#9发电机定子铁芯损耗试验技术方案

技术方案

项目名称：#9 发电机定子铁芯损耗试验编制：

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天津军粮城发电有限公司

2011 年7 月26 日

发电机定子铁芯是由硅钢片叠合组装而成的。由于制造和检修可能存在的质量不良，或在运行中，由于热和机械力的作用，可引起片间绝缘损坏，造成短路，在短路区域形成局部过热，引起发动机定子线圈绝缘损伤，从而威胁机组的安全运行。所以发电机在交接时或运行中，对铁芯绝缘有怀疑时，或铁芯全部或局部修理后，或发电机定子打槽楔前后，需进行定子铁芯的损耗试验，以测量铁芯单位质量的损耗，测量铁轭和齿的温度，检查各部温升是否超过规定值，从而综合判断铁芯片间的绝缘是否良好。一试验目的

通过发电机定子铁芯损耗试验测量定子铁芯单位损耗，测量铁轭和齿部温度，检查各部温升是否超过标准值，综合判定片间绝缘是否良好，有无短路。

二发电机参数

型号：QFSN-350-2 额定功率：350MW 额定电压：20kV 额定电流：11887A 功率因数：0.85 频率：50Hz 转速：3000r/min 定转子绝缘等级：F

生产厂家：哈尔滨电机厂有限责任公司投运日期：2010年7月

三试验依据及标准

1DL/T596-1996 《电力设备预防性试验规程》与华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》。

2磁密在1T 下持续试验时间为90min，齿的最高温升不大于25K ，齿的最大温差不大于15K，单位损耗不大于1.3 倍参考值。对直径较大的发电机试验时应注意校正由于磁通密度分布不均匀所引起的误差。

3试验时的各部分温升及损耗值与出厂值比较应无

明显增大。

三试验方法

1试验原理接线

定子铁损试验一般接线如图1 所示，由于励磁线

圈

W1 和测量线圈W2 集中布置，对大型发电机因其漏磁

对试验结果影响较大。

图中测量线圈W2 应布置于磁通均匀或接近均匀的区域。将发电机转子抽出后，定子绕组应三相短路接地。如定子绕组有尚未消除的接地点时，则绕组只需短

路，不可再接地，以免多点接地使铁芯烧坏。四试验参数计算

1 #9 发电机铁芯损耗出厂试验：励磁电流3156A ，励磁线圈匝数1 匝，励磁电压658.5V，磁通密度1.4T，时间120min，铁芯损耗值2.13kW/kg，齿部表面铁芯最高温度37.8℃，最低温度31.0℃，最大温差6.8℃，环境温度15.3℃, 单位长度安匝数510A/m，铁芯密度7.65*103kg/m3。

2#9 发电机铁芯外形尺寸如图2：

轭部截面：

S=Lh=4.41424*0.48=2.118835m2

L=K (L1-nb)=0.94*( 5.2-63*0.008)=4.41424m

h=(D1-D2)/2-h c=(2.537-1.25)/2-0.1635=0.48m

取B=1T U1=6000V 频率f ＝50Hz

3 励磁线圈匝数的计算

W= U1/(4.44fBS)=6000(/ 4.44*50*1*2.118835 )=12.75

若选13 匝，考虑到励磁线圈中电压降及存在漏磁，实

际磁通会小于1T ，建议励磁线圈选取12 匝。B= U1/

(4.44fWS)=6000/(4.44*50*12*2.118835)=1.063T。

实际取W=12 匝

4励磁线圈电流：

I＝π D av H0/W

D av=D1-h=2.537-0.48=2.057m

H0 选230A/m

I ＝π DavH0/W=3.14*2.057*230/12=124A

6 励磁容量估算：

S0=U1I=6000×124=744kVA

如果用一台三相变压器作为励磁电流，则三相变压器的容量至少为：

S1= 3 S0=1.732×744=1288kVA

#3起备变容量31500kVA ，远远大于1288kVA ，容量满足要求。

7 测量线圈匝数

测量线圈匝数Ｗ测＝1 匝。

五试验方案

根据以上计算，#9 发电机定子铁芯损耗试验选用励磁电压等级为6000V，导线面积为1×50mm2的软电缆400米，选取#9机主厂房工作动力中心PCA段609A18发电机短路试验开关为励磁电源开关，软电缆从609A18 发电机短路试验开关A 相出来，通入发电机铁芯，在铁芯内绕12圈后接回

609A18 发电机短路试验开关C相。

另选一根测量两芯电缆，耐电压1kV ，截面积在

1.5-4mm2皆可，在定子绕一圈，接测量仪表。试验接

线如图3。

六试验条件及注意事项

1 试验前应对电缆进行交流耐压试验，试验电压10kV ，加压时间1min，试验合格后，才能进行电缆敷设，电缆送电前检查电缆绝缘电阻。

2试验前将#9 机高压厂用6kVA 段重要负荷转移至其他母线段，并整定试验电源609A18 的保护定值（投速断保护，其它保护退出）。

3609A18 开关在DCS 上进行远方操作，开关在试验前在试验位置传动试验可靠。

4发电机转子抽出，定子绕组三相短路接地，如定子绕组有尚未消除的接地点时，则绕组只需短路，不可再接地，以免多点接地损坏铁心。

5测量线圈应布置于磁通均匀或接近均匀的区域。励磁线圈电缆应放置在绝缘杆上，避免电缆直接搁在定子上。

6励磁线圈导线与定子铁心、定子绕组及机壳棱角处应垫具有足够强度的绝缘材料。

7线圈敷设中，电缆之间应留有10mm 间隙，单层水平放置，禁止重叠摆放。

8励磁线圈电缆敷设沿线及试验现场设安全遮栏，并悬挂标示牌，准备必要的消防器材。

9定子周围应无明显对流通风和各种热流。

10试验中检查定子膛内各部温度时，应穿绝缘靴，不得双手同时直接接触铁心。膛内不得存放金属物品，进入静子膛的试验人员不得带有金属物件，不得穿带钉子的鞋，必须带入定子膛的物件，应清点、查数，防止遗失。

11定子铁芯和定子绕组原有的测温功能应尽可能恢复，试验中若发现铁心（包括埋入检温元件测量值）任何一处温度超过规定值（一般为105℃），或个别地方