一种大型汽轮发电机工频交流耐压试验装置及方法

技术领域

本发明属于发电机高压试验领域，涉及一种大型汽轮发电机工频交流耐压试验装置及方法。

背景技术

大型汽轮发电机作为火力发电厂高压电气主设备之一，在电力生产中扮演了非常重要的角色，汽轮发电机的正常工作是火力发电厂安全稳定运行的必要条件。为保证汽轮发电机正常工作，需要在制造、安装、交接、检修以及运行等各个阶段严格把关。交流耐压试验作为发电机绝缘监测技术，是大型汽轮发电机在制造、安装、交接、检修以及预防性试验中必做的试验项目。

工频交流耐压优点是试验电压和工作电压的波形、频率一致，作用于绝缘内部的电压分布及击穿性能比较等同于发电机的工作状态。无论从劣化或热击穿的观点来看，工频交流耐压试验对发电机主绝缘是比较可靠的检查考验方法。

随着汽轮发电机容量越来越大，试验设备体积迅速变大，工频交流耐压试验实施受到一定程度的影响。为解决试验设备体积迅速变大、重量迅速增加的缺点，行业内引入变频耐压试验以减小设备体积，虽符合部分标准规范，但是并不是严格意义上的工频波形，可能会对试验准确性有一定影响。另一种是对某一特定汽轮发电机，使用定值电抗器代替可调电抗器，虽减小了体积，但是通用性有问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种大型汽轮发电机工频交流耐压试验装置及方法，该装置及方法能够提高汽轮发电机现场交流耐压的工作效率。

为达到上述目的，本发明所述的大型汽轮发电机工频交流耐压试验装置包括激磁变压器、可调电抗器A、电流互感器A、分压器、电流互感器B、被试汽轮发电机、电流互感器C、可调电抗器B及电流互感器D；

激磁变压器的一次侧与380V工频电源相连接，激磁变压器二次侧的一端经可调电抗器A与分压器的一端、被试汽轮发电机的一端及可调电抗器B的一端相连接，激磁变压器二次侧的另一端、分压器的另一端、被试汽轮发电机的另一端及可调电抗器B的另一端均与公共接地点相连。

激磁变压器的二次侧经可调电抗器A及电流互感器A与分压器、被试汽轮发电机及可调电抗器B相连。

可调电抗器A经电流互感器C与可调电抗器B相连接。

还包括电流互感器D及可调电抗器C，其中，电流互感器D及可调电抗器C形成的支路与电流互感器C及可调电抗器B形成的支路并联连接。

可调电抗器A能够承受的电压范围为0kV～100kV，能够承受的电流范围为0～6A，可调电抗器A的电感量可调区间为10H～100H。

可调电抗器B能够承受的电压范围为0kV～100kV，能够承受电流范围为0～6A，可调电抗器B的电感量可调区间为10H～100H。

可调电抗器C能够承受的电压范围为0kV～100kV，能够承受的电流范围为0～6A，可调电抗器C的电感量可调区间为10H～100H。

一种大型汽轮发电机工频交流耐压试验方法包括以下步骤：

1)根据被试汽轮发电机的耐压值，检查可调电抗器A及可调电抗器B耐压水平是否满足要求；

2)根据被试汽轮发电机的估算电容量C，计算可调电抗器A及可调电抗器B所需的电感数值；

3)估算激磁变压器、可调电抗器A及可调电抗器B的电流，检查设备电流及电容量是否满足试验要求，当设备电流及电容量满足试验要求时，则转至步骤4)，否则，则接入可调电抗器C及电流互感器D，然后再转至步骤4)；

4)根据试验回路的电气参数，估算试验回路的品质因数；

5)进行耐压试验，记录所有电气参数。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的大型汽轮发电机工频交流耐压试验装置及方法在具体操作时，根据被试汽轮发电机的耐压值，利用380V工频电源、激励变压器、可调电抗器A及可调电抗器B对被试汽轮发电机提供耐压电压，用于被试汽轮发电机的耐压试验，以提高现场试验的效率，另外，需要说明的是，可以通过调节可调电抗器A及可调电抗器B以匹配被试汽轮发电机的耐压电压，适应性较强，有利于现场试验，提高现场试验效率。

附图说明

图1为本实施例一的结构示意图；

图2为实施例二的结构示意图。

其中，1为激磁变压器、2为可调电抗器A、3为电流互感器A、4为分压器、5为电流互感器B、6为被试汽轮发电机、7为电流互感器C、8为可调电抗器B、9为电流互感器D、10为可调电抗器C。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

