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講解電動(dòng)機(jī)繞組的直流電阻測(cè)試儀測(cè)試與分析

講解電動(dòng)機(jī)繞組的直流電阻測(cè)試儀測(cè)試與分析

 

電念頭繞組的直流電阻是電念頭出廠交接和預(yù)防性試驗(yàn)的根底項(xiàng)目之一,也是電念頭發(fā)生故障后的重要檢查項(xiàng)目。由于電念頭繞組中存在著大量的接頭,以及在線圈繞制過程中,導(dǎo)線在彎曲面上存在著裂紋等現(xiàn)象,經(jīng)由一按時(shí)間運(yùn)行后,可能會(huì)發(fā)生接觸不良甚至斷裂,因此直流電阻的測(cè)量及其不服衡率的分析對(duì)綜合判斷電念頭繞組的故障可供給重要信息。

 

1 試驗(yàn)道理

 

電念頭繞組可認(rèn)為是電感L與其電阻R串聯(lián)的等值電路。由于電感中的電流只能漸變不能突變,所以直流電源E剛接通的瞬間,電感中的電流為零,電阻R中電流亦為零。測(cè)量回路電流i合適下式方程:

 

式中τ為回路時(shí)間常數(shù),τ=L/R。由上式可知,在t=0的時(shí)刻,i=0。此后電路即開始向不變狀態(tài)過渡。電路達(dá)到穩(wěn)按時(shí)間的長短,取決于L與R的比值,即回路的時(shí)間常數(shù)。由于大型電念頭的τ值比小電念頭的大得多,所以大型電念頭達(dá)到不變的時(shí)間相當(dāng)長。即τ越大,i達(dá)到不變所需的時(shí)間就越長,反之,τ越小,則時(shí)間越短。實(shí)際上,當(dāng)t=5τ時(shí),電流已達(dá)不變值的99.3%,這時(shí)可認(rèn)為電路已經(jīng)不變。工程上常認(rèn)為經(jīng)由5τ時(shí)間后,過渡過程便根底竣事。

 

2 試驗(yàn)方式及法度圭臬

 

直流雙臂電橋在測(cè)量直流電阻時(shí)能夠避免連接線和接觸電阻所引起的誤差,經(jīng)由過程被測(cè)繞組的電流遠(yuǎn)小于正常時(shí)的工作電流,能避免由于繞組發(fā)燒所引起的測(cè)量誤差。因此可以采用雙臂電橋來精確測(cè)量高壓電念頭繞組的直流電阻。

 

2.1 試驗(yàn)接線圖

 

雙臂電橋的的道理結(jié)線圖如圖1所示。圖中電阻R1、R2、R3、R4和R5為尺度電阻,Rx為被測(cè)電阻,R是一根粗連接線的電阻。被測(cè)電阻Rx必需具備2對(duì)接頭:電流接頭C1、C2和電位接頭P1、P2,而且電流接頭必然要在電位接頭的外邊。

 

2.2 試驗(yàn)法度圭臬及注意事項(xiàng)

 

采用雙臂電橋測(cè)量電念頭繞組直流電阻的法度圭臬如下:

 

 

(1)確定電橋采用的電源。根椐所用雙臂電橋功能與現(xiàn)場(chǎng)條件,確定采用電池供電或從外部穩(wěn)壓電源供電。

 

(2)檢流計(jì)的調(diào)整。首先打開電源開關(guān),然后調(diào)節(jié)檢流計(jì)的“調(diào)零”電阻,使檢流計(jì)指針指零。再將檢流計(jì)的“活絡(luò)度”旋鈕逆時(shí)針旋至最大位置,使活絡(luò)度最低,這樣在后面的操作中容易調(diào)整電橋均衡。調(diào)好之后斷開電源開關(guān)。

 

(3)估算被測(cè)電阻。由于直流雙臂電橋測(cè)量的精確程度較高,在測(cè)量時(shí)必需首先估算被測(cè)電念頭電樞線圈的電阻值,這樣可使后面的操作中電橋容易調(diào)整到均衡。電阻的估算可采用萬用表測(cè)量電念頭電樞繞組的電阻值。

 

(4)被測(cè)電阻的接入。從電念頭的電樞繞組兩頭引出導(dǎo)線,然后將它們接到被測(cè)接線柱C2、P2、P1、C1上,雙臂電橋電壓端子P1、P2所引出的接線應(yīng)比由電流端子C1、G2所引出的接線更接近被測(cè)電阻。接線柱擰緊可減小接觸電阻對(duì)測(cè)量的影響,所測(cè)量的電阻值應(yīng)為P1、P2間的值。

 

(5)斗勁臂的選擇。測(cè)量過程很關(guān)頭的一步是如何選擇斗勁臂,按照估量被測(cè)電阻Rx的數(shù)值來選擇電橋的尺度電阻和適當(dāng)?shù)谋堵蔬M(jìn)行測(cè)量,使“斗勁臂”可調(diào)電阻各檔充實(shí)被操作,以提高讀數(shù)的精度。選擇尺度電阻時(shí),應(yīng)盡量使其阻值與被測(cè)電阻在同一數(shù)量級(jí),最好滿足下列關(guān)系式:

 

Rx/10

 

(6)測(cè)量。測(cè)量時(shí),先接通電流回路,待電流達(dá)到不變值時(shí),接通檢流計(jì)。調(diào)節(jié)讀數(shù)臂阻值使檢流計(jì)指零。若檢流計(jì)的指針向“+”標(biāo)的目的偏轉(zhuǎn)時(shí),應(yīng)減小斗勁臂的數(shù)值;若檢流計(jì)的指針向“-”標(biāo)的目的偏轉(zhuǎn)時(shí),應(yīng)增加斗勁臂的數(shù)值,直到檢流計(jì)的指針指零為止。

