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发电机定子铁损试验方案
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  发电机定子铁损试验方案 1. 概述 发电机定子铁芯是由硅钢片叠合组装而成, 叠装完成后必须进行 铁损试验, 通过实测定子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, 从面综合判断铁芯片间的绝缘是否良 好。铁损试验是发电机大型试验项目之一,试验前必须作大量的计算 工作和准备工作。 铁损试验方法:定子铁芯缠绕若干个励磁绕组,将交流电流通入 励磁绕组,因交流电流在定子铁芯中产生磁场,而产生涡流和铁磁损 耗,使铁芯发热,通过测量铁芯总的有功损耗与温度,计算出单位重 量铁损与温升,以此判断铁芯叠装质量优劣。 根据国标《发电机定子铁心磁化试验导则 GB/T20835-2007》规 定以及厂家《铁损试验守则(61417),铁损试验采用 8000-10000 高 》 斯的磁通密度,持续时间为 90 分钟。试验合格标准:实测单位铁损 不大于标准铁损 1.15W/Kg 的 1.3 倍,即 1.495 W/Kg,最高温升不超 过 25℃,最大温差不超过 15℃。 发电机定子为工地组合方式,定子机座由 4 瓣组合焊接,铁片经 叠装和紧压后进行铁损试验,定子铁芯采用 DW270-50 冷扎无取向的 硅钢片,每片厚度为 0.5mm,冲片表面涂有一定厚度的 F 级绝缘漆。 发电机及定子铁芯有关系数如下: 第1页共12页 型号:SF100-14/5380 额定容量:100MW/117.65MVA 额定功率因数:0.85(滞后) 额定电压:13.8kV 额定电流:4922A 额定转速:428.6r/min 额定频率:50Hz 励磁电压:193V 励磁电流:1172A 定子铁芯外径:D1=538(cm) 定子铁芯内径:D2=434(cm) 定子铁芯长度:Lfe=190(cm) 定子铁芯齿高:hc=16.7(cm) 定子铁芯通风沟数量:n=52 定子铁芯通风沟高度:b=0.6(cm) 定子铁片型号:DW270-50 定子铁片厚度:0.5(mm) 定子铁片标准损耗:1.15(W/kg)(10000 高斯) 2.试验前的有关计算: 2.1 定子铁芯扼部截面 S 的计算 2.1.1 定子铁芯有效长度 K—定子铁芯叠压系数,片间用绝缘漆时取 0.93—0.95。 第2页共12页 L=K(Lfe-nb)=0.95(190-52×0.6)=150.86(cm) 2.1.2 定子铁芯扼部高度 ha=(D1-D2)/2- hc=(538-434)/2-16.7=35.3(cm) 2.1.3 定子铁芯扼部截面积 SZ=L×ha=150.86×35.3≈5325(cm2) 2.2 励磁线*50*5213.25*10000) =3.45(匝) U1—励磁电源电压,选 400V B—试验时铁芯扼部磁通密度,10000 高斯 励磁线 励磁线圈的电流及励磁容量计算 2.3.1 定子铁扼平均直径 Dav=D1-ha=538-16.7=521.3(cm) 2.3.2 励磁线圈的电流 Ie=π DavH0/W1=(3.14×521.3×2)/3≈1091A H0—单位长度安匝数, 磁通在 10000 高斯时, 推荐值为 2.15-2.3 (安匝/厘米),暂取 2.0(安匝/厘米)。 2.3.3 励磁容量 S=UIe×10-3=400×1091×10-3≈436kVA 2.4 测量线页 U2—测量电压 U1—励磁电压 3.试验接线及试验设备、仪表及材料 3.1 试验接线 注:三相变压器,单相供电,C 相悬空 V1、V2-电压表 W-低功率瓦特表 W1-励磁线圈 CT-电流互感器 K1-断路器 B1-变压器 A-电流表 W2-测量线 试验设备、仪表及材料 序 名 称 型 号 单位 第4页共12页 数量 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (10kV)三相电力变压器 空气断路器 电流互感器 低功率因数瓦特表 频率表 交流电压表 交流电流表 红外线测温仪 点温计 酒精温度计 噪声仪 线圈导线 YC 铜芯橡套软电缆 绝缘导线 接地线 绝缘电阻测试仪 橡皮泥 胶皮 木桌子、椅子 630kVA DW-16、1600A HL23、2000/5、0.1 级 D34-W、75-300V、2.5-5A D3HZ-1、45-65HZ T24 、AV T24 、AV FLUKE-62 0℃-150℃ SL – 1350B 50 mm2、1000/2000V BV,2.5mm2 50mm2 JDC-1 5mm 台 台 台 块 块 块 块 台 台 支 台 米 米 米 块 kg m2 套 1 1 1 1 1 2 1 1 1 60 1 400 100 20 1 2 2 4 4.试验准备 4.1 技术交底 本试验方案经监理工程师审查批准后,试验前组合全体试验人员 及有关各方参加技术交底会,由技术负责人详细介绍试验措施的内 容、工作要点、注意事项及现场分工,让每位试验人员明白自身职责 及注意事项,清楚试验时间和试验步骤,知道应急措施,确保试验顺 利完成。 