2023发电机定子铁心磁化试验导则

发电机定子铁心磁化试验导则II目  次前  言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1符号和缩略语 2前期计算 3定子铁心轭部截面面积 3定子铁心轭部质量 3励磁线圈匝数与励磁电流 3电源容量 4测试线圈电压 4试验要求 4试验现场 4试验人员 4试验电源 4测量仪器和仪表 4励磁线圈 5测试线圈 5试验方法 5试验前检查 5试验接线 5初始温度测量 6试验时监测 6磁通密度的测量 6铁心损耗的测量 6磁通密度和时间 6试验记录 8试验报告编制 8试验后检查 8质量判别 9铁心相同部位温差的限值 9铁心最大温升的限值 9附录A（资料性）低磁通涡流检测方法 10附录B（资料性）定子铁心比总损耗 11附录C（资料性）试验报告内容 12PAGEPAGE10发电机定子铁心磁化试验导则范围本文件规定了发电机定子铁心磁化试验的前期计算、试验要求、试验方法和质量判别。6.3kV规范性引用文件GB/T2521.1 1部分：晶粒无取向钢带(片)GB/T2521.2 全工艺冷轧电工钢第2部分：晶粒取向钢带(片)GB/T2900.25 电工术语旋转电机GB/T9637 电工术语磁性材料与元件DL/T5420 水轮发电机定子现场装配工艺导则术语和定义GB/T2900.25、GB/T9637界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1定子铁心磁化试验Magnetizationtestforstatorcore以检验定子铁心质量的试验方法。3.2励磁线圈excitationcoil在定子铁心磁化试验中，缠绕定子铁心用以产生磁场的导体线圈或回路。3.3测试线圈searchcoil在定子铁心磁化试验中，用于检测或测量磁场的导体线圈或回路。（来源：GB/T9637—2001，221-04-38，有修改）3.4安匝ampere-turns分布或集中绕组（或线圈）的匝数乘以通过这些绕组（或线圈）的电流（安培）所得的积。（来源：GB/T2900.25—2008，411-46-02，有修改）3.5比总损耗specifictotalloss给定质量的均匀磁化材料所吸收的总功率除以该质量。（来源：GB/T9637—2001，221-03-21）符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。bv——定子通风道宽，单位为米(m)；B——试验时定子铁心轭部磁通密度，单位为特斯拉(T)；D1——定子铁心外径，单位为米(m)；Di1——定子铁心内径，单位为米(m)；f——试验电源频率，单位为赫兹(Hz)；f0——额定频率，单位为赫兹(Hz)；H——定子轭部磁场强度，单位为安每米(A/m)；hys——定子铁心轭高，单位为米(m)；hs——定子槽深，单位为米(m)；I——励磁线圈电流，单位为安培(A)；kFe——定子铁心叠装系数；KS——电源容量系数；lu——定子铁心净长，单位为米(m)；l——定子铁心长度，单位为米(m)；m——定子铁心轭部质量，单位为千克(kg)；nv——定子通风道数；P——通过励磁线圈电流和测试线圈电压测试的有功功率，单位为瓦(W)；P1——试验计算的定子铁心比总损耗，单位为瓦每千克(W/kg)；Ps(1.0)1.0T、50Hz60Hz(W/kg)；Ps(1.4)1.4T、50Hz60Hz(W/kg)；Q——定子铁心轭部截面面积，单位为平方米(m2)；ρ——硅钢片密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；S——试验电源的容量，单位为千伏安(kVA)；t——试验时间，单位为分钟(min)；t0——环境温度，单位为摄氏度(℃)；ti——试验时第i测温点的温度，单位为摄氏度(℃)；U1——励磁线圈电压，单位为伏(V)；U2W1——励磁线圈匝数；Δtmax——从试验开始到试验结束，铁心的最大温升，单位为开尔文（K）；Δtmin——从试验开始到试验结束，铁心的最小温升，单位为开尔文（K）；Δt——从试验开始到试验结束，定子铁心相同部位最大温升与最小温升之差，即Δt＝Δtmax－Δtmin，单位为开尔文（K）；t（；t（；t（；t（；前期计算定子铁心轭部截面面积定子铁心轭部截面面积，按下式计算：

