刘家峡水电站5 # 发电机定子磁化试验.doc

刘家峡水电站5发电机定子磁化试验庞秀岚（天津大学，天津300072）关键词：发电机定子；磁化试验；刘家峡水电站刘家峡水电站5增容机组由加拿大国际有限公司设计、制造。发电机定子分成4瓣运输至工地，在发电机机坑内进行组装，安装完毕后必须进行磁化试验。由于二滩水电站水轮发电机组也由GE公司提供，其6机定子磁化试验做了3次未通过，最后将定子铁芯叠片全部拆除，重新叠装新的叠片。鉴于此情况，运行单位、制造厂家、安装单位对刘家峡5机的组焊、叠装、磁化试验非常重视，并对各个工序进行了严格的质量控制及把关。磁化试验一次通过，计算参数与实测数据基本相同，现对计算方法、试验程序及结果加以介绍，供同行参考和借鉴。定子磁化试验是检验定子铁芯装配质量的重要手段，也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序，其基本方法是在定子铁芯上缠绕若干个励磁绕组，将交流电流通入绕组内，此电流在定子铁芯中产生磁场，同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热，测量铁芯总的有功损耗与温度，计算出单位重量铁芯损耗与温升，从而判别铁芯叠装的质量。如果铁芯绝缘不好或铁芯装配质量不佳，当铁芯通过交变磁通时，涡流损失就会增加，造成局部过热，加速铁芯绝缘和线棒绝缘的老化，严重时将造成铁芯绝缘烧伤或线棒击穿事故。发电机有关参数如下：发电机型号：API额定容量：365 MVA额定电压：18 kV额定转速：125 rmin额定频率：50 Hz额定功率因数：09 1铁芯参数及试验时有关数据定子铁芯外径：12395 cm定子铁芯内径：11557 cm定子铁芯轭部高度：27259 cm定子铁芯总高：213106 cm定子铁芯通风沟数：54定子铁芯通风沟高度：0399 cm填充系数：095选择电源参数：频率50 Hz 电压V400 V试验时的磁通密度：B1 T在B1 T时相对导磁率：49103钢的发热量：0465Kj（kg deg c）铁芯损耗约：198 Wkg2试验参数的计算21定子铁芯轭部截面积AA49606 cm22.2 励磁线圈匝数NN=4匝2.3 励磁线圈的感抗XcXc=0.40424励磁电流II989463 A25测量电压测量线圈取1匝，则测量电压为：VPT100 V26试验设备的容量Q396039 kVaP272775 kWS480887 kVA3试验设备选择31试验电源变压器选择根据上述计算，试验电源变压器容量必须大于500 kVA，由于施工现场有一台现成的施工变压器，故选用此变压器向励磁线圈提供电源，变压器的有关参数如下：变压器型号：SL71000604 kV三相额定容量：1000 kVA额定电压：604 kV额定电流：96214433 A接线：YY04试验接线及试验准备41缠绕励磁绕组定子紧压结束，具备磁化试验条件后，可缠绕励磁绕组，为使磁通密度分布均匀，采用8个励磁支路并联均匀分布于定了铁芯上，励磁线圈用50 mm2铜芯橡套电缆，每个支路约通过125 A电流，8个支路一端全部穿过电流互感器，接至变压器低压侧C相母线，另一端接至变压器低压A相母线，缠绕线圈时，电缆要拉紧并贴在铁芯齿表面，不得放在线槽内，棱角处需加垫橡皮保护。42缠绕测量绕组测量线圈1匝，缠绕在任两个励磁线圈的中间部位，缠绕时线要拉紧，测量线圈放在线槽内，贴紧槽底。若定子结构允许，测量绕组包绕定子有效铁芯，不包绕机座，棱角处加垫橡皮保护。43温度计及热电偶布置沿定子铁芯圆周上、中、下轭部和齿部均匀布置36个温度计，监视铁芯温度。热电偶分别布置槽底10个，机座2个，铁芯外围8个，测量铁芯及机架温度。44设备及表计接线将变压器布置在发电机层进人门处适当位置，高压侧电源取自电厂6 kV配电室备用柜，接好进线侧电缆及励磁线圈。按图1接好各仪表连线，用1000 V兆欧表测量励磁及测量线圈对地绝缘均应良好。参见图1。 45定子本体准备检查所有铁芯螺栓均在特定的力矩下紧固；认真检查定子内、通风沟内、上下端处不应有铁磁物质遗留；吹掉定子铁芯通风沟内、定子机架及定子铁芯顶部的灰尘；除去定子机架附近地面上的所有杂物和金属颗粒；定子机架与基础可靠固定，并用50mm2的导线将定子外壳可靠接地。5试验步骤（1）操作人员、记录人员、观察人员各就其位，试验人员记录各温度计原始温度及所在的位置。（2）合上电源断路器，观察定子铁芯振动情况，全面检查定子铁芯各部，当出现冒烟、火花、严重异常声响时，应立即跳闸查明原因。（3）各部无异常后开始试验，合上电源10 min后记录初始温度，用半导体点温计测量定子铁芯各部温度，选出较热处放置酒精温度计，继续用半导体点温计检查各处发热情况，若发现其它过热点，也应放置酒精温度计。（4）每隔10 min记录一次温度计读数及各试验表计读数。（5）试验正常进行90 min后结束，跳开断路器。（6）试验结束后，检查定子机座与定位筋各焊缝应无裂纹，螺杆应无松动。6注意事项（1）检查铁芯温度时，不得用双手同时触摸铁芯表面，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）试验中如有个别部位发热严重，出现冒烟或发红情况时，须立即停止试验，待查明原因并妥善处理后，再行试验。（4）试验中，如果定子铁芯平均温度和机架平均温度的差值超过10时，需停止试验。（5）试验过程中，若噪音或振动加剧，需停止试验，重新紧固铁芯螺栓后，再加励磁。7试验数据及结果分析71试验数据试验数据及热电偶读数参见表2、表3。72试验结果计算及分析实际磁通密度：B087 T铁轭重量：G148 225 kg单位铁损：P203 Wkg最高铁芯温升：t1158最高铁芯温差：t2462按标准规定，t2不得大于15。GE公司要求在磁化试验过程中，铁芯和机座之间的温差若超过10，试验需停止，原因是由于试验过程中铁芯不做冷却处理，全部发生的热量持续给铁芯加温，若铁芯和机座之间温差过大，热膨胀的应力将可能损坏铁芯或者机座，因此试验时间不宜过长。此次试验90 min时，铁芯和机座的平均温差正好是10，所以，GE公司10的温差标准是比较合理的。由于定子结构原因，试验时励磁线圈及测量线圈包绕了定子机座，故实测单位铁损值203 Wkg稍大于公司提供的试验时的约值198