图106　发电机的空载特性曲线

（一）目的和意义

发电机的空载特性，是指额定转速下当发电机的负载电流等于零时，发电机定子端电压U0与转子励磁电流IL的变化关系，如图10-6所示。

通过空载特性试验，不仅可以检查发电机励磁系统的工作情况，观察发电机磁路的饱和程度，而且可以检查发电机定子和转子的连接是否正确，并通过它求得发电机的有关参数（例如电机电压变化率ΔU%，同步电抗Xd，短路比K和负载特性等）。

（二）空载特性试验步骤

空载特性试验原理接线如图10-7所示。

试验步骤为：

（1）按图10-7接线，并检查无误，将励磁电阻Rn调至最大位置。

图10-7　空载特性试验原理接线

LQQ—励磁机励磁绕组；LQ—发电机励磁绕组；FL—直流分流器（75mV，0.2级）；—直流毫伏表（0～75mV，0.5级）；RF—发电机灭磁电阻；Rn—励磁电阻（励磁变阻器）；F—发电机定子；YH—电压互感器0.5级；—交流电压表0.5级；DL—发电机出口断路器；Hz—频率表0.2级

（2）将电压调整器、强励和强减（在水轮机组上有此装置）装置退出（如果不作匝间耐压试验，强减装置可不退出）。将发电机差动、过流、接地保护装置投入。

（3）启动发电机，使转速达到额定转速并保持不变。

（4）电机在空载状态下，合上励磁开关MK，慢慢调节励磁，使发电机励磁电流增大，此时发电机端电压U0随着励磁电流IL的增大而升高，分段记录U0和IL的数值，直到端电压升高到额定电压的1.25倍左右。然后再分段调节励磁，使励磁电流下降，直到零，记录U0和IL的数值。

（5）在增减励磁时，每增减额定电压15%～20%，记录一次表计读数。当电压升至额定电压值附近的测点，应适当增加记录次数。

（6）结合进行匝间耐压试验时，调节励磁将电机电压升到1.3倍额定电压值，耐压5min，且在这段时间内每隔1min记录一次各表计读数。(www.daowen.com)

（7）断开励磁时，电机保持额定转速，在定子绕组出线端测量定子的残余电压值。

（三）注意事项

（1）合上励磁开关后，应慢慢升压，当电压升至额定电压的20%时，检查三相电压是否平衡，且巡视电机、母线设备等是否正常。如有异常时应迅速降压，查明原因。

（2）使用同一型号的电压表测量电压。当确认各相电压相差很小时，试验可用一只电压表，测量一个相间电压。

（3）调节励磁到一定数值，待表计指针稳定后进行读数。在录制曲线的饱和部分不能达到上述要求时，则可外接滑线电阻，但在试验完成后要拆除外接电阻。

（4）在记录上升和下降曲线时，调节励磁只能向一个方向调节，不准中途反向。否则由于铁芯产生磁滞作用，将影响试验结果。

（5）一般水轮发电机定子电压升至1.3倍额定电压作匝间耐压试验时，转子电流将超过额定值，如果制造厂容许，则可与空载特性试验结合进行，否则可以将发电机转速提高到105%～110%，以降低转子电流值。

（6）试验时，需指定专人在电机本体处监视，并事先与配电盘人员确定联系信号。

（7）测量定子绕组残余电压时，励磁开关应在断开位置。测量人员要戴绝缘手套并利用绝缘棒测量，使用多量程的交流电压表。

（8）试验时，发现异常现象立即停止试验，查明原因。

（四）试验结果分析

（1）试验过程中转速不恒定，则所测电压应按下列公式换算到额定转速时的电压值：

（2）将各仪表读数换算成实际值，其中定子电压应取三相电压的平均值。

（3）整理数据，绘制空载特性曲线。由于铁芯磁滞的影响，曲线的上升和下降不是重合的，取平均值绘制的曲线即空载特性曲线。

（4）根据所得空载特性曲线与出厂数据和历年的数据进行比较，以鉴别有无变化。

（5）匝间耐压试验时，若是电压突然下降，或电机内部冒烟、有焦味等都说明可能发生定子绕组匝间绝缘损坏。