ZSDJ-ZT 電機綜合測試臺

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 電機試驗的概述
    1. 試驗與實驗的區別
    兩者的不同語素是“實”、“試”，我們先看《現代漢語詞典》中這兩個詞的釋義：【實驗】為了檢驗某種科學理論或假設而進行某種操作或從事某種活動?！驹囼灐繛榱瞬炜茨呈碌慕Y果或某物的性能而從事某種活動。
    從《現代漢語詞典》釋義同時結合各自的語素意義可以看出：實驗中被檢驗的是某種科學理論或假設，通過實踐操作來進行；而試驗中用來檢驗的是已經存在的事物，是為了察看某事的結果或某物的性能，通過使用、試用來進行。
    實驗是對抽象的知識理論所做的現實操作，用來證明它正確或者推導出新的結論。它是相對于知識理論的實際操作。試驗是對事物或社會對象的一種檢測性的操作，用來檢測那里正常操作或臨界操作的運行過程、運行狀況等。它是就事論事的。
    工廠的產品可以抽樣檢測，是試驗。試驗中，試驗對象是明確的，試驗目的是檢查它能不能正常運行、正常運行的條件和該條件允許的范圍。
    2. 電機試驗的意義
    電機試驗為電機設計、質量檢驗等提供必要的數據支撐，其測試數據的正確性和準確度是驗證設計及保證質量的前提，試驗站的能力和形象成為企業設計能力和產品質量的重要象征。
    3. 電機試驗的方法
    不同電機的試驗方法不盡相同，通常以相關的IEC（國際電工委員會）標準、國家標準（一般參照IEC標準編制）或企業標準作為試驗依據。
    目前使用最多的電機試驗國家標準有：
    GB/T 755-2008     《旋轉電機8-定額與性能》
    GB/T 755.2-2007   《旋轉電機(牽引電機除外)確定損耗和效率的試驗方法》
    GB/T 1032-2005    《三相異步電動機試驗方法》
    GB/T 1029-2005    《三相同步電機試驗方法》
    變頻器供電的電機試驗方法，目前國家標準有：
    GB/T22670-2008    《變頻器供電三相籠型感應電動機試驗方法》
    4. 電機試驗的內容
    ◆ 絕緣電阻測定
    ◆ 繞組冷態電阻測定
    ◆ 熱 試 驗 （GB1032）   目    的：求溫升
    ◆ 空載試驗 （GB1032）   目    的：鐵耗、風摩耗
    ◆ 堵轉試驗 （GB1032）   目    的：堵轉特性曲線Uk-Ik、Uk-Tk(IkN、TkN)
                             試驗方法：轉矩可采用測量和計算兩種方法
    ◆ 負載試驗 （GB1032）
    ◆ 效率確定 （GB1032）  （熱試驗、負載試驗、空載試驗）
    ◆ 最大轉矩測定          目    的：求出電機的最大轉矩，了解其機械過載能力
                             方    法：在堵轉試驗基礎上采用園圖法計算
    ◆ 最小轉矩測定
    ◆ 噪聲的測定
    ◆ 振動的測定
    ◆ 耐電壓試驗
    ◆ 短時轉矩試驗
    ◆ 轉動慣量測定
    ◆ 軸電壓測定
    ◆ 超速試驗
    以三相異步電動機試驗為例參照GB/T1032-2005 《三相異步電動機試驗方法》，通過上述試驗，求取電機的效率、溫升、功率因數、起動轉矩、最大轉矩、噪聲、振動等指標。

電機綜合測試臺的執行標準
GB 755-2008  旋轉電機定額和性能
GB 10068-2008  軸中心高為56 mm及以上電機的機械振動  振動的測量、評定及限值
GB/T 10069.1-2006旋轉電機噪聲測定方法及限值  第1部分：旋轉電機噪聲測定方法
GB/T 21211--2007  等效負載和疊加試驗技術  間接法確定旋轉電機溫升
GB/T 22715一2008  交流電機定子成型線圈耐沖擊電壓水平
GB/T 22719.1--2008  交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣  第1部分：試驗方法
GB/T 22719.2--2008交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣   第2部分：試驗限值
JB/T 7836.1--2005  電機用電加熱器  第1部分：通用技術條件．
JB/ T 10j500.1--2005  電機用埋置式熱電阻  第1部分：一般規定、測量方法和檢驗規則
IEC 60034-2-1:2007  旋轉電機(牽引電機除外)確定損耗和效率的試驗方法

測量電機交流耐壓試驗的方法步驟及試驗結果分析
1)交流耐壓試驗前，先用兆歐表檢查絕緣電阻，如有嚴重受潮和嚴重缺陷，消除后才能進行交流耐壓試驗。
2)接線后，在空載(不接發電機繞組)下調整保護間隙，使其放電電壓應在1.1倍的試驗電壓范圍內，然后升高電壓為試驗電壓，保持2min后，降至零，并拉開電源開關。
3)經過限流電阻R 1在高壓側短路，調試過電流保護動作的可靠性。一般情況下，其動作電流應為試驗變壓器額定電流的1.3----1.5倍。
4)當接線調整無誤后，即可將高電壓引線接至發電機繞組上進行試驗。升至試驗電壓持續1min后，降低電壓，切斷試驗電源開關。
5)交流耐壓是應分相加壓。試驗某一相時，其余兩相應短路接地。每相繞組有并聯支路時，同支路間也應進行同樣電壓等級的耐壓試驗。
6)耐壓試驗后，再次測量定子繞組絕緣的絕緣電阻和吸收比，以防止在耐壓試驗結束時的一瞬間，又發生絕緣擊穿。

