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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Sección 1 Reglas Generales Normas de pruebas de aceptación. Generadores síncronos y compensadores
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Normas para la instalación de instalaciones eléctricas (PUE) 1.8.13. Los generadores síncronos con una potencia superior a 1 MW y una tensión superior a 1 kV, así como los compensadores síncronos, deberán probarse íntegramente de conformidad con este párrafo. Los generadores con una potencia de hasta 1 MW y una tensión superior a 1 kV deben probarse de acuerdo con los párrafos 1-5, 7-15 de este párrafo. Los generadores con tensión de hasta 1 kV, independientemente de su potencia, deberán ensayarse de acuerdo con los párrafos 2, 4, 5, 8, 10-14 de este párrafo. 1. Determinación de la posibilidad de encendido sin secado de generadores por encima de 1 kV. Debe ser producido de acuerdo con las instrucciones del fabricante. 2. Medida de la resistencia de aislamiento. La resistencia de aislamiento no debe ser inferior a los valores dados en la Tabla 1.8.1. 3. Probar el aislamiento del devanado del estator con tensión rectificada aumentada y medir la corriente de fuga por fase. Cada fase o rama se prueba por separado con otras fases o ramas conectadas a la carcasa. Para generadores con devanados de estator refrigerados por agua, las pruebas se llevan a cabo si esta posibilidad está prevista en el diseño del generador. Los valores de voltaje de prueba se dan en la Tabla 1.8.2. Para generadores de turbina del tipo TGV-300, la prueba debe realizarse a lo largo de las ramas. La tensión de prueba rectificada para generadores de los tipos TGV-200 y TGV-300 es de 40 y 50 kV, respectivamente. Para turbogeneradores TVM-500 (Unom=36,75 kV), la tensión de prueba es de 75 kV. La medición de las corrientes de fuga para construir curvas de su dependencia del voltaje se lleva a cabo con al menos cinco valores de voltaje rectificado, desde 0,2Umax hasta Umax en pasos iguales. En cada etapa el voltaje se mantiene durante 1 minuto. En este caso, las corrientes de fuga se registran después de 15 y 60 s. Las características obtenidas se evalúan de acuerdo con las instrucciones del fabricante. 4. Pruebas de aislamiento con alta tensión de frecuencia industrial. La prueba se lleva a cabo de acuerdo con los estándares dados en la Tabla 1.8.3. Cada fase o rama se prueba por separado con otras fases o ramas conectadas a la carcasa. La duración de la aplicación de la tensión de prueba normalizada es de 1 min. Al realizar pruebas de aislamiento con tensión de frecuencia industrial elevada, se debe seguir lo siguiente: a) se recomienda probar el aislamiento de los devanados del estator del generador antes de insertar el rotor en el estator. Si la unión y el montaje del estator del generador de hidrógeno se realizan en el lugar de instalación y posteriormente el estator se instala en el eje en forma ensamblada, entonces su aislamiento se prueba dos veces: después del montaje en el lugar de instalación y después de instalar el estator en el eje antes de que el rotor se inserte en el estator. Durante la prueba se controla el estado de las partes frontales de la máquina: en el caso de los turbogeneradores, con las protecciones laterales retiradas, en los hidrogeneradores, con las trampillas de ventilación abiertas; b) la prueba del aislamiento del devanado del estator en máquinas refrigeradas por agua debe realizarse con la circulación de agua destilada en el sistema de refrigeración con una resistividad de al menos 100 kOhm/cm y un caudal nominal; c) después de probar el devanado del estator con voltaje aumentado durante 1 minuto, para generadores de 10 kV y superiores, reducir el voltaje de prueba al voltaje nominal del generador y mantenerlo durante 5 minutos para observar la corona de las partes frontales de los devanados del estator . En este caso, no debe haber resplandor amarillo o rojo concentrado en puntos individuales, aparición de humo, vendajes humeantes y fenómenos similares. Se permite el brillo azul y blanco; d) la prueba del aislamiento del devanado del rotor de los turbogeneradores se realiza a la velocidad nominal del rotor; e) antes de poner en funcionamiento el generador después de completar la instalación (para turbogeneradores, después de insertar el rotor en el estator e instalar los escudos terminales), es necesario realizar una prueba de control con un voltaje de frecuencia nominal de potencia o un voltaje rectificado igual a 1,5 Un. Duración de la prueba 1 min. 5. Medición de resistencia de CC. Las normas para las desviaciones permitidas de la resistencia de CC se dan en la Tabla 1.8.4. Al comparar valores de resistencia, se deben llevar a la misma temperatura. 