发电机定子铁损试验技术方案

目录

定子铁损试验技术方案 (2)

.1 概述 (2)

.1.1 概述 (2)

.1.2 试验目的 (2)

.1.3 试验基本原理 (2)

.2 编制依据 (2)

.3 试验计算 (3)

.4 试验 (4)

.5 安全措施 (7)

.6 试验仪器仪表 (8)

.7 试验结果整理 (8)

.8 试验表格 (8)

定子铁损试验技术方案

.1 概述

.1.1 概述

水电站水轮发电机组设备由水电设备有限公司制造供货。定子机座由8瓣组成，外径Ф14100mm，定子铁芯内径Ф13400mm，定

子铁芯高度1578mm。铁芯共由44小段组成，中间有43个通风沟。

铁芯重129t。

定子在安装间内进行机座组圆、合缝焊接、铁芯叠装等工作，铁损试验在定子组装叠片完毕，定子下线开始之前进行。

.1.2 试验目的

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。

为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运

行，在定子铁芯组装完成后，必须进行铁损试验，以检查铁芯片间绝

缘是否短路，压紧螺栓是否压紧。

试验中，测量定子铁芯的总有功损耗、磁轭的温度，查找局部过热点，从而计算出铁芯的单位损耗及温升，发现可能存在的局部缺陷，

综合判断定子铁芯的制造、安装质量是否符合设计要求。

.1.3 试验基本原理

铁损试验的基本原理是：在叠装完成的发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入交流电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的

交变磁通，从而在铁芯中产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。同时，

使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的涡流，温度很快升高。

用埋设的热电偶测量铁芯、上、下压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪查找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，计算出铁芯总的有功损耗。根据

测量结果与设计要求比较，来判断定子铁芯的制造、安装质量。

.2 编制依据

(1)GB50150-91 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

(2)SD287-88 《水轮发电机定子现场组装工艺导则》

(3)主机厂家图纸及安装说明书

铁芯内径d1=13400 mm

铁芯外径d2=14100 mm

铁芯高h=1578 mm

铁芯压紧系数取k=0.96

通风沟宽度b=6 mm

通风沟数量n=43

硅钢片安匝数取H=1.7安匝/厘米

槽深h1=159.6mm

2)计算

(1)铁芯有效长度L=k×（h-n×b）=0.96*（1578-43*6）＝

1267.2mm=126.7cm

(2)铁芯轭部宽度ha=（d2-d1）/2-h1=（14100-13400）/2-159.6＝190.4

mm=19.04cm

(3)铁芯截面积S=L×ha=126.7*19.04＝2412.368cm2 =0.2412 m2

(4)励磁线圈匝数W1=U1/(4.44f×S×B)×108=162.214（取B=1.05×104

高斯）

考虑到压降的影响，取W1=184匝

(5)励磁绕组电流I=π（d2- ha）H/ W1=40.4A （令H=1.7）

(6)电源容量P=3U1I=699.7KVA

若测量线圈取W2=1匝，则测量电压U2= U1 W2/ W1=10000/184=54.35V

励磁线圈导线的选择：按每mm2载流量3.5A计算，所需励磁电缆芯线截面积为40.4 /3.5=11.54mm2，拟选用25mm2的10KV电缆

缠绕，缠绕长度约为1122米，过渡长度为260米，所需励磁电缆长

度约为1382米。

.4 试验

1)准备工作

a对定子进行彻底的清扫，全面检查机座和铁芯；

b将所有的槽样棒取出；

c检查通风沟、上下端部等位置、各环板间，保证各处无残留金属物件；

d完成紧固定子铁芯所有拉杆螺丝等全部机械工作；

e用不小于50mm2的铜编织线将定子机座可靠接地，接地点在±Y方向两点；

f检查试验仪器、仪表满足试验要求；

g检查供电电源已具备试验条件；

h试验用高压开关柜经调试、试验合格，然后不带负荷分、合闸操作3次，正常；

i准备数台应急灯和手电筒。

2)试验布置

a

图2铁损试验区域布置

b在测量区域设置两张桌子，放置测量仪表，按图4接线。

c励磁电源布置：铁损试验在发电机机坑里进行，励磁电源进线高压开关柜布置在机组发电机层下游方向第四象限，电源从安装间上部10KV 配电房引入高压开关柜。

d励磁线圈：按图4在定子铁芯上按相同方向缠绕励磁线圈，为了试验期间可能需要的绕组数的变更，励磁电缆长度需留有缠绕定子铁芯两圈约20米的余量，再制作高压电缆头。

e测量装置的布置：测温装置及铁损测量表计布置在机组发电机层下游方向第四象限高压开关柜旁，信号从各测量点引入；另用远红外测温仪随时监测各位置温度，重点监视各过热区域的温度。

f测量线圈的布置：为了检查铁芯磁场是否均匀，在铁芯180°方向对称布置两组测量线圈，测量线圈用2.5mm2的导线，按图4在铁子铁芯上缠绕好测量线圈，引至测量仪表并接线。测量绕组应包绕定子有效

图4铁损试验接线原理图

图中：U1---励磁电压测量电压表U2---感应电压测量电压表

A----励磁电流测量电流表W----低功率因素瓦特表

PT---电压互感器CT---电流互感器DL---断路器

励磁线圈采用10KV多股柔性软电缆，按均匀励磁的需要，励磁电缆整圆均匀缠绕定子铁芯。测量线圈用2.5mm2塑胶线，紧靠定子

铁芯在两组励磁线圈中间位置缠绕一圈。在线圈经过定子铁芯棱角处

用足够强度的绝缘垫防护，以防止线圈受损。

5)试验过程

(1)试验有关人员全部就位；

(2)试验过程中，关闭有可能照射到定子铁芯上的所有照明；

(3)预合试验用断路器给铁芯励磁，观察铁芯及测量表计有无异常，然后

分断断路器；

(4)各部位正常以后，记录好各表计的初始值，合试验用断路器，同时开

始计时；

(5)每隔十分钟记录一次各表计读数，并用红外测温仪随时监测各部位温

度，找出高温区进行重点监测；

(6)试验过程中温度控制：

a定子铁芯各部分的最高温升≦25℃；

b定子齿或槽温差≦15℃；

c铁芯和机座温差符合厂家标准。

若不能满足要求，需立即向总指挥汇报，由总指挥结合各部位情