電動機空載特性試驗的目的是什么?如何進行?
電動機空載特性試驗是指電動機不帶負載，在定子繞組上加額定電壓，測其空載電流和空載損耗的試驗。
一、試驗目的
    通過空載特性試驗，可檢查電動機的內部接線和匝數是否正確，電機氣隙、鐵芯質量、機械安裝質量是否良好等。
    交接試驗標準規定，交接時進行電動機空載轉動檢查和空載電流測定；預防試驗規程規定，在必要時才進行電動機的空轉檢查并測定空載電流和空載損耗。
二、試驗方法
    (1)試驗前的準備：
    1)檢查電動機繞組接線應正確。
    2)電動機的絕緣試驗應合格。
    3)用手轉動電動機轉子，應轉動靈活、無異?，F象。
    (2)試驗接線：電動機空載特性試驗接線如圖6—6所示。
    (3)試驗步驟：
三、試驗步驟
1)接好線，各儀表量程選擇適當。
2)合上開關S1，S2，將電流互感器的二次側短路。
3)合上電源開關S，給電動機加上三相堆成額定電壓，使其在空載下起動。
4）電動機轉速正常運作一段時間后，拉開開關S1、S2，讀取各儀表指示值。
5）如需測錄空載特性曲線，應使用可調電壓的電源供電，電壓從1.3Ua逐漸下降，測不同電壓下空載電流和功率，直到不能再低為止。
四、注意事項
    1)試驗前應做短時空轉檢查，規程規定一般不少于1h。檢查各部分運轉是否正常，待各部分溫度穩定后再進行試驗，以取得穩定的空載特性。
    2)預防性試驗時，僅對電動機有懷疑時才測量空載電流；3kV以下的電動機僅測量空載電流，不測量空載損耗。
    3)力求試驗電壓三相對稱、穩定，以保證試驗結果的準確。
4)試驗電壓應為電機額定電壓，當相差不超過±3％時，可按下式換算成額定電壓下的數值。
五、試驗結果分析
空載試驗時，要求電動機轉動正常，空載電流自行規定。一般在額定電壓下，正常的電動機空載電流約為額定電流的20％～50％，空載損耗約為額定功率的3％～8％。三相電源電壓對稱時，額定電壓下的三相空載電流應平衡，任一相與平均值的差值不應大于10％。若差值較大，表明被試電動機內部存在三相匝數不等或定子與轉子間的氣隙不均勻等缺陷。預防性試驗規程還規定，額定電壓下的空載損耗值不得超過原來值的50％。

電機綜合測試臺在試驗過程中的注意事項
一、測量定子繞組的絕緣電阻
1.正確選用兆歐表額定電壓。兆歐表的額定電壓是根據發電機電壓等級選取的，兆歐表電壓過高臺使設備絕緣擊穿，造成不必要的損壞。對定子繞組，額定電壓在1000V以上時用2500 V兆歐表，量程一般不低于l0000 MΩ，額定電壓在1000 V以下時用1000 V兆歐表。
2.試驗時被試相接L端子，非被試相短接接地，再接E端子，屏蔽接G端子。圖16—1示出了測量定子繞組A相絕緣電阻的接線。