Qluhys

……………（1）式中：

=ke(nv) (m)；hys=1(DD)h

(m)；2 1 i1 skFe为定子铁心叠装系数，其值由制造厂确定。一般情况下，当硅钢片厚度为0.35mm时，kFe取值范围为0.93~0.96;当硅钢片厚度为0.50mm时，kFe取值范围为0.94~0.97。定子铁心轭部质量定子铁心轭部质量，按下式计算：

m(D1hys)Q

…………………（2）式中：0.35～0.50mmGB/T2521.1GB/T252.760～7850kgm。励磁线圈匝数与励磁电流励磁线圈匝数励磁线圈匝数按下式计算后取整：

W1

U14.44

……………（3）式中：

f——试验电源频率，一般为50（Hz）或60（Hz）；B——定子铁心轭部磁通密度，水轮发电机取1.0（T）、隐极同步发电机取1.4（T）。试验时的实际励磁线圈匝数W1，应结合现场的实际情况确定。励磁安匝励磁安匝按下式计算：IW1(D1hys)H

…………………（4）式中：H1.0水轮发电机1.4隐极同步发电机值由制造厂给定。励磁线圈电流励磁线圈电流按下式计算：I(D1hys)HW1

……（5）电源容量试验电源容量，按下式计算：

S1SKUI10S1

……（6）式中：KS——电源容量系数，一般取1.1，或根据实际需要确定。3如果试验电源为三相变压器，使用其中的两相进行铁心损耗试验，三相变压器的容量应为 倍的3电源容量计算值。使用电容器补偿的铁心损耗试验，其电源容量按补偿后的要求进行配置。测试线圈电压测试线圈电压按公式（7）

U（7）W2W1式中：W2——测试线圈匝数，一般取1或2；试验要求试验现场被试电机及试验设备周围要留出安全距离并设立警示灯等警示标志。试验人员试验人员应具有相关资质和经验。试验电源试验电源应是合格的交流电源，其容量应满足计算得出的电源容量值。测量仪器和仪表电气测量仪表仪用互感器根据前期计算结果，选择仪用互感器，其精度应不低于0.2级。温度测试仪采用红外热成像仪时，宜配置便携式红外线点温仪，辅助进行温度测量。若埋设检温元件，则沿定子铁心内、外圆周上、中、下部位均匀布置。励磁线圈励磁线圈应满足如下要求：励磁线圈电缆的耐压等级应高于电源电压，电缆截面积应满足试验电流要求；励磁线圈电缆应采用不带屏蔽及铠装的电缆；励磁线圈电缆在整个铁心圆周上均匀缠绕或者对称布置，各励磁线圈电缆的缠绕方向应相同；励磁线圈电缆与铁心接触的棱角部位应垫设绝缘材料，励磁线圈与定子铁心及机座之间应有足够的绝缘，测量的绝缘电阻值参考DL/T5420的规定；励磁线圈电缆的布置，应注意避免脚手架、化妆板等电磁感应的发热影响；当励磁电缆引线较长、或者励磁线圈匝数较多时，由于励磁线圈本身的电压降落，为保W12测试线圈测试线圈应满足如下要求：测试线圈宜只缠绕定子铁心；测试线圈电缆的耐压等级应高于测试线圈电压的计算值；测试线圈电缆应采用不带屏蔽及铠装的电缆；测试线圈的布置，对于励磁线圈在铁心上均匀排绕的，可布置在圆周上任意位置；对于励磁线圈为对称布置的，应布置在相邻两励磁线圈的中间位置；对于励磁线圈是单匝的，测试线圈应放置在正交位置。试验方法试验前检查试验前，应进行相应的检查工作：定子铁心应进行检查和清理，确保定子铁心膛内无异物，没有金属物、铁屑、溅落的腐蚀性液体，冲片无毛刺；发电机内置检温元件，应可靠接地；定子穿心螺杆的绝缘满足技术规定；若定子已经嵌线，铁心试验时，定子线棒或绕组应处于开路状态；检查试验接线的正确性、接头连接是否牢靠、电缆是否破损。试验接线按试验要求缠绕励磁线圈与测试线圈，试验原理示意图如图1所示。图1试验原理示意图图中，1WTVAV初始温度测量试验前，应测量定子铁心初始温度和环境温度，二者温差应不超过5K。试验时监测磁通密度的测量8。B 4.42