6. Medida de la resistencia del devanado del rotor a la corriente alterna. La medición se lleva a cabo para identificar cortocircuitos en los devanados del rotor, así como el estado del sistema de amortiguación del rotor. Para rotores de polos no salientes, se mide la resistencia de todo el devanado, y para rotores de polos salientes, la resistencia de cada polo del devanado individualmente o de dos polos juntos. La medición debe realizarse con un voltaje de entrada de 3 V por vuelta, pero no más de 200 V. Al elegir el valor del voltaje de entrada, se debe tener en cuenta la dependencia de la resistencia del valor del voltaje de entrada. La resistencia de los devanados de los rotores de polos no salientes se determina en tres o cuatro niveles de velocidad, incluida la nominal, y en estado estacionario, manteniendo constante la tensión o corriente aplicada. La resistencia entre polos o pares de polos se mide únicamente con un rotor estacionario. Las desviaciones de los resultados obtenidos de los datos del fabricante o del valor promedio de las resistencias polares medidas en más del 3-5% indican la presencia de defectos en el devanado del rotor. La aparición de fallas de giro se indica por la naturaleza abrupta de la disminución de la resistencia al aumentar la velocidad de rotación, y la mala calidad en los contactos del sistema amortiguador del rotor se indica por la naturaleza suave de la disminución de la resistencia al aumentar la velocidad de rotación. La conclusión final sobre la presencia y el número de espiras cerradas debe hacerse basándose en los resultados de tomar las características de cortocircuito y compararlas con los datos del fabricante. 7. Comprobación y prueba de equipos eléctricos de sistemas de excitación. Se proporcionan normas para probar equipos de potencia de sistemas de autoexcitación de tiristores (en adelante, STS), sistemas de excitación de tiristores independientes (STN), sistemas de excitación sin escobillas (BSV) y sistemas semiconductores de excitación de alta frecuencia (HF). La comprobación del regulador de excitación automática, dispositivos de protección, dispositivos de control, automatización, etc. se realiza de acuerdo con las instrucciones del fabricante. La verificación y prueba de los excitadores de máquinas eléctricas debería realizarse de acuerdo con 1.8.14. 7.1. Medida de la resistencia de aislamiento. Los valores de resistencia de aislamiento a temperaturas de 10-30 ºС deben corresponder a los indicados en la Tabla 1.8.5. 7.2. Prueba de sobretensión de frecuencia industrial. El valor del voltaje de prueba se toma de acuerdo con la Tabla 1.8.5, la duración de la aplicación del voltaje de prueba es de 1 min. 7.3. Medición de resistencia en corriente continua de devanados de transformadores y máquinas eléctricas en sistemas de excitación. La resistencia de los devanados de las máquinas eléctricas (generador auxiliar en el sistema STN, generador inductor en el sistema HF, generador síncrono invertido en el sistema BSV) no debe diferir en más del 2% de los datos de fábrica; devanados de transformadores (rectificadores en sistemas STS, STN, BSV; en serie en sistemas STS individuales): en más del 5%. Las resistencias de las ramas paralelas de los devanados de trabajo de los generadores inductores no deben diferir entre sí en más del 15%, las resistencias de fase de los excitadores giratorios, en no más del 10%. 7.4. Revisión de transformadores (rectificador, serie, necesidades auxiliares, excitación inicial, transformadores de instrumentos de tensión y corriente). La verificación se realiza de acuerdo con las normas indicadas en 1.8.16, 1.8.17, 1.8.18. Para transformadores de CC en serie, también se determina la relación entre el voltaje en los devanados secundarios abiertos y la corriente del estator del generador U2p.t.=f(Ist.). La característica U2p.t.