05 TBB-800-2EY3型发电机定子铁芯过热部位查找及.doc

全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集电气TBB-800-2EY3型发电机定子铁芯过热部位查找及处理Stator Core Overheating Position Finding and Processing on TBB-800-2EY3 Type Generator 倪志英倪志华（绥中发电有限责任公司125222）Suizhong Power Generation Co.,Ltd , Huludao City , Liaoning 摘要：本文叙述了TBB-800-2EY3型汽轮发电机定子铁芯过热部位查找及处理方法；纠正了俄罗斯电力工厂提供的TBB-800-2EY3型发电机技术说明书中的部分错误数据。此文可供电厂发电机检修和高压试验人员参考。Abstract：This paper relates the way that overheating position of the stator core is found and processed on TBB-800-2EY3 type steam turibine-driven generator ; and rectifies some erroneous data that Russia electric power plant provides in TBB-800-2EY3 type generator technical specification . This paper may offer the reference for the generator repairers and high-voltage testers .关键词：定子铁芯试验齿部硅钢片绝缘损坏最热齿温升过热部位处理Key words：the stator core test the insulation damage between the silicon steels in the situated tooth the temperatuture rise of the heatest tooth the overheating position process1前言绥电1号发电机是俄罗斯电力工厂制造的TBB-800-2EY3型汽轮发电机 ，该机于1999年12月投入运行。2004年4月15日至7月9日进行大修，并全部更换定子绕组。根据绥中发电有限责任公司企业标准SDQJ/2001-13-00-2000电气检修工艺规程，在全部抬出定子线棒后和新线棒嵌入槽内并打完槽楔后，应通过定子铁芯试验，用红外热成像仪测量定子铁芯温度，计算单位铁损，确定铁芯状态 。2 定子铁芯试验标准参照俄罗斯电力工厂TBB-800-2EY3型发电机运行使用规程1998年版，定子铁芯的试验标准为：2.1试验磁密选用1.4 T2.2试验时间为45 min2.3单位铁芯损耗应不大于3.9 w/kg2.4最热齿温升不大于252.5冷、热齿最大温差不大于103有关试验参数计算3.1定子铁芯的基本数据定子外径，D1 = 295.0(cm)；定子内径，D2 = 140.0(cm)；定子齿高，hc = 22.2(cm)； 定子铁芯总长度，L1 =715.6(cm)；定子铁芯通风沟宽度， b = 0.5(cm)；定子铁芯通风沟数，n = 153；注1铁芯径向通风沟中，有3段的宽度为1.0cm。3.2定子铁芯有效长度计算由于TBB-800-2EY3型发电机技术说明书中提供的部分基本数据有误，使计算出来的定子铁芯有效长度与实际有效长度比较，误差较大,从而影响了定子铁轭面积、励磁线圈匝数、定子铁芯重量及单位铁损等数据的真实性。为此，我们进行了实际测算,如下图：3.2.1定子铁芯压指分成三段，其中第二段和第三段均在定子铁芯总长度之内，每段压指都有磁屏蔽。压指和磁屏蔽的厚度为：bYC=2(bYZ2 + bYZ3 + bCPB)=2(2.2 + 3.7 + 0.53)=14.8式中：bYZ2、bYZ3 第二段、第三段压指厚度；bCPB 磁屏蔽厚度。3.2.2定子铁芯共有150段，每段铁芯的绝缘垫片（环氧玻璃布片）厚度为0.05，全部绝缘垫片的厚度为：bJYP=1500.05=7.5cm3.2.3定子铁芯通风沟nTF1=138，沟宽为0.5cm ；nTF2=3，沟宽为1.0cm，通风沟总宽度为：bTFG = bTF1+ bTF2 = 1380.5 31.0 = 72cm3.2.4定子铁芯无效长度：nb = bYCbJYPbTFG = 14.87.572 = 94.3cm3.2.5定子铁芯有效长度L ：L = K（L1nb）= 0.92（715.694.3）= 571.6cm式中：L1定子铁芯总长度K定子铁芯填充系数，取0.92 。3.3定子铁芯轭部高度he 及截面面积A计算he =(D1-D2)/2-hC =(295-140)/2 - 22.2 = 55.3cmA=Lhe =571.655.3 =31608.9cm23.4励磁线圈匝数W2W2 =(u2/4.44fBA)108= 45u2/BA =(456000)/( 1.431608.9)= 6.1(匝)试验时取6匝。式中：f试验电源频率50HZ 。B试验时铁芯轭部磁通密度为1.4T 。3.5励磁电流II = (DCPHO) /W2 = (3.14239.75.6)/6 = 702.5A式中：DCP = D1he = 29555.3 = 239.7cmDCP定子铁芯轭部平均直径cmHO单位长度的安匝数为5.6安匝/厘米。