……（8）铁心损耗的测量倍。磁通密度和时间50Hz试验时的磁通密度和时间按表11.4T；水轮发电机的磁通密度宜为1.0T。表1磁通密度和试验时间发电机类型磁通密度/T试验时间/min隐极同步发电机1.445水轮发电机1.090一般情况下，隐极同步发电机的磁通密度不应低于1.26T；水轮发电机的磁通密度不应低于0.9T。特殊情况下，受现场试验条件限制时，隐极同步发电机可在磁通密度1.0T下持续试验90min。试验磁通密度偏差时的修正当试验磁通密度不满足表1时，需要对试验时间或铁心温升试验数据进行修正，优先采用试验时间的修正。试验时间修正试验时间按式（9）、（10）进行修正：隐极同步发电机：水轮发电机：

tB

………………（9）t 1.02

………………（10）铁心温升试验数据修正铁心温升试验数据按式（11）~（14）进行修正：对于隐极同步发电机：

)B对于水轮发电机：试验频率偏差时的修正

(1.4)fmax1 2 (B 1max1 2 (1 2 (Δt=Δt(1.4)f1 2 (B 1max1 2 ((1.0)fmax1 2 (B 11 2 (Δt=Δt(1.0)f1 2 (B 1

………………（11）………………（12）………………（13）………………（14）试验电源频率偏差时，按式（11）~（14）对铁心温升试验数据进行修正。60Hz概述对于额定频率为60Hz的发电机，定子铁心磁化试验可按下述两种方法之一进行：a）采用60Hz试验电源进行试验；b）采用50Hz试验电源进行试验。采用60Hz试验电源的试验采用60Hz试验电源进行额定频率60Hz的发电机试验,与采用50Hz试验电源进行额定频率50Hz的发电机试验的方法相同。试验时的磁通密度和试验时间，见表1。采用50Hza）试验时的磁通密度和时间采用50Hz试验电源进行额定频率60Hz发电机的定子铁心磁化试验，按表2规定的磁通密度和时间进行。试验时，隐极同步发电机的磁通密度宜为1.4T；水轮发电机的磁通密度宜为1.0T。表2磁通密度和试验时间（采用50Hz试验电源时）发电机类型磁通密度/T试验时间/min隐极同步发电机1.465水轮发电机1.0130一般情况下，隐极同步发电机的磁通密度不应低于1.26T；水轮发电机的磁通密度不应低于0.9T。特殊情况下，受现场试验条件限制时，隐极同步发电机可在磁通密度1.0T下持续试验130min。b）试验磁通密度偏差时的修正当试验磁通密度不满足表2时，需要对试验时间或铁心温升试验数据进行修正，优先采用试验时间的修正。试验时间修正试验时间按式（15）、（16）进行修正：隐极同步发电机：tB

………………（15）水轮发电机：

tB

………………（16）铁心温升试验数据修正铁心温升试验数据修正，参照（b）。c）试验频率偏差时的修正试验电源频率偏差时，参照。试验记录15min试验报告编制根据试验数据编制试验报告，试验报告可参考附录C编写。试验后检查试验结束后，宜检查检温元件、定子铁心拉紧（穿心）螺杆的绝缘、铁心的压紧度。质量判别铁心相同部位温差的限值（Δ3：表3定子铁心相同部位温差限值发电机类型定子铁心相同部位温差限值/K隐极同步发电机≤15水轮发电机≤15铁心最大温升的限值Δt4：表4定子铁心最大温升限值发电机类型定子铁心最大温升限值/K隐极同步发电机≤25水轮发电机≤25附录A（资料性）低磁通涡流检测方法ELCID（ELectromagneticCoreImperfectionDetector）。低磁通涡流检测方法只需施加发电机定子铁心磁化试验励磁量的43～20kVA的电源。由于励磁及定子铁心短路涡流电流的存在,ChattockChattock电位计放置于每两个相邻Chattock电位计检测。Chattock电位计的输出信号值等比于它两端的磁位差。Chattock电位计信号，并将其与取自励磁电流的参考信号进行分析。检90°相位差，称为正交电流。信号处理主机通过取自励磁电流的参考信号及同步检测器Chattock电位计信号内的正交成分，这两种信号可被显示并记录。信号处理主机已被校正，能Chattock电位计检测的每两个相邻铁心齿的信号,以给出每Chattock电位计对铁心齿面和槽内壁（在定子线棒取出的情况下）进一步检测，可进一步确认铁心短路点位置。ELCID试验需要定位筋作为涡流通路，但定位筋可能与局部铁心叠片