某抽蓄电站定子铁损试验介绍

某抽蓄电站定子铁损试验介绍
发表时间：2018-11-13T20:51:03.613Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：何忠华李既明钱晓忠周勇郭立熊一慧
[导读] 摘要：介绍了某抽蓄电站发电电动机定子铁损试验及计算方法、试验过程，为相关电站的铁损试验提供了借鉴。

（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司湖南省长沙市 410213）
摘要：介绍了某抽蓄电站发电电动机定子铁损试验及计算方法、试验过程，为相关电站的铁损试验提供了借鉴。

关键词：定子、铁损试验
1、概述
1.1 简述
某抽水蓄能电站发电电动机定子采用工地现场组装的安装方式，两瓣定子机座在安装间组焊，进行铁片叠装与紧压，随后进行铁芯磁化试验，合格后进行定子下线工作。

定子铁芯采用DW270-50型低损耗、高导磁、无时效、不老化的冷轧矽钢片，厚度为0.5～0.7mm，表面喷涂厚度为0.02mm的F级绝缘漆以降低涡流损耗。

1.2 磁化试验的目的
大、中型水轮发电机组由于运输尺寸、重量等方面的因素限制，发电机定子机座通常采用分瓣制造运输，在安装现场进行组装焊接、铁芯堆积及定子下线等工作。

铁芯磁化试验在定子铁芯堆积、初步压紧完成后进行，其目的就是确认定子铁芯硅钢片设计制造、现场堆积、压紧等整体质量，检查铁片间是否有短路情况，绝缘是否良好。

发电机定子铁芯是由薄硅钢片现场叠装而成，在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。

为防止运行中因片间短路引起局部过热，威胁到机组的安全运行，在现场定子铁芯组装完成后，必须进行铁芯磁化试验。

另外铁芯磁化试验还能通过振动和发热使铁芯下沉，达到仅由加压所不能达到的进一步压紧铁芯的目的。

1.3 试验基本原理及方法
在发电电动机定子铁片堆积、压紧后的铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取激磁磁感应强度为1～1.2T，铁芯在交变磁通中产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热，温度升高。

若铁片间存在绝缘受损现象，相应部位将会产生较大的局部涡流，使温度急剧上升，出现过热点。

对过热点进行处理，可保障机组长期运行的稳定性。

试验中用酒精温度计或红外线测温计测量定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪扫描查找定子铁芯局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测量其感应电压，计算出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。

将测量、计算结果与设计要求相比较，从而判断定子铁芯的制造、安装整体质量。

2、试验准备
2.1 技术交底
在试验前，本试验方案经监理工程师审查批准后，组织全体试验人员及有关各方参加的技术交底会，由技术负责人详细介绍交代试验技术措施的内容、工作要点、注意事项与组织分工，使每位参试人员都明白自身职责与安全注意事项，确保试验工作顺利完成。

2.2 定子清扫与检查
试验前，确认定子铁芯紧固等全部机械工作完成，测量数据合乎设计要求。

将定子机座与基础支墩再次紧固，并用50 mm2接地线可靠接地。

认真检查定子槽内，不应有槽样棒遗留。

对定子各部位进行彻底的清扫，全面检查机座和铁芯，移走所有与试验无关的设备。

2.3 线圈缠绕
（1）定子紧压结束，清扫彻底，具备磁化试验条件后，可缠绕励磁与测量线圈。

（2）为使试验的磁通密度尽量均匀，8匝励磁线圈分为4组，每组2匝，对称分布串联缠绕。

采用185mm2单芯电缆缠绕到规定部位，缠绕线圈时，电缆要拉紧并紧靠铁芯，励磁线圈应贴在铁芯齿表面，棱角处垫厚度为5mm的橡皮进行保护。

缠绕线圈时，每个线圈的缠绕方向必须一致，缠完线圈后，在每个线圈的头部作好标记。

（3）测量线圈采用2.5mm2的铜芯电缆线，缠绕在任意两个励磁线圈中间部位，在齿部和槽底各缠绕1个测量线圈，在缠绕测量线圈时，绕组导线应从上下齿压板的缝隙中穿过，只包绕定子有效铁芯而不包绕定子机座，测量线圈匝数为1匝。

