#9发电机定子铁芯损耗试验技术方案

1、技术方案项目名称： #9 发电机定子铁芯损耗试验编 制：审 核：会 签：批 准：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

2、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1 DL/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、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。1-励磁线圈蚯-側量鏡圈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

4、1.4T，时间120min,铁芯损耗值2.13kW/kg，齿部表面铁芯最高温度 378C,最低温度31OC，最大温差68C，环境温度153C,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=2.118835m2L=K (L1-nb) =0.94* (5.2-63*0.008) =4.41424mh= (D1-D2) /2-hc= (2.537-1.25) /2-0.1635=0.48m取 B=1T U仁6000V 频率 f = 50Hz3励磁线圈匝数的计算W= U1/ (4.44fBS) =60

5、00/(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riiraijS2定了铁芯外形尺寸Dl-eS37mPt-tu&aSnkiYhCWDm rr634励磁线圈电流：I =n DavH 0/WDav=D1-h=2.537-0.48=2.057mH0选 230A/mI =n DavH0/W=3.14*2.057*230/12=124A6励磁容量估算：S0=U1I=6000X

6、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= 3S0=1.732X 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1X 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

7、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）。3 609A18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

8、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（

9、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105C），或个别地方发热严重，应立即停止试验。现场发现发电机内有异常情况时立即跳开609A18发电机短路试 验电源开关。12 发电机定冷水系统停运，铁损试验测试仪、二次 PT、CT 线接好并调试完毕。13 严格执行中国华电集团公司电力安全工作规程（电气部分）（试行）中有 关规定及现场的相关安全措施。14 工作人员职责明确，精力集中。现场试验人员随时检查电缆发热情况，出现异 常及时与运行人员联系。15 办理工作票。16 温度测量使用酒精温度计与红外成像仪结合使用。七 预控措施1 试验前试验人员现场对参加试验的人员进行技术交底，在试验前必须

10、确认运行 方式是否满足要求，严防因试验对 6kV 系统正常运行。2 运行人员提前熟悉试验方案并做好事故预想。运二车间按照试验方案条件需求 做好运行方式的调整， 避免因试验时电流不平衡造成 6kV 系统的影响， 并考虑好恢复失 电的措施。3 继电保护按试验方案计算参数， 提前把 609A18 开关的保护定值整定好， 避免保 护误动、拒动。4 对励磁线圈的制作敷设中要充分估算好高压电缆、中间接头、终端接头的绝缘 强度，在制作过程中要按电气规范进行，试验不合格不得投用。5 接线完毕后应对接线进行三级验收。验收合格后才能送电试验。6 重视穿入发电机膛内部分电缆的敷设工作，做好防护措施，不造成对发电机膛

11、 内各部件的损坏及遗留工器具。7 电气车间应在现场做好试验区域的防护防火工作，现场必须设置安全围栏、必 要时放置一定数量的消防器材。8 试验过程中一旦发生异常必须立即停止试验，待消除后再继续进行试验。9 生技部和电气车间对试验结果进行综合分析判断。八 职责分工电气车间：对试验的正确性、安全性负责；编写试验技术方案； 完成试验电缆敷设、 所有仪器的正确接线、数据收集整理；负责整个试验过程的指挥。负责试验前定子膛类 工作结束并检查未残留任何工器具、剩余材料、杂物等。生技部：对试验的必要性、可行性、正确性负责。全过程配合试验人员进行试验 对整个试验全过程监督。对正确试验方法下不损伤发电机负责运行部：

12、负责试验准备工作中#9机6kV段运行方式、负荷倒换操作，以及试验电 源的停送电工作。按照相关规定，对试验过程中发生异常（如 6kV失电）的事故处理 继电保护科：对电源开关保护定值修改整定。九试验步骤1如图3所示，缠绕励磁线圈W 1和测量线圈W 2,接入各种测量表计；使用红外 成像仪，记录初始温度。2合上励磁电源609A18开关每隔10分钟后，用红外成像仪测量定子铁芯各部温 度，及记录仪表的指示值。数据记录时间 （分钟）测量电压U 测（V）励磁电流I （ a ）实测铁损P （W）磁通密度 实际值（T）单位重量 损耗（W/kg）102030405060708090九试验结果分析计算所有计算都将磁通密度折算到10000高斯试验时磁通密度的实际值B = U 测/ （4.44W 励 fS）=T定子铁芯轭部单位铁损 P铁=P铁/G X（ 1/B =瓦/公斤其中：P铁：功率表的读数，即实测总铁损（瓦）G:铁轭重量，根据哈尔滨电机厂提供数据为104694 （公斤）定子铁芯轭部单位铁损参考 DL/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