3.6励磁电源容量SS = U2I = 6702.5 = 4215kVA3.7测量线圈匝数计算W1 = U1 / (U2 / n)W 2 =20/ (6000/100)6 = 2（匝）式中：U2加于励磁线圈的电压（伏），取6000伏。n-电压互感器变比,n =100U1瓦特表允许电压（伏），取20伏。3.8定子铁芯轭部重量GG = (DCPS)7.810-6 = (3.14239.731608.9)7.810-6 = 185.6 T4试验接线试验接线原理图如图所示：图中 1 - 励磁绕组，6匝 2 - 定子铁芯 3 - 测量线圈，2匝 A - 电流表 w - 低功率因数瓦特表 V - 电压表CT- 电流互感器 PT- 电压互感器5定子铁芯过热部位查找及处理方法#1发电机全部定子线棒于2004年4月30日抬出后进行定子铁芯试验，用红外热成像仪测量定子铁芯各部位温度。当试验持续到20分钟时，发现励侧13-14槽间第7段齿局部过热，温度达到约150，其他部位温度未见异常。铁芯初始温度21.5。电气试验数据见表1。表1 电气试验数据时间测量线圈电压（V）励磁电流（A）损耗(kW)电源频率（HZ）实际磁密（T）9:022040684609.1250.001.41649:122040690606.9649.981.41649:222040684605.5250.051.4136根据定子铁芯试验得到的数据和热像图，认定该发电机励侧13-14槽间第7段齿局部过热，遵照专家及绥电有关技术人员提出的处理方法，检修人员对过热部位的硅钢片进行打磨，并用稀硝酸溶液进行腐蚀和清洗后，于2004年5月2日上午对定子铁芯进行试验，试验持续45分钟，故障部位的温度达到135，其他部位的温度未见异常，说明这种简单的处理方法不能达到消除硅钢片间短路的目的。铁芯初始温度：25.6，故障部位初始温度：24.9。45分钟时，铁芯最低温度为29.1，故障部位温度为135，靠近故障部位的第6段铁芯温度为67，第8段铁芯温度为53。 电气试验数据见表2。 表2 电气试验数据时间测量线圈电压（V）励磁电流（A）损耗(kW)电源频率（HZ）实际磁密（T）9:192040690613.4-1.41649:292040690611.3-1.41649:392030684604.850.021.40949:492030684608.450.021.40949:592030690608.450.011.409410:042040696608.450.031.4164由于上述简单的处理方法不能达到消除硅钢片间短路的目的，检修人员采取扩大打磨范围和打磨深度的办法，仍未奏效。后来改用两种强酸的混合溶液烧掉齿表短路杂物，再用窄而薄的专用钢片把短路齿逐片撬开，将残留物清除干净，并加热烘干；再在被撬开的缝隙中插入环氧树脂粘合剂浸渍过的薄云母片，最后涂刷一层环氧漆。经过烘干处理后，于2004年5月2日晚上对定子铁芯进行试验，试验持续45分钟，故障部位的齿温升为18.4，基本上达到了消除硅钢片间短路的目的。铁芯初始温度：32.5，故障部位初始温度：34。45分钟时，铁芯最低温度为39.5，故障部位温度为52.8，靠近故障部位的第8段铁芯温度为54。电气试验数据见表3。表3 电气试验数据时间测量线圈电压（V）励磁电流（A）损耗(kW)电源频率（Hz）实际磁密（T）21:322036690606.2449.961.413621:422040698.4607.6850.041.416421:522040714608.449.951.416422:022040711.6607.6850.031.416422:122040710.4606.2450.001.416422:172040714607.6849.981.4164由于#1发电机定子铁芯的故障部位已经修复，其他部位也未见异常，经专家及绥电有关技术人员研究决定，定子铁芯故障部位的处理工作结束。待该机定子线棒重新嵌线完毕，槽楔重新安装后，再进行定子铁芯试验。该试验于2004年5月31日中午进行，试验持续45分钟，故障部位的齿温升为16.4，其余各部位的温度均在允许范围之内。铁芯初始温度：汽、励两侧43，膛内中部温度45.9，故障部位初始温度41.5。45分钟时，铁芯最低温度：汽、励两侧47.7，膛内中部温度50。45分钟时，第7段铁芯温度58，第8段铁芯温度55，铁芯的其余各部分发热均匀，状态良好。电气试验数据见表4。表4 电气试验数据时间测量线圈电压（V）励磁电流（A）损耗(kW)电源频率（HZ）实际磁密（T）12:102040702620.6449.971.4163712:202030693.6613.4450.001.4094312:302030693.6613.4450.041.4094312:402030696613.4450.001.4094312:502024698.461249.981.4052612:552024698.461250.001.405266试验结果分析及结论6.1试验结果分析折算磁密系数K =（ 1.4/B实）2 =（ 1.4/1.405）2 = 0.993（1）在实际磁密下, 定子铁芯故障部位的齿温升 = 58-41.5 = 16.5折算到1.4T下, 定子铁芯故障部位的齿温升 = 16.50.993 = 16.4（2）在实际磁密下, 定子铁芯冷、热齿最大温差 = 58-47.7 = 10.3折算到1.4T下, 定子铁芯冷、热齿最大温差 = 10.30.993 = 10.2（3）在实际磁密下, 单位定子铁芯损耗 = P1.4 /G = 612/185 = 3.308w/kg折算到1.4T下, 单位定子铁芯损耗 = 3.3080.993 = 3.28 w/kg6.2结论绥电#1发电机定子铁芯故障部位经处理后