缠绕完毕后，用1000V兆欧表测量励磁及测量线圈对地绝缘，应大于1MΩ。

2.4 设备及表计连线
（1）将高压开关柜、隔离开关、变压器及测量表计等布置在安装场下游适当位置。

其中，10kV高压电缆箱式变电源侧和试验变压器低压侧暂不连接。

设备外壳必须可靠接地。

（2）接线结束后，仔细检查各设备、表计接线的正确性与可靠性，用1000V兆欧表测量回路绝缘电阻。

（3）进行10kV断路器的电动操作试验，分合闸应灵活可靠。

（4）可靠断开10kV断路器并确保在试验开始前不能合闸。

断开10kV远端跌落保险，T接10kV箱式变电源侧电缆。

（5）合上跌落保险，10kV电源送至断路器上侧。

2.5 温度计布置
将20只酒精温度计按上中下三层均匀布置在铁芯通风沟内，并按其在定子机座上的摆放位置进行编号。

按厂家的要求分布各测温元件及测量振动的仪表。

3、试验程序
（1）试验与警戒人员根据分工就位，测量并记录原始温度。

试验区安全隔离后，试验开始。

（2）在变压器空载的状态下，合10kV断路器，检查变压器、PT及表计工作是否正常。

（3）断开10KV断路器，确保其不能合闸。

确认短路开关均在断开位置。

将励磁电缆与变压器低压侧可靠连接。

（4）合上10KV断路器，在励磁回路串入电阻的的低磁通情况下，密切观察励磁回路及定铁芯有无异常情况，检查各表计读数是否正常。

（5）确认无异常后，依次合上短路开关①、②、③，开始进行30min的振动压紧试验。

（6）30min后断开10KV断路器。

检查定子压紧螺栓，对松动螺栓进行再次紧压。

（7）上述工作完成后，记录各测点的原始温度，参照上述步骤正式开始为时60min的磁化试验。

在开关①、②、③依次合上后开始计时，并记录起始励磁电压、励磁电流、功率、感应电压。

（8）试验过程中严密监视设备与定子情况，每隔10min记录一次各表计数据。

（9）60min后断开10KV断路器，试验结束。

（10 断开跌落保险，拆除10kV电源电缆。

恢复10kV供电。

4、试验结果分析
试验结束后，需将试验数据按下述公式换算到1T时的标准值，为进一步分析定子磁化试验数据提供依据。

按照制造厂的标准，定子表面温升小于30K即为合格，而不考虑温差、铁损等中国标准所规定的指标。

因此，此处的换算只是提供一些可资参考的资料。

4.1实际磁通密度：
B′=Uc×108/4.44f′WeSz(高斯)
Uc—测量线圈感应电压值
f′--实测频率
4.2铁轭重量：
G=πDavSz×7.665×10-3=3.14(704-30.9)×5871×7.665×10-3=95195(kg) 4.3单位铁损：
△Pfe=(Pfe/G)×(10000/B′)2(W/kg)
Pfe—实测总铁损(功率表读数乘以变比)
按制造厂提供的参考数据,单位铁损应不大于1.1 W/kg。

4.4最高铁芯温升：
△t1=(t3-t0) ×(10000/B′)2(℃)
t3—铁芯最高温度 t0—原始温度
按制造厂规定, △t1不得大于30K.
4.5最高铁芯温差：
△t2=(t1-t2) ×(10000/B′)2(℃)
t1—铁芯最高温度 t2—铁芯最低温度(90分钟时)
按中国国标规定, △t2不得大于15℃
5、环境保护与职业健康安全管理
5.1危险源分析
（1）高压试验防止人员触电。

（2）防止电磁辐射。

5.2危险预防措施
（1）检查铁芯温度时，禁止用双手同时触摸铁芯齿表面，以防触电。

（2）进入定子内部的人员，身上不得携带金属物品。

（3）试验中如有个别部位发热严重，出现冒烟或发红情况时，必须立即断开断路器停止试验，待查明原因并妥善处理后，方可再行试验。

（4）试验现场周围布置围栏并挂警示牌，无关人员不得入内。

（5）现场配备一定数量的灭火器具。