=f(Ist.) se determina tomando las características de un cortocircuito trifásico del generador (unidad) a Ist.nom. Las características de las fases individuales (con transformadores en serie monofásicos) no deben difieren entre sí en más del 5%. 7.5. Determinación de características de un generador auxiliar síncrono de frecuencia eléctrica en sistemas STN. El generador auxiliar (AG) se verifica de acuerdo con el párrafo 8 de este párrafo. La característica de cortocircuito del generador de alto voltaje se determina hasta Ist.nom., y la característica de ralentí se determina hasta 1,3Ust.nom. comprobando el aislamiento de la espira durante 5 minutos. 7.6. Determinación de las características de una instalación de generador inductor junto con una instalación rectificadora en un sistema de excitación AF. Producido con el devanado de excitación en serie apagado. Características de la velocidad sin carga de un generador de inductores junto con una unidad rectificadora (RU), [Ust, Uv=f(In.v.), donde In.v. - corriente en el devanado de excitación independiente], determinada al valor Uву, correspondiente al doble del valor nominal de la tensión del rotor, no debe diferir del valor de fábrica en más del 5%. La variación de voltaje entre válvulas de CA conectadas en serie no debe exceder el 10% del valor promedio. Las características de cortocircuito del generador inductor junto con el dispositivo de control tampoco deben diferir del valor de fábrica en más del 5%. Con una corriente rectificada correspondiente a la corriente nominal del rotor, la propagación de corrientes a lo largo de las ramas paralelas en los brazos de la unidad de control no debe exceder el ±20% del valor promedio. La característica de carga también se determina cuando se trabaja en el rotor hasta Iрхх[Iр=f(Iв.в.)], donde Iв.в. - corriente de excitación del excitador. 7.7. Determinación de las características externas de un subexcitador giratorio en sistemas de excitación de AF. Cuando cambia la carga en el excitador (la carga es un regulador de excitación automático), el cambio en el voltaje del excitador no debe exceder el valor especificado en la documentación de fábrica. La diferencia de tensión entre fases no debe exceder el 10%. 7.8. Comprobación de los elementos de un generador síncrono invertido y un convertidor giratorio en el sistema BSV. Se mide la resistencia CC de las conexiones de contacto de transición del rectificador giratorio: la resistencia del conductor actual, que consta de terminales de devanado y pasadores pasantes que conectan el devanado del inducido a los fusibles (si los hay); conexiones de válvulas con fusibles; la resistencia del convertidor giratorio se fusiona. Los resultados de las mediciones se comparan con los estándares de fábrica. Se comprueban las fuerzas de apriete de válvulas, fusibles de circuitos RC, varistores, etc. de acuerdo con los estándares de fábrica. Las corrientes inversas de las válvulas convertidoras giratorias se miden en un circuito completo con circuitos RC (o varistores) a un voltaje igual al voltaje repetido para una clase determinada. Las corrientes no deben exceder los valores especificados en las instrucciones de fábrica para los sistemas de excitación. 7.9. Determinación de las características de un generador invertido y un rectificador giratorio en modos de cortocircuito trifásico del generador (unidad). Se miden la corriente del estator Ist, la corriente de excitación del excitador Iv.v., la tensión del rotor Uр y se determina la correspondencia de las características del excitador Uр=f(In.v.) con las de fábrica. Con base en las corrientes del estator medidas y la característica de cortocircuito de fábrica del generador Ist=f(Iр), se determinan los ajustes correctos de los sensores de corriente del rotor. La desviación de la corriente del rotor medida con un sensor tipo DTR-P (corriente de salida BSV) no debe exceder el 10% del valor calculado de la corriente del rotor. 