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发电机定子铁损试验技术方案
发布时间:发电机定子铁损试验技术方案

  发电机定子铁损试验技术方案_能源/化工_工程科技_专业资料。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。

  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 1 定子铁损试验技术方案 定子铁损试验技术方案 .1 .1.1 概述 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Ф 14100mm,定子铁芯内径Ф 13400mm,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 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 (1) (2) (3) 编制依据 GB50150-91 SD287-88 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 《水轮发电机定子现场组装工艺导则》 主机厂家图纸及安装说明书 2 定子铁损试验技术方案 .3 试验计算 机组定子铁芯断面如图 1。 图1 1) 基本参数 铁芯内径 铁芯外径 铁芯高 铁芯压紧系数 通风沟宽度 通风沟数量 硅钢片安匝数 槽深 2) (1) (2) (3) (4) 计算 铁芯有效长度 1267.2mm=126.7cm 铁芯轭部宽度 mm=19.04cm 铁芯截面积 励磁线圈匝数 高斯) 定子铁芯断面图 d1=13400 mm d2=14100 mm h=1578 mm 取 k=0.96 b=6 mm n=43 取 H=1.7 安匝/厘米 h1=159.6mm L=k × ( h-n × b ) =0.96* ( 1578-43*6 ) = ha=(d2-d1)/2-h1=(14100-13400)/2-159.6=190.4 S=L×ha=126.7*19.04=2412.368cm2 =0.2412 m2 W1=U1/(4.44f×S×B)×108=162.214(取 B=1.05×104 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) 3 定子铁损试验技术方案 (6) 电源容量 P= 3 U1I=699.7KVA 若 测 量 线 匝 , 则 测 量 电 压 U2= U1 W2/ W1=10000/184=54.35V 励磁线A 计算,所需励磁电 缆芯线KV 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 1) a b c d e f g h i 2) a 试验 准备工作 对定子进行彻底的清扫,全面检查机座和铁芯; 将所有的槽样棒取出; 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; 完成紧固定子铁芯所有拉杆螺丝等全部机械工作; 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; 检查试验仪器、仪表满足试验要求; 检查供电电源已具备试验条件; 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; 准备数台应急灯和手电筒。 试验布置 试验区域布置(见图 2): 子 定 机 座 机坑 试验用 高压配电柜 试验 测量区域 通道 图2 铁损试验区域布置 4 定子铁损试验技术方案 b c 在测量区域设置两张桌子,放置测量仪表,按图 4 接线。 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 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 的导线 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 铁芯,但不应包绕定子整个机座。 3) 测量布置图 测量布置如图 3。 上压板测温点 铁芯上部 测温点 铁芯下部 测温点 机座 测温点 感应电压 测量线) 试验接线 定子铁损试验技术方案 励磁线kv 测量绕组 DL CT U1 PT W A U21 U22 图4 铁损试验接线---感应电压测量电压表 W----低功率因素瓦特表 DL---断路器 图中:U1---励磁电压测量电压表 A----励磁电流测量电流表 PT---电压互感器 CT---电流互感器 励磁线KV 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 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) a b c 试验过程 试验有关人员全部就位; 试验过程中,关闭有可能照射到定子铁芯上的所有照明; 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; 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; 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; 试验过程中温度控制: 定子铁芯各部分的最高温升≦25℃; 定子齿或槽温差≦15℃; 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 6 定子铁损试验技术方案 况决定是继续试验观察还是终止试验,进行检查; (7) (8) (9) (10) a b 整个试验持续 90 分钟。 铁损试验合格后,重新检查压紧螺杆力矩值,如果力矩值减小,重新 拧紧压紧螺杆,直到每根拉紧螺杆受力值达到厂家要求。 整个试验完成以后,所有试验设备撤除、退场,然后将试验区域清理 干净。 试验终止及重新开始 试验终止及重新开始必须由试验总指挥下令,一般情况下,其他人无 权下令终止或重新开始试验。 下列情况下,试验终止: 整个试验持续 90 分钟。 折算到 1T 时,铁芯的最高温升超过 25℃。 折算到 1T 时,铁芯与机座间的最高温差超过 15℃。 试验过程中有局部打火、发红甚至冒烟或振动过大等现象发生。 c 重新开始试验 当试验因异常情况终止后,应检查处理异常点。 处理完后经监理、制造厂各方检查验收认为合格后,方可重新开 始试验。 .5 1) 2) 3) 4) 安全措施 施工人员进入现场,必须戴安全帽,穿工作服及工作鞋。 高空作业时,必须系好安全绳。 在定子上面施工时,不得敲打、碰撞定子铁芯。 在发电机层、水轮机层的试验区域设立警戒线,警戒线范围内的试验 区域全封闭管理,持铁损试验区域专用通行证进入。 5) 未经试验总指挥批准, 在试验测量及高压开关柜布置区域半径 5m 范围 内,无关人员不得进入;无关人员不得进入发电机定子风洞、机坑。 6) 7) 在试验的过程中,设立专人负责试验高压开关柜的操作、监护。 在发电机层机坑四周、定子风洞内四周、下机架基础处,设置足够数 量且符合使用要求的干粉灭火器。所有消防设备由专人负责,并经使 用培训。 8) 励磁线圈必须按同一方向缠绕,在铁芯和机座棱角处用 3mm 的绝缘橡 皮包绕励磁电缆并用扎带固定在电缆上。 7 定子铁损试验技术方案 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 试验期间,厂房桥机严禁经过试验区域上空。 不得携带任何金属物品进入试验封闭区域。 试验过程中任何人不得双手同时触及铁芯,严防触电事故的发生。 整个试验,由试验总指挥统一指挥,其他人无权指挥试验。 故障处理服从试验总指挥的统一安排,不得有使故障扩大的行为发生。 试验区域内不得放置易燃易爆物品。 试验区域附近不得进行可能产生大噪音的其它作业。 .6 试验仪器仪表 试验用仪器仪表如下: 电压表 电流表 低功率因素瓦特表 电压互感器 电流互感器 红外测温仪 酒精温度计 环境噪音测量仪 3 块; 1 块; 1 块; 1 只; 1 只; 2 台; 24 只; 1块 .7 试验结果整理 试验过程中记录定子铁芯温度、记录铁损测量结果,之后整理铁 损试验报告。 结果分析有关公式: a b 实际高斯值 B1=45 U2×104/(W2×S) 换算至 10000 高斯时的单位铁损 度。 P0=W/G×(10000/B1)2,式中, W 为实际测量得到的总铁损,G 为铁芯重,B1 为计算出的实际磁通密 .8 试验表格 表 1 各部位温度测量记录汇总表; 表 2 励磁电压、励磁电流、测量电压记录表; 表 3 异常点温度记录表; 表 4 铁芯损耗试验参数分析表。 8