 

(7)讀數(shù)。調(diào)整到檢流計(jì)指針指零時(shí),測(cè)量完畢,就可讀數(shù)。被測(cè)電阻的電阻值=斗勁盤的數(shù)值×比率盤的數(shù)值。測(cè)量竣事時(shí),應(yīng)先斷開檢流計(jì)按鈕,再斷開電源,以免在測(cè)量具有電感的直流電阻時(shí)其自感電動(dòng)勢(shì)損壞檢流計(jì)。

 

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

 

按照上述方式與法度圭臬采用雙臂電橋法測(cè)量電念頭定子繞組直流電阻后,需要對(duì)測(cè)量功能進(jìn)行分析與措置,以便查找電念頭繞組問題。

 

(1)測(cè)量三相繞組。操作雙臂電橋分袂測(cè)出電念頭定子三相繞組RA,RB,RC。如果如電念頭中性點(diǎn)未引出,可測(cè)量線間電阻即RAB,RBC,RCA。

 

(2)計(jì)較三相繞組的不服衡率:

 

不服衡率=(三相中實(shí)測(cè)最大值-最小值)/三相算術(shù)平均值×100%

 

3kV及以上或100kW及以上的電念頭三相不服衡率不應(yīng)跨越2%;電念頭中性點(diǎn)未引出者,用線電阻彼此斗勁,即RAB,RBC,RCA彼此斗勁,其彼此不合不應(yīng)跨越1%。

 

(3)測(cè)量功能與以前測(cè)量功能進(jìn)行斗勁。分析時(shí),每次所測(cè)電阻值都必需換算到同一溫度下進(jìn)行斗勁,若斗勁功能直流電阻雖未跨越尺度,但每次測(cè)量的數(shù)值都有所增加,這種環(huán)境也應(yīng)引起足夠的重視。不合溫度下測(cè)量的直流電阻換算到同一溫度,公式如下:

 

Rx=Ra*(T+tx)/(T+ta)

 

式中

 

Rx———換算至溫度為tx時(shí)的電阻值;

 

Ra———溫度為ta時(shí)所測(cè)得的電阻值;

 

T———溫度換算系數(shù),銅線為235,鋁線為225;

 

tx———需換算RX的溫度;

 

ta———測(cè)量Ra時(shí)的溫度。

 

(4)查找缺陷相。電念頭中性點(diǎn)未引出時(shí),需要將定子繞組線電阻換算成相電阻,從而判明故障地址的相序。繞組星形連接換算方式如下:

 

RA=(RAB+RAC-RBC)/2

 

RB=(RAB+RBC-RAC)/2

 

RC=(RAC+RBC-RAB)/2

 

(5)分析三相電阻不服衡的原因。電念頭繞組直流電阻不服衡的原因主要有匝間短路、接觸不良、并繞導(dǎo)線呈現(xiàn)斷股等。按照測(cè)量故障相電阻值的巨細(xì)進(jìn)行故障原因判斷。電阻值過小,可能為匝間發(fā)生短路;電阻值過大,可能為接觸不良或是呈現(xiàn)斷股。

 

3 案例分析

 

采用雙臂電橋法分袂對(duì)一臺(tái)JRZ1000-10 800kW電念頭定、轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行電阻測(cè)量。測(cè)量功能如表1所示,并按照所測(cè)技法術(shù)據(jù)進(jìn)行偏差值的計(jì)較。

 

1 定、轉(zhuǎn)子三相線電阻測(cè)試數(shù)值

 

(1)按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》,3kV及以上或100kW及以上的電念頭各相繞組直流電阻值的彼此不合不應(yīng)跨越最小值的2%;中性點(diǎn)未引出者,可測(cè)量線間電阻,其彼此不合不應(yīng)跨越1%。從測(cè)量功能及偏差值中可知,轉(zhuǎn)子繞組直流電阻偏差0.87%,屬及格繞組,定子繞組直流電阻偏差2.14%,屬不及格繞組。

 

(2)據(jù)此環(huán)境,將定子繞組線電阻換算成相電阻,從而判明故障地址的相序:

 

RA=(RAB+RAC-RBC)/2=0.4529Ω

 

RB=(RAB+RBC-RAC)/2=0.4532Ω

 

RC=(RAC+RBC-RAB)/2=0.4722Ω

 

2 定子三相電阻數(shù)值

 

按照已求出的三相電阻,進(jìn)行偏差值分析,求出三相不服衡率如表2所示。電念頭在正常運(yùn)行過程中A,B兩相不成能同時(shí)發(fā)生匝間短路,如果發(fā)生匝間短路也必定會(huì)發(fā)生繞組燒毀現(xiàn)象。因此,在查找繞組故障點(diǎn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)從繞組接頭斷線或接觸不良的環(huán)境進(jìn)行查找。依據(jù)以上數(shù)據(jù)斗勁對(duì)照測(cè)試尺度要求可判斷,C相為故障相。

 

4 竣事語

 

電念頭繞阻直流電阻的測(cè)量,可按照電念頭繞阻電阻巨細(xì)采用不合的方式,如小型電機(jī)的繞阻直流電阻較大,可以采用電流電壓表法或單臂電橋來測(cè)量。本文介紹的雙臂電橋法,合用于大中型電念頭和變壓器繞組直流電阻的測(cè)量。矯捷選擇測(cè)量方式,學(xué)會(huì)相關(guān)儀器儀表的操作,才能得出精確的功能。對(duì)功能進(jìn)行科學(xué)的分析,從而掌握電念頭運(yùn)行狀態(tài),對(duì)電機(jī)的運(yùn)行與檢修供給輔佐。

 

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