мин-1 вибрация не должна превышать 80 мкм.
15. Испытание генератора (компенсатора) под нагрузкой. Нагрузка определяется практическими возможностями в период приемо-сдаточных испытаний. Нагрев статора при данной нагрузке должен соответствовать паспортным данным.
16. Измерение остаточного напряжения генератора при отключении АГП в цепи ротора. Значение остаточного напряжения не нормируется.
17. Определение индуктивных сопротивлений и постоянных времени генератора. Значения индуктивных сопротивлений и постоянных времени не нормируются.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.8.14. Машины постоянного тока мощностью до 200 кВт, напряжением до 440 В следует испытывать по пп. 1, 2, 4в, 8; все остальные - дополнительно по пп. 3, 4а, 5 настоящего параграфа.
Возбудители синхронных генераторов и компенсаторов следует испытывать по пп. 1 - 6, 8 настоящего параграфа.
Измерение по п. 7 настоящего параграфа следует производить для машин, поступивших на место монтажа в разобранном виде.
1.Определение возможности без сушки машин постоянного тока.Следует производить в соответствии с разд. 3 «Электрические машины» СНиП 3.05.06-85. «Электрические устройства» Госстроя России.
2.Измерение сопротивления изоляции. Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и бандажей машины, а также между обмотками производится мегаомметром на напряжение 1 кВ.
Сопротивление изоляции должно быть не ниже:
между обмотками и каждой обмотки относительно корпуса при температуре 10 - 30 °С 0,5 МОм;
бандажей якоря (кроме возбудителей) не нормируется;
бандажей якоря возбудителя 1 МОм.
3.Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты. Испытание производится по нормам, приведенным в табл. 1.8.6. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин.
4.Измерение сопротивления постоянному току:
а) обмоток возбуждения. Значение сопротивления должно отличаться от данных завода-изготовителя не более чем на 2 %;
б) обмотки якоря (между коллекторными пластинами). Значения сопротивлений должны отличаться одно от другого не более чем на 10 %, за исключением случаев, когда закономерные колебания этих величин обусловлены схемой соединения обмоток;
в) реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление и проверяется целость отпаек. Значения сопротивлений должны отличаться от данных завода изготовителя не более чем на 10 %.
Таблица 1.8.6. Испытательное напряжение промышленной частоты для изоляции машин постоянного тока
| Испытуемый объект | Характеристика электрической машины | Испытательное напряжение, кВ |
| Обмотка машины постоянного тока (кроме возбудителя синхронной машины) | Номинальное напряжение до 100 В | 1,6 Uном + 0,8 |
| Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 100 В | 1,6 Uном + 0,8, но не менее 1,2 | |
| Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение выше 100 В | 1,6 Uном + 0,8 | |
| Обмотки возбудителя синхронного генератора | - | 8 Uном, но не менее 1,2 и не более 2,8 |
| Обмотки возбудителя синхронного двигателя (синхронного компенсатора) | - | 8 Uном, но не менее 1,2 |
| Бандажи якоря | - | |
| Реостаты и пускорегулировочные резисторы (испытание может проводиться совместно с цепями возбуждения) | - |
5. Снятие характеристики холостого хода и испытание витковой изоляции. Подъем напряжения следует производить для генераторов постоянного тока до 130 % номинального напряжения; для возбудителей - до наибольшего (потолочного) или установленного заводом-изготовителем напряжения. При испытании витковой изоляции машин с числом полюсов более четырех среднее напряжение между соседними коллекторными пластинами должно быть не выше 24 В. Продолжительность испытания витковой изоляции 5 мин.
Отклонение полученных значений характеристики от значений заводской характеристики должно находиться в пределах точности измерения.
6.Снятие нагрузочной характеристики. Следует производить для возбудителей при нагрузке до значения не ниже номинального тока возбуждения генератора. Отклонение от заводской характеристики не нормируется.
7.Измерение воздушных зазоров между полюсами. Размеры зазора в диаметрально противоположных точках должны отличаться один от другого не более чем на 10 % среднего размера зазора. Для возбудителей турбогенераторов 300 МВт и более это отличие не должно превышать 5 %.
8.Испытание на холостом ходу и под нагрузкой. Определяется предел регулирования частоты вращения или напряжения, который должен соответствовать заводским и проектным данным.
При работе под нагрузкой проверяется степень искрения, которая оценивается по шкале, приведенной в табл. 1.8.7.
Таблица 1.8.7. Характеристика искрения коллектора
| Степень искрения | Характеристика степени искрения | Состояние коллектора и щеток |
| Отсутствие искрения | Отсутствие почернения на коллекторе и нагара на щетках | |
| 1,25 | Слабое точечное искренне под небольшой частью щетки | То же |
| 1,5 | Слабое искренне под большей частью щетки | Появление следов почернения на коллекторе, легко устраняемых при протирании поверхности коллектора бензином, а также появление следов нагара на щетках |
| Искрение под всем краем щетки появляется только при кратковременных толчках нагрузки и перегрузки | Появление следов почернения на коллекторе, не устраняемых при протирании поверхности коллектора бензином, а также появление следов нагара на щетках | |
| Значительное искрение под всем краем щетки с наличием крупных и вылетающих искр. Допускается только для моментов прямого (без реостатных ступеней) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей работы | Значительное почернение на коллекторе, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также подгар и разрушение щеток |
Если степень искрения специально не оговорена заводом-изготовителем, то при номинальном режиме она должна быть не выше 1,5.