实施例一

参考图1，本发明所述的大型汽轮发电机工频交流耐压试验装置包括激磁变压器1、可调电抗器A2、电流互感器A3、分压器4、电流互感器B5、被试汽轮发电机6、电流互感器C7及可调电抗器B8；

激磁变压器1的一次侧与380V工频电源相连接，激磁变压器1二次侧的一端经可调电抗器A2及电流互感器A3与分压器4的一端、被试汽轮发电机6的一端及电流互感器C7的一端相连，电流互感器C7的另一端与可调电抗器B8的一端相连接，激磁变压器1二次侧的另一端、分压器4的另一端、被试汽轮发电机6的另一端及可调电抗器B8的另一端均与公共接地点相连。

实施例二

参考图2，根据现场需要，当实施例一无法满足试验容量要求时，则增加电流互感器D9及可调电抗器C10，其中，电流互感器D9及可调电抗器C10形成的支路与电流互感器C7及可调电抗器B8形成的支路并联连接。

激磁变压器1用于提供试验装置所需的电压及电流，激磁变压器1的二次侧电压额定为10kV，激磁变压器1的二次侧额定电流为15A。

可调电抗器A2，用于调节试验回路中电感参数，实现谐振，达到被试汽轮发电机6所需的耐压值，可调电抗器A2能够承受的电压范围为0kV～100kV，承受的电流范围为0～6A，可调电抗器A2的电感量可调区间为10H～100H。

电流互感器A3的量程0～50A。

分压器4的变比为1000:1，量程为0～100kV。

电流互感器B5的量程为0～50A。

电流互感器C7的量程为0～50A。

可调电抗器B8用于调节试验回路中电感参数，实现谐振，达到被试汽轮发电机6所需的耐压值，可调电抗器B8的另外一个目的是与可调电抗器A2共同为被试汽轮发电机6提供电流，防止激磁变压器1及可调电抗器A2电流过大。可调电抗器B8可承受电压范围为0kV～100kV，可承受电流范围为0～6A，可调电抗器B8电感量可调区间为10H～100H。

电流互感器D9的量程为0～50A。

可调电抗器C10用于调节试验回路中电感参数，实现谐振，达到被试汽轮发电机6所需的耐压值，另外一个目的是与可调电抗器A2、可调电抗器B8共同为被试汽轮发电机6提供电流，防止激磁变压器1及可调电抗器A2电流过大，可调电抗器C10的可承受电压范围为0kV～100kV，可承受电流范围为0～6A，可调电抗器C10的电感量可调区间为10H～100H。

实施例三

本发明所述的大型汽轮发电机工频交流耐压试验方法包括以下步骤：

1)根据被试汽轮发电机6的耐压值，检查可调电抗器A2及可调电抗器B8耐压水平是否满足要求；

2)根据被试汽轮发电机6的估算电容量C，计算电路谐振所需的电感量L

3)估算激磁变压器1、可调电抗器A2及可调电抗器B8的电流，检查设备电流及电容量是否满足试验要求，当设备电流及电容量满足试验要求时，则转至步骤4)，否则，则接入可调电抗器C10及电流互感器D9，重新计算可调电抗器A2、可调电抗器A2及可调电抗器B8的电流及电感，然后再转至步骤4)；

4)根据试验回路的电气参数，估算试验回路的品质因数；

5)连接线路，进行耐压试验；

6)根据实测电气配置参数，记录所有电气参数。

实施例一

某大型汽轮发电机，因故障定子线棒损坏，需要对所有定子线棒重新布线，布线后需要进行下层线圈整体、上下层线圈同试、定子完成后(分相)等3个阶段耐压试验，工频耐压值分别为55kV、55kV及40.5kV。记录激磁变压器1及电抗器中电阻，设被试汽轮发电机6等效电阻为100Ω，使用图1所述的电路，试算结果如表1所示。

表1

由表1可以看出，下层线圈整体、定子完成后(分相)阶段均可以使用本发明进行试验。受可调电抗器A2、可调电抗器B10电流所限，上下层整体试验无法使用图1进行，将图1扩展为图2，使三个电可调抗器数值均为33.8H，计算得谐振电流为5.2A，容量为287.5kVA，试验变压器的电压为5.56kV，容量为28.9kVA，满足试验要求，最终试验顺利通过，实际参数与估算值接近。