弄另水电站1~#发电机定子铁损试验分析

２０１５年第１期　黑龙江水利科技　Ｎｏ．１．２０１５　（第４３卷）　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　（Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．４３）　文章编号：１００７—７５９６（２０１５）０１—０００１—０３　弄另水电站１＃发电机定子铁损试验分析　日日日口　唐　明，周忠辉　《科技成果　口∞目口口口Ｅ　（浙江江能建设有限公司，杭州３１０００４）　摘要：大中型水轮发电机的定子，因外形尺寸大，受到运输条件的限制，其定子机座采用分瓣　制造运输，在安装现场进行组装焊接、铁芯堆积及定子下线。定子铁损试验是在定子铁芯冲片　叠装、压紧后进行，通过测量铁损、温升及温差的方法检查定子铁芯冲片的制造及叠装整体质　量，定子铁芯制造及安装质量好坏关系着机组的长期安全运行。文章对弄令电站１　发电机定　子铁损试验的实施进行了研究分析。　关键词：弄另水电站；磁滞损耗；涡流；励磁；９０ｍｉｎ；铁损；温升；温差　中图分类号：ＴＶ７３４．２　文献标识码：Ｂ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｉｒｏｎ　Ｌｏｓｓ　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　１　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｓｔａｔｏｒ　ｉｎ　Ｎｏｎｇｌｉｎｇ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ＴＡＮＧ　Ｍｉｎｇ　ａｎｄ　ＺＨＯＵ　Ｚｈｏｎｇ－ｈｕｉ　（Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｊｉａｎｇ　Ｅｎｅｒｙｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｌｔｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１０００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｒｇｅ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｕｍ—ｓｉｚｅｄ　ｈｙｄｒｏ—ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｓｔａｔｏｒ，ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｌｒａｇｅ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｒｅｓｔｉｒｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｓｔａｔｏｒ　ｆｒａｍｅ　ｉｓ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ　ｉｎ　ｓｐｌｉｔ　ｐａｒｔｅ，ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ，　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｗｅｌｄｉｎｇ，ｉｒｏｎ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔａｔｏｒ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｏｎ　ｓｉｔｅ．Ｔｈｅ　ｓｔａｔｏｒ　ｉｒｏｎ　ｌｏｓｓ　ｔｅｓｔ　ｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｏｒ　ｉｒｏｎ　ｃｏｒｅ　ｐｕｎｃｈｉｎｇ　ｓｈｅｅｔ　ｓｔａｃｋｉｎｇ，ｐｒｅｓｓｉｎｇ．