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水轮发电机短路试验的问题探讨 二滩建设咨询有限公司 张儒清 摘要：水轮发电机的短路试验前的准备与短路试验程序制定、合理选择的励磁电源和三相短路点、他励电源常见问题及解决方案的探讨。 关键词：水轮发电机短流试验 问题 探讨 按照《水轮发电机组起动试验规程DL 507—2002》的规定要求，水轮发电机组在完成尾水充水、压力钢管及蜗壳充水、调速器和励磁装置调试、水轮发电机组空载运行、转子进行动平衡试验与机组过速试验后应进行水轮发电机组升流试验。发电机的短路试验是水轮发电机组升流试验中重要的一环，其试验程序较为复杂；在发电机主要保护全部退出的情况下，试验存在风险；试验成果的好坏将直接影响下阶段发电机升压试验、主变升流试验、开关站升流试验与线路升压试验。因此和在试验前应明确试验的目的，根据发电机主接线制定合理的试验方案，对试验过程中会出现的问题应有应急预案，以保证试验的安全顺利进行。 1. 试验前的准备 1.1 监理部审批施工单位制定的《发电机组起动试验方案》，由施工单位制定操作工作票，提请起动试验领导小组审批； 1.2 并励连接的励磁系统与机组终端分开，拆开励磁变与发电机主母线的联线； 1.3 断开发电机中性点消弧线圈隔离刀闸： 1.4 有条件时最好投入备用励磁装置；或提供励磁变压器他励高压电源；或用厂用动力电源给励磁装置供电。励磁装置通电后对励磁装置进行带电全面检查，切于“导通角手动调节方式”。 1.5 在发电机出口CT外侧设置可靠的三相短路母线，如果三相短路点设在发电机断路器外侧，则应采取措施防止断路器跳闸； 1.6 将发电机短路范围内暂时不用的CT二次侧短路并接地； 1.7 检查发电机定子和转子绝缘电阻，检查滑环与碳刷接触情况； 1.8 退出所有发电机保护； 1.9 试验过程中保证机旁至中控室、蝶阀室、水轮机层、母线层通讯通畅。 1.10 做好操作记录， 1.11 指定专人短路试验完毕，拆除短路连线和CT短路线，恢复发电机保护和励磁系统，并进行全面安全检查。 2. 他励电源方式选择 在采用外来电源作为他励电源时，有条件的情况下，励磁变压器的他励电源最好由电站辅助高压设备提供励磁变压器他励高压电源，其理由是励磁变压器是专用特种变压器，自并式水轮发电机励磁变压器绕组的联接组别大多为Y/△11接线方式，励磁变压器不仅能承受瞬间负载突变的冲击和长时效的满载运行，其绕组能经受连续、频繁的过电压，而且能减少高次谐波对整流装置的干挠。水电站第一台发电机启运时外来电源一般为10KV或10.5KV,可能与发电机出口端电压不一致, 一般能满足中小型水轮发电机的短路试验需要。发电机短路的励磁电流大小可从短路特性曲线（厂家提供）中查到，在厂家没有提供特性曲线的情况下可按经验数据确定励磁电压和励磁电流，即短路试验时励磁电压约为额定励磁电压的55~60%，励磁电流在额定电流50%~55%。如果外来高压电源的电压比励磁变压器额定电压低得太多，可能因励磁装置的同步电压太低而造成控制电压与移相角的变化而无法控制，此时可以临时将励磁装置的同步电压升压后再送到同步单元，以消除励磁电失控现象。 如果励磁变副边电压接近400V，现场提供励磁变压器高压电源有困难时,可采用400V低压电源给励磁装置供电方式。但有可能在试验过程中可能会遇到下列问题：一是在励磁装置小电流失控，造成这一现象的原因是厂用低压变压器的绕组一般为△/Yn11接线，三次谐波电流对励磁装置造成干扰，在小电流纯感性负载时造成励磁电流波动，排除的办法可在励磁装置输出端子上并联一个3~5KW电阻性负载（电炉）；二是发电机保护转子一点保护可能会出现报警，2s后机组自动跳闸，出现这种情况大多发生在转子接地保护采用“乒乓式转子接地保护”的保护装置，其原因“乒乓式转子接地保护”装置工作原理是在微机控制的电子开关在时序电路控制下周期性导通、截止，即转子的正负极人为地周期性接地，通过求解转子电导的变化来判定发电机转子的接地故障，外来低压电源的谐波干扰致使直流输出波形发生崎变，电源谐波的干挠会使转子电导G的测量结果产生较大偏差，造成测定的转子电导G判定依据发生无规律波动，“乒乓式转子接地保护”动作。此时更改转子接地整定值也不会消除跳闸故障，解决的办法是在出现转子一点接地信号后对转子进行绝缘检查，绝缘电阻值测试结果与试验前对比没有变化，即可判定为 “转子接地误报故障”，可以将转子一点保护屏蔽，以保证发电机短路试验的正常进行。 在采用低压电源给励磁装置供电时，最好将将他励电源经过低压断路器供电，并且在励磁装置前安装紧急跳闸开关，以便在紧急情况下跳开他励电源。低压电缆载面可按发电机转子额定电流的40%选择，并在通电前校核电源相序。 3. 三相短路母线安装 为方便定子电流的测量，短路点应选择在发电机出口CT后，短路点试验回路