7.10. Pruebas de convertidores de tiristores de sistemas STS, STN, BSV. La medición de la resistencia de aislamiento y las pruebas de alto voltaje se llevan a cabo de acuerdo con la Tabla 1.8.5. Las pruebas hidráulicas se llevan a cabo con mayor presión de agua en convertidores de tiristores (TC) con sistema de refrigeración por agua. El valor de la presión y el tiempo de su exposición deben cumplir con las normas del fabricante para cada tipo de convertidor. El aislamiento del TC se vuelve a comprobar después de llenarlo con destilado (consulte la Tabla 1.8.3). Se comprueba la ausencia de tiristores rotos o circuitos RC dañados. La prueba se realiza utilizando un óhmetro. La integridad de los circuitos paralelos del cartucho fusible de cada fusible de potencia se verifica midiendo la resistencia de CC. Se verifica el estado del sistema de control de tiristores y el rango de regulación del voltaje rectificado cuando se expone al sistema de control de tiristores. El TP se verifica cuando el generador está funcionando en modo nominal con la corriente nominal del rotor. El control se realiza en la siguiente medida:
7.11. Comprobación de la instalación del diodo rectificador en el sistema de excitación RF. Se realiza cuando el generador está funcionando en modo nominal con la corriente nominal del rotor. Al verificar, se determina:
7.12. Comprobación de equipos de conmutación, resistencias de potencia, equipos auxiliares para sistemas de excitación. El control se lleva a cabo de acuerdo con las instrucciones del fabricante y 1.8.34. 7.13. Medición de temperatura de resistencias de potencia, diodos, fusibles, barras colectoras y demás elementos de convertidores y armarios en los que se encuentren. Las mediciones se realizan después de encender los sistemas de excitación bajo carga. Las temperaturas de los elementos no deben exceder los valores especificados en las instrucciones de los fabricantes. Al realizar la verificación, se recomienda utilizar cámaras termográficas, se permite el uso de pirómetros. 8. Definición de las características del generador: a) cortocircuito trifásico. La característica se elimina cuando la corriente del estator cambia a la nominal. Las desviaciones de las especificaciones de fábrica deben estar dentro del error de medición. Una disminución en la característica medida, que excede el error de medición, indica la presencia de cortocircuitos de vuelta en el devanado del rotor. Para los generadores que funcionan en un bloque con transformador, se elimina la característica de cortocircuito de todo el bloque (con la instalación de un cortocircuito detrás del transformador). Las características del propio generador, que funciona en un bloque con transformador, no pueden determinarse si existen los correspondientes informes de prueba en el banco del fabricante. Para compensadores síncronos sin motor acelerador, las características de un cortocircuito trifásico se miden durante la rueda libre, si no hay una característica tomada en fábrica; b) ralentí. Elevar la tensión de la frecuencia nominal en ralentí al 130% de la tensión nominal de turbogeneradores y compensadores síncronos, hasta el 150% de la tensión nominal de generadores hidráulicos. Se permite llevar las características de ralentí de un turbo y un hidrogenerador hasta la corriente de excitación nominal a una velocidad reducida del generador, siempre que la tensión en el devanado del estator no supere 1,3 nominal. Para compensadores síncronos, se permite tomar la característica de reducción. Para generadores que operan en un bloque con transformadores, se elimina la característica de inactividad del bloque; en este caso, el generador se excita a una tensión nominal de 1,15 (limitada por el transformador). La característica de ralentí del propio generador, desconectado del transformador de la unidad, no podrá tomarse si existen los correspondientes informes de prueba del fabricante. La desviación de las características de ralentí con respecto a las de fábrica no está estandarizada, pero debe estar dentro del error de medición. 9. Prueba de aislamiento entre vueltas. La prueba debe realizarse elevando la tensión de la frecuencia nominal del generador en ralentí a un valor correspondiente al 150% de la tensión nominal del estator de los generadores hidráulicos, el 130% de los turbogeneradores y los compensadores síncronos. Para generadores que funcionan en bloque con transformador, consulte las instrucciones del párrafo 9. En este caso, se debe comprobar la simetría de las tensiones entre fases. La duración de la prueba al voltaje más alto es de 5 minutos. Se recomienda probar el aislamiento entre espiras simultáneamente con la toma de las características de ralentí. 