3.測試前后都應充分放電，以保證測試數據的準確性。否則由于放電不充分，會使介質極化和積累電荷不能完全恢復，而且相同絕緣內部的剩余束縛電荷將影響測量結果，例如輪流測量發電機三相繞組的絕緣電阻時，當第一相測試后未經充分放電就進行另一相測試時，第二次施加電壓的極性對于相間絕緣來說是相反的，試驗電源必然要輸出更多的電荷去中和相間殘余異性電荷，從而表現為絕緣電阻降低。特別是吸收現象顯著的發電機定子繞組，試驗前后一定要充分放電，放電時間一般不應小于5 min。
二、定子繞組的直流耐壓試驗及測量泄漏電流
(1)對水質的要求。哈爾濱電機廠對QFSN一200—2發電機運行水質的要求為：成應無機械雜質的凝結水或其它經處理的軟化水，電導率為2μS／cm，pH=7～8，硬度小于2μg當量/kg，允許有微量NH3。
《火力發電廠水汽質量標準》(SD,163—85)規定：
不加緩蝕劑：電導率≤5μS／cm(25℃)，銅≤200μg／L，pH＞7.6(25℃)；
加緩蝕劑：電導率≤5μS／cm(25℃)，銅≤40μg／L，pH>6.8(25℃)。
因此，在通水狀態下試驗時，維持電導率≤2~5μS／cm，pH=7~8即可。
(2)微安表的擺動問題。微安表的擺動決定于試驗回路的放電時間常數T。對于間接冷卻的發電機被試品Rz一般為數百至數千兆歐，而水內冷發電機由于引水管水電阻Rv值較小(一般為數百～數千千歐)，故放電時間常數前者遠遠大于后者，試驗時由于表針擺動不易讀準。為了改善電流表的穩定性，可增大時間常數T(因為T=RvC)。為此可采用兩種方法：一種為增大電容量，即在被試品上并聯l～2μF的電容器；另一種為改善水質，降低水的電導率，提高水阻。一般電導率在5 μS／cm以下，有的在試驗中調到2μS／cm以下，均未出現微安表擺動現象。
當對被試品加并聯電容時，電容器外殼要對地絕緣，滿足時間常數T=CR3≥0.3s，此時直流電壓脈動系數不大于5％。
三、交流耐壓試驗
在耐壓過程中，若無異常聲響、氣味、冒煙以及儀表擺動等現象，可以認為絕緣耐受住了試驗電壓的考驗。為了更好地了解絕緣情況，應盡可能全面監視絕緣的表面狀態，特別是空冷機組。經驗指出，外觀監視常能發現儀表所不能反映的發電機絕緣不正?，F象，如表面電暈、放電等。
應當指出，對氫冷發電機必須在充氫前或排氫后且含氫量在3％以下時進行試驗，嚴禁在置換氫氣過程中進行試驗。對水內冷發電機一般應在通水的情況下進行試驗，而且水質應合格。  
順便指出，對顯極式轉子要進行交流耐壓試驗，因為這種轉子絕緣擊穿后容易修理，轉子繞組進行工頻交流耐壓試驗時，轉子繞組短接加壓，試驗電壓為產品出廠試驗電壓的75％。對隱極式轉子，只在局部修理槽內絕緣及更換繞組的情況下才作這項試驗。發電機和勵磁機的勵磁回路連同所連接的所有設備的交流耐壓試驗的試驗電壓為1000V。
四、超低壓耐壓試驗
(1)試驗點壓和分層或復合介質內部電極之間的電壓必須仍然象50 Hz那樣，按電容分布；
(2)試驗電壓在氣隙和絕緣表面的電離和電暈必須與50 Hz相似；
(3)試驗電壓對絕緣缺陷的檢出能力，應不低于50 Hz的檢出能力，
(4)要求試驗設備體積小，重量輕，近于直流試驗設備。
五、空載特性試驗
(1)維持發電機在額定轉速或某一穩定轉速下運行。如試驗時機組轉速不是額定值，則應接下式避行換算：
電壓=實測電壓×額定轉速（或周率）/實測轉速（或周率）
(2)應緩慢進行轉子電流調節，調到一定數值時，待喪針指針穩定后再讀表，并要求所有表計同時讀取。
(3)在升壓(或降壓)過程中，磁場變阻器只可以待一個方向調節，不能隨意變動方向，否則將影響試驗準確度。根據記錄繪制的空載特性曲線，一條是電壓上升的，另一條是下降的，最后取其平均曲線作為空載特性曲線，如圖1 6一14所示。
電機綜合測試臺在試驗過程中的注意事項圖16-4
 
(4)空載試驗前應將電壓調整器，強行勵磁和強行減磁裝置退出，但發電機的保護如差動保護、過流保護等可以使用。
(5)試驗過程及記錄中發現空載特性曲線較出廠或歷年的試驗有下降現象時，如試驗  準確性確無問題，則發電機轉子可能有層間短路缺陷。
六、短路特性試驗
1三相短路線應盡量用銅（鋁）排，同時要有足夠的容量，定子繞組必須對稱短路，連接必須良好，防止由于連接不良而造成發熱、損壞設備。
2.為校核試驗的正確性，在調節勵磁電流下降過程中，可按上升各點進行讀數記錄。
3.轉子電流用毫伏表經0．1～O．2級標準分流器IFL進行測量。標準分流器在勵磁回路中。如果沒有標準分流器，則可利用裝設在勵磁回路中的原有分流器，但此時應將配電盤轉子電流表的電纜從分流器上拆下，以減少測量誤差。
4.在試驗中，當勵磁電流升至15％～20％額定值時，應檢查三相電流的對稱性。如不平衡，應立即斷開勵磁開關，查明原因。如事先經核對，確認定子三相短路電流相差很小時，試驗可只接一塊電流表。
七、溫升試驗
①發電機溫升試驗需要時間較長，在整個試驗期間要求轉子電流保持嚴格穩定。變動范圍不超過±1％，定子電流、電壓及有功功率也應盡可能保持不變和三相平衡，若有變化應不超過土3％。為此，在試驗期間，自動電壓調整器應該切除。
②試驗期間進風溫度變化不得超過±1℃。
③發電機在調整到某一負荷后，約經3～4 h才能達到熱平衡。所有記錄在開始時每隔0．5 h讀取一次，在最后1 h每隔15 rain讀取一次。當連續三次測得的溫度變化不大于l℃時，可認為已達到穩定，該負荷點的試驗即可結束。
④測量轉子電壓必須用專用銅刷在滑環上直接測量，不應在原有的炭刷上接線，以排除炭刷電壓的影響。