Ｂｙ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｒｏｎ　ｌｏｓｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｉｓｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｔａｃｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｏｒ　ｉｒｏｎ　ｃｏｒｅ　ｐｕｎｃｈｉｎｇ　ｓｈｅｅｔ　ｉｓ　ｉｎｓｐｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｔａｔｏｒ　ｃｏｒｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｓ　ｏｆ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ　ｓａｆｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｉｔ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆｒ　１　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｓｔａｔｏｒ　ｉｒｏｎ　ｌｏｓｓ　ｔｅｓｔ　ｉｎ　Ｎｏｎｇｌｉｎｇ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｎｏｎｇｌｉｎｇ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ；ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ　ｌｏｓｓ；ｅｄｄｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ；ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ；９０ｍｉｎ；ｉｒｏｎ　ｌｏｓｓ；　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｉｓｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　１基本原理及机组参数　铁芯的制造和安装整体质量是否满足要求。　弄另水电站发电机定子采用工地组合的安装方　在已叠装完成的定子铁芯圆周方向缠绕一定圈　法，４瓣定子机座在现场组焊后进行叠片组装，发电　数励磁线圈，通上励磁交流电流，在铁芯中产生交变　机型号ＳＦ９０—３６／９２００，定子铁芯外径９　２００　ｍｍ，内　磁通，铁芯产生磁滞损耗和涡流，从而使铁芯发热温　径８　４２０　ｍｍ，定子铁芯长度１　２４０　ｍｍ。　度升高。若铁芯制作及安装质量不好将会局部产生　较大的涡流，温度上升很明显。通过测量温升、温差　２励磁容量计算　和损耗等值，与设计及规范进行比对，从而检验定子　２．１定子铁芯轭部截面积计算　［收稿日期］２０１４—０４—１２　［作者简介］唐明（１９７６一），男，浙江杭州人，工程师，一级建造师，研究方向为机电设备安装。　２０１５年第１期　（第４３卷）　黑龙江水利科技　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｎｏ．１．２０１５　（Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．４３）　１）铁芯有效长度　局部灼热或火花，立即跳开断路器查明原因。　３）各部无异常后开始试验，每隔１０　ｍｉｎ记录一　Ｌ：ｋ（Ｌ１一ｎｂ）中Ｋ为叠压系数，片问用绝缘漆　时为０．９３～０．９５此处取０．９５，Ｌ１为定子铁芯长度，　次温度及各试验仪表的读数。发现局部温度异常　时，应加强监视。　／＇ｔ为通风沟数，ｂ为通风沟高度，Ｌ＝０．９５×（１２４—　３４　ｘ０．６）＝９８．４２　ｃｍ。　４）试验正常进行９０　ｍｉｎ后结束，跳开断路器　开关。　２）铁芯轭部高度　ｈａ＝（Ｄａ～ＤＩ）／２一ｈｃ＝（９２０—８４２）／２—１３．７＝　３．３安全注意事项　１）检查铁芯温度时，不得用双手同时接触摸铁　２５．２ｃｍ，Ｄａ为定子铁芯外径，ＤＩ为定子铁芯内径，ｈｃ　为定子铁芯齿高度。　３）轭部截面积　Ｓｚ：Ｌ×ｈａ：９８．４２　ｘ２５．２：２４８０ｃｍ　２．２励磁线圈匝数计算　Ｗｅ＝Ｕ×１０　／４．