10. Medición de vibraciones. La vibración (rango de desplazamientos de vibración, doble amplitud de vibraciones) de los componentes del generador y sus excitadores de máquinas eléctricas no debe exceder los valores indicados en la Tabla 1.8.6. La vibración de los cojinetes de los compensadores síncronos con una velocidad nominal del rotor de 750-1500 rpm no debe exceder 80 μm en el rango de desplazamientos de vibración o 2,2 mm s-1 en el valor cuadrático medio de la velocidad de vibración. 11. Comprobación y prueba del sistema de refrigeración. Producido de acuerdo con las instrucciones del fabricante. 12. Comprobación y prueba del sistema de suministro de aceite. Producido de acuerdo con las instrucciones del fabricante. 13. Comprobación del aislamiento del cojinete durante el funcionamiento del generador (compensador). Se realiza midiendo el voltaje entre los extremos del eje, así como entre la placa de cimentación y la carcasa aislada del cojinete. En este caso, la tensión entre la placa de cimentación y el rodamiento no debe ser mayor que la tensión entre los extremos del eje. Una diferencia entre tensiones superior al 10% indica un fallo de aislamiento. 14. Prueba del generador (compensador) bajo carga. La carga está determinada por las capacidades prácticas durante las pruebas de aceptación. El calentamiento del estator con una carga determinada debe corresponder a las especificaciones. 15. Determinación de las características del colector excitador. La característica sin carga se determina hasta el valor de voltaje más alto (techo) o el valor establecido por el fabricante. La característica de carga se toma cuando la carga en el rotor del generador no es inferior a la corriente de excitación nominal del generador. Las desviaciones de las características de las de fábrica deben estar dentro del error de medición permitido. 16. Prueba de los cables terminales del devanado del estator del turbogenerador de la serie TGV. Además de las pruebas especificadas en las Tablas 1.8.1 y 1.8.3, los terminales finales con aislamiento de epoxi de vidrio del condensador se someten a pruebas de acuerdo con las cláusulas 16.1 y 16.2. 16.1. Medida de la tangente de pérdidas dieléctricas (tg δ). La medición se realiza antes de instalar el terminal final en el turbogenerador a una tensión de prueba de 10 kV y una temperatura ambiente de 10-30ºС. El valor tg δ del terminal ensamblado no debe exceder el 130% del valor obtenido de las mediciones de fábrica. En el caso de medir tg δ del terminal final sin tapas de porcelana, su valor no debe exceder el 3%. 16.2. Comprobación de la estanqueidad al gas. La prueba de estanqueidad al gas de los terminales finales, ensayada en fábrica con una presión de 0,6 MPa, se realiza con una presión de aire comprimido de 0,5 MPa. Se considera que el terminal final ha superado el ensayo si, a una presión de 0,3 MPa, la caída de presión no supera 1 kPa/h. 17. Medición de la tensión residual del generador cuando se apaga el AGP en el circuito del rotor. El valor de la tensión residual no está estandarizado. 18. Prueba del generador (compensador) bajo carga. La carga está determinada por las capacidades prácticas durante las pruebas de aceptación. El calentamiento del estator con una carga determinada debe corresponder a los datos del fabricante. Tabla 1.8.1. Valores aceptables de resistencia de aislamiento y coeficiente de adsorción.
Tabla 1.8.2. Pruebe el voltaje rectificado para los devanados del estator de generadores y compensadores síncronos.
Tabla 1.8.3. Tensión de prueba de frecuencia industrial para devanados de generadores y compensadores síncronos.
* Para terminales probados en fábrica junto con el aislamiento del devanado del estator. ** Para terminales de reserva antes de la instalación en el turbogenerador. Tabla 1.8.4. Desviación permitida de la resistencia CC
Tabla 1.8.5. Resistencia de aislamiento y tensiones de prueba de elementos del sistema de excitación.
Tabla 1.8.6. Valores límite de vibración de generadores y sus excitadores.
* si se dispone de equipo de monitoreo de la velocidad de vibración, se mide; el valor cuadrático medio de la velocidad de vibración no debe exceder 2,8 mm s-1 a lo largo de los ejes vertical y transversal y 4,5 mm s-1 a lo largo del eje longitudinal.
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