4.2 试验设备、仪表、材料准备 试验人员根据分工,按照《定子铁损试验设备材料》完成试验设 备准备工作,确保试验设备正常齐全,随时能满足试验所用。 第5页共12页 4.3 线圈缠绕 定子紧压结束,具备铁损试验条件,即可缠绕励磁及测量线圈。 由于发电机定子直径较大,为降低由于磁密不均所引起的误差,励磁 线 个支路均匀分布缠绕,选用 50mm2YC 铜芯橡套软电缆,励 磁线圈紧贴在铁芯齿表面, 测量线圈缠绕在励磁线圈中间, 贴在槽底, 铁芯棱角处垫以 5mm 厚的胶皮保护。 用 1000V 绝缘电阻测试仪测量励磁及测量线 测温点布置 沿定子铁芯圆周每 60°方向(上、中、下轭部和齿部) 均匀布置 36 个温度计, 监视铁芯温度。温度计用橡皮泥固定于铁芯测温孔内 以防振落。再分别均匀布置槽底 10 个、机座 2 个、铁芯外围 8 个, 以测量铁芯及机架温度,并按约定顺序进行编号。用红外线测温仪定 时测量各部位温度, 找出温度中的最高点, 加强监视。 4.5 定子本体检查 试验前,将定子机座与基础支墩再次紧固,并用 50mm2 接地线可 靠接地,彻底清理定子,不得存放金属物件及其它杂物,定子槽内不 得有槽样棒遗留。 4.6 试验现场用警示条围起来,悬挂警示标志。 5.试验步骤 5.1 各部分检查完成后,确认主回路断开,作分合闸操作试验,分合 闸应正确可靠。 第6页共12页 5.2 试验指挥发令,试验人员就位,记录各测温点原始温度。 5.3 合上断路器 K1,全面检查铁芯各部位,如发现冒烟、局部过热、 发红、冒火花,应立即跳闸停止试验,查明原因。 5.4 若各部分均无异常,即正式开始试验,分隔 10 分钟记录一次铁 芯各部分温度及表计读数,读数时应尽量做到同时性。如发现局部温 度过高,应报告试验指挥人,并重点监视其温度。 5.5 试验过程中,注意其噪音变化,观察铁芯振动情况,检查拉紧螺 杆有无松动。 6.试验结果整理分析 试验结束后, 需按国标要求将试验数据换算到 10000 高斯时的准 值,以确定定子铁损试验是否合格。ag杀猪原理 6.1 实验时磁通密度的实际值 B’= U2×108/4.44f’SzW2 高斯 U2—测量线圈感应的电压值(伏) W2—测量线 铁芯重量 G=π DavSzⅹ7.665ⅹ10-3 =3.14×521.3×5325×7.8×10-3=67987.89( Kg ) 6.3 定子铁芯扼部单位铁损 Δ Pfe=(Pfe/G)×(10000/B’)2 (W/Kg) Pfe—功率表 W 的读数(功率表读数乘 600 倍率) 按照电机厂标准,实测单位铁损应不大于标准铁损(1.15W/Kg) 第7页共12页 的 1.3 倍,即不大于 1.495 W/Kg。 6.4 铁芯最高温升 Δ t1=(t3-t0) ×(10000/B’)2 (℃) t3—最高铁芯温度 t0—铁芯初温 按标准规定, Δ t1 不得大于 25℃。 6.5 最高铁芯温差 Δ t2=(t1-t2) ×(10000/B’)2 (℃) t1—90 分钟时最高铁芯温度 t2—铁芯最低温度 按标准规定, Δ t2 不得大于 15℃。 7.安全注意事项 7.1 本试验电流大,合闸电流大,且单相供电,应需要单独变压器供 电,电源变压器应尽量靠近试验点,并注意安全。 7.2 试验中检查定子膛内各部温度时,不得用双手直接触摸铁芯,以 防触电。膛内不得存放金属物件。 7.3 发电机铁芯可靠接地。 7.4 测量严禁使用水银温度计。 7.5 励磁绕组应均匀分布在铁芯环上,以防漏磁造成试验误差。 7.6 励磁线圈应用绝缘导线, 并有足够绝缘强度, 以防电弧烧伤铁芯。 7.7 试验中若发现铁芯任何一处温度超过规定值,或个别地方发热厉 害、冒烟或发红,应立即停止试验。 第8页共12页 7.8 试验现场周围加临时安全围栏以防触电。 7.9 严禁无关人员进入现场。 7.10 现场配备一定数量灭火器。 8.试验人员配置 现场指挥: 1 人 技术负责人:2 人 安全负责人:1 人 电气表计读数: 2 人 温度装置读数: 3 人 温度巡检: 2 人 噪声测量: 1 人 电源监视: 2 人 现场警戒: 1 人 9.实验时间安排 因考虑到晚上施工电源相对稳定,波动小,试验现场干扰小,闲杂 人员相对也少,所以把试验尽可能安排在晚上进行。 试验方案编制依据及参考文献: 1、瑞丽江水轮发电机技术条件及结构说明(哈电 OEA460.398) 2、水轮发电机定子铁耗实验守则(哈电 61417) 3、高压电气设备试验方法(西南电业管理局试验研究所 1984 年) 4、发电机定子铁心磁化试验导则………………GB/T20835-2007 铁损试验电气数据及噪声测量记录表 第9页共12页 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 频率 (Hz) 励磁电压 (V1) 励磁电流 (A) 感应电压 实测功率 P (V2) (W) 噪声 (dB) 铁损试验铁芯温度测量记录(一) 第10页共12页 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 时间 温升 铁损试验铁芯温度测量记录(二) 第11页共12页 序 号 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 时间 温升 第12页共12页