４４ｆＳｚＢ　ｆ　１）　式中：ｕ为励磁电压，选为４００　Ｖ；ｆ为电源频率，　５０Ｈｚ；Ｓｚ为轭部截面积，２　４８０　ｃｍ　；Ｂ为轭部磁通，　１００００高斯；Ｗｅ＝４００×１０　／４．４４×５０×２４８０×１００００　＝７．２７匝，实际取８匝。　２．３励磁电流计算　Ｉｅ＝ＩＩ（Ｄａ—ｈａ）Ｈｏ／Ｗｅ　（２）　式中：Ｄａ为定子轭部平均直径；ｈａ为铁芯轭部宽　度；Ｈｏ为单位长度安匝数，取２．０安匝／ｃｍ；ｌｅ　＝７０２．４Ａ。　２．４励磁容量计算　ｓ＝￣／３　ｅ　Ｘ　１０～＝４８６．６　ＫＶＡ　（３）　２．５测量线圈计算　测量线圈取８匝，测量电压为４００　Ｖ。　３试验步骤　３．１试验准备　３．１．１　线圈缠绕　定子紧压结束，具备铁损试验条件后，可缠绕励　磁与测量线圈。为使试验的磁通密度尽量均匀，励　磁线圈对称分布分布于铁芯表面，测量线圈缠绕在　任意两个励磁线圈的中间。缠绕线圈时，电缆要拉　紧并紧靠铁芯，励磁线圈要紧贴在铁芯齿表面，测量　线圈则贴在槽底，棱角处垫橡皮保护　］。　３．１．２定子本体准备　试验前，定子应与基础可靠固定并妥善接地，认　真检查定子槽内，不应有槽样棒遗留，将本体及周边　的杂物清理于净。　３．２试验步骤　１）试验人员就位，记录各个测量点的原始温度。　２）合上电源断路器，全面检查铁芯各部，如发现　一２一　芯齿表面，以防触电。进入定子内部的人员，身上不　得带有金属物品。　２）试验过程中，注意监视施工变及电缆的运行　情况，发现异常应立即报告。　３）试验过程中如有个别部位发热严重，出现冒　烟或发红现象时，必须立即停止试验，待查明原因并　妥善处理后，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装置。　４试验标准　铁损试验结束后，需将试验数据按下述公式换　算￣ｌＪｌ０　０００高斯时的标准值，最终确定定子铁损试验　是否合格。　４．１实际磁通密度　Ｂ　＝Ｕｅ×１０　／４．４４厂＆耽（高斯）　（４）　式中：Ｕｅ为测量线圈感应电压值；厂为实测频率。　４．２铁轭重量　Ｃ＝　×Ｄａｙ　ｘ　Ｓｚ×ｄ　Ｘ　１０～＝５３３０５ｋｇ（５）　４．３单位铁损　Ａｖｆｅ＝（ｐｆｅ／Ｇ）×（１００００／Ｂ　）　（　）（６）　式中：　为实测总铁损（功率表读数乘以变比）　按昆明电机厂标准，实测总铁损应小于标准总　铁损，即８９．９３　ｋＷ。　４．４最高温升　△ｔｌ＝（　一ｔｏ）ｘ（１００００／Ｂ　）　℃　（７）　式中：￡３为铁芯最高温度；　为原始温度。按标准　规定，△ｔｌ≤２５　ｏＣ。　４．５最高齿温差　△ｔ２＝（ｔｌ—ｔ２）×（１００００／Ｂ　）　ｏＣ　（８）　式中：ｔｌ为最高齿温升；ｔ２为最低齿温升；按标准规　定，△ｆ２≤１５　ｏＣ。　５定子铁损试验结果分析　弄另水电站１　发电机定子铁损试验，于２００８年　唐明，等：弄另水电站１　发电机定子铁损试验分析　第１期　１月１４日进行，试验从１９点０５分开始，至２０点３５　５．２温度测量记录　分结束，历ｎ，－ｔ９ｏ　ｍｉｎ。　温度测量时，使用红外线测温仪，测量铁芯温　５．１电气参数记录　度，其值对应于表２，铁芯齿表面温度，其值对应于　电气参数记录见表１。　表３。　表１电气参数记录表　５．３试验数据换算　５．３．１有关参数　铁轭面积Ｓｚ＝２４８０　ｅｍ　铁轭重量Ｇ＝５３３０５ｋｇ　铁轭直径Ｄａｖ＝８９４．８ｅｍ　总铁损应小于标准总铁损，即８９．９８ＫＷ。　５．３．２磁密、单位铁损及温升计算　将所测数据进行计算，得出各测点对应的磁通　密度及单位铁损，再将其换算至１００００高斯，结果见　表３。　表２铁芯温度记录表　℃　表３磁密及单位铁损换算表　２）最大铁芯温升（换算至１００００高斯时）　＜２５℃。　３）最大齿温差（换算至１００００高斯时）＜ｌ５　ｃ【＝。　由上述结果表明，总铁损换算至１００００高斯时　最大值为８４．３２ｋＷ。　最大铁芯温升为９￣Ｃ，换算至１００００高斯时为：９　×（１００００／９１３６）　＝１０．８￣Ｃ。　最大齿温差为８℃，换算至１００００高斯时为：８×　（１００００／９２００）　＝９．５℃。　试验结论：３项指标均符合要求规定，弄另水电　站１　定子铁损试验合格。　参考文献：　５．４试验结果分析　［１］侯小文．托Ｉ２１水电站水轮发电机定子铁损试验［Ｊ］．湖南　按照标准要求，铁损试验合格的３项指标为：　水利水电，２０１４（０１）：８２—８４．　１）总铁损（换算至１００００高斯时）＜８９．９３ｋＷ。　一３一