no-load test of water turbine-generator set
简介
在水轮发电机组起动试运行中，机组带负荷前的机械和电气的试验工作。试验内容包括机组起动空转及停机试验、发电机三相短路试验、发电机定子绕组直流耐压试验、发电机空载升压试验、机组过速度试验、空载下调速器和励磁系统试验、同步回路检查和试验。机组空载试验的目的是在不带负荷的情况下检查机组和调速系统、励磁系统(见水轮发电机励磁)以及其他辅助设备的制造和安装质量，消除发现的缺陷，使各项设备符合设计和规范的要求，以便进行机组带负荷试验。
机组起动空转及停机试验 机组第一次起动以手动方式进行。起动前用压油泵将压力油压入制动闸将转子顶起，或用高压油顶起装置顶起转子，使推力轴承的镜板与推力瓦之间形成油膜。当机组及附属设备具备首次起动条件时操作水轮机调速器的开度限制机构缓慢地将导叶打开，机组徐徐起动达到额定转速。此时检查各部轴承温升和各处有无漏水、甩油、碰撞等异常现象。如发现严重情况应立即停机。机组在额定转速下测量水轮机导轴承、水轮机主轴法兰、水轮发电机导轴承等处的摆度和上机架的振动。连续运转4～6h，各部轴承温度已趋稳定后即可停机。停机也用手动操作开度限制机构关闭导叶，当机组转速降至20%～40%额定转速时，打开制动闸的压缩空气阀门，使机组停机。
发电机三相短路试验 水轮发电机定子出口处装设临时三相短路线，起动机组至额定转速，调整发电机的励磁电流使发电机定子电流由零升至额定值。录制发电机定子电流与转子电流的关系曲线，此曲线呈直线。三相短路试验时可同时检查发电机的测量表计和继电保护装置的电流回路。在完成上述试验后，将机组停机，拆除发电机定子出口处的短路线，再在主变压器高压侧母线以及线路出口等处设置短路线。再起动机组至额定转速，调整励磁，利用短路电流检查主变压器、母线、线路的测量表计和继电保护装置的电流回路。如发电机绝缘受潮，可利用短路电流进行干燥。
发电机定子绕组直流耐压试验 短路干燥后，机组停机，拆开中性点和引出线，进行定子绕组每相对地的直流耐压试验，试验电压为3倍额定电压，时间1min。耐压前后测量定子每相对地的绝缘电阻和温度。
发电机空载升压试验 发电机在额定转速下运行，机组不带负荷，调整发电机转子电流使定子电压从零升到额定值，检查发电机各部位是否有异常情况。然后录制空载特性曲线，即发电机定子电压与转子电流的关系曲线。录制空载特性时，发电机转子电流达到额定值为限，此时定子电压约为1.3倍额定电压。对于有层间绝缘的定子绕组，当转子电流达到额定值时停留5 min，进行层间绝缘耐压试验。发电机空载试验时还要进行测量表计、继电保护装置的电压回路检查，灭磁开关试验和单相接地试验并测量轴电压。
机组过速度试验 机组过速度试验是检查过速保护装置的动作值和机组本身在过速条件下的运行情况。过速度保护装置通常整定在比机组最大转速上升值的百分数加5%。过速试验用手动操作平稳地提高机组转速达到规定值后，立即将转速降至额定值。在过速度试验时记录机组各部摆度、温度和振动。试验完毕后停机检查机组的固定及转动部分有无异常现象。
机组空载下调速器和励磁装置的试验 机组空载运行下分别进行调速器和励磁装置的试验。试验的目的是在空载条件下检查调速器和励磁装置的特性和动态品质。调速器试验包括手动和自动切换试验、频率给定调整范围试验、空载扰动试验等。励磁装置试验包括起励试验、电压调节范围试验、手动和自动切换试验、空载扰动试验以及励磁调节器的频率特性试验等。
同步回路检查和试验 机组通常都装有手动准同步装置和自动准同步装置。同步回路检查是在发电机空载时将发电机电压通过两组电压互感器接到手动准同步装置或自动准同步装置内，此时同步表或同步装置指示应正确，同时在两组电压互感器的二次侧检查相序并定相，证明同步回路接线正确。同步回路试验是在断路器断开的情况下将系统电压与发电机电压两个不同的电源引入手动准同步装置，此时同步表的指针将顺时针或逆时针方向旋转，表示机组的频率大于或小于电力系统频率。调整机组的频率和电压使之与电力系统的频率和电压基本相等，同步表的指针旋转趋慢，当接近同步点时，超前相角差大约相当于断路器合闸时间的相角差时，即可投入断路器与电力系统并网。试验自动准同步装置时可以用示波器录制示波图。
对于设计采用自同步方式并网的机组，还应进行自同步并网试验。试验开始时机组处于停机状态，然后自动开机，当机组转速对应的频率接近电力系统同步频率时，通过频率差继电器或转速继电器将断路器投入，然后合上励磁开关，机组即可拉入同步，可用示波器录制机组自同步过程主要参数的示波图。(见同步系统)