发电机定子铁芯损耗试验方案讲解

1、发电机定子铁芯损耗试验施工方案设备管理部2021年 01 月 14日发电机定子铁芯损耗试验方案一、施工工程简介我厂发电机为哈尔滨电机厂生产的 QFSN-600-2YH型汽轮发电机，发电机采用内部 氢气 循环，定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气外表冷却，转子绕组氢气内冷的冷却方式。为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的平安运行，必须进行铁芯损耗试验。、工八方八案1、施工准备1.1物资准备序号名称数量单位1试验电缆120mm2130米2电流表1块3电压表1块4功率表1块1.2人员准备哈尔滨电机厂现场效劳人员负责密封垫更换工作，设备管理部电气专业人员配合。1.3机械设备准备根据

2、现场实际情况，准备扳手、螺丝刀、热成像仪等。2、施工万案2.1试验原理在发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取励磁磁感应强度为1? 1.4 T,铁芯在交变磁通中产生涡流和磁滞损耗，铁芯发热，温度很快升高。同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化局部产生较大的局部涡流，温度急剧上升，从而找出过热点。试验中用红外线测温仪测出定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线热成像仪扫描查找定子铁芯局部 过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。把测量

3、、计算结果与设计要求相比拟，来判断定子铁芯的制造、安装整体质量2.2试验接线图W1:励磁绕组W2测量绕组A:测量绕组电流表W测量绕组功率表V2:测量绕组电压表2.3试验标准?电力设备预防性试验规程?DL/T 596-1996 ，励磁磁通密度为1.4T 特 斯拉 下持续时间为45min,齿的最高温升不得超过25C，齿的最大温差不大于15C，单位铁损不得超过 该型号硅钢片的允许值 一般在1T时为2.5W/kg.?电力设备交接和预防性试验规程?大唐集团公司Q/CDT107 001 - 2005,磁密在仃下齿的最高温升不大于25C,齿的最大温差不大于15C,单位损耗不大于1.3倍参考值。 在磁密为1T

4、下的持续试验时间为90min,在磁密为1.4T下的持续时间为45m in。2.4试验参数241发电机参数型号：QFSN-600-2YHG额定容量：667MVA额定功率：600MW额定电压：20KV定子电流：19245A励磁电流：4128A励磁电压：421.8V额疋频率：50HZ功率因数：0.9接线方式：丫丫定子重量：300T转子重量：66.5T生产厂家：哈尔滨电机厂发电机参数与计算发电机参数定子铁芯长度L=630cm定子铁芯外径Da=267.335cm定子铁芯内径 D1=131.6cm定子铁芯间隙数Ns=95定子铁芯间隙宽度bs=0.6cm定子铁芯线棒槽高hz=15.964cm定子铁芯线棒槽宽

5、bz=4.573cm定子铁芯单位体积重量r=7.65kg/cm3波兰硅钢片型号：A270-60-50，铁芯在B=1.4T磁密时，磁化力为H=3.6安匝/cm试验电 压取自 #7 机 3kV II 段，E=3150V f=50HZ定子铁芯有效长度Lfe=K(L-Nsbs)=0.94(630-95 X 0.6)=538.62cm定子铁芯有效宽度ha=0.5 X (Da-DI)-hz=0.5 X (267.335-131.6)-15.964=51.9035cm定子铁芯有效面积S=Lfe X ha=538.62 X 51.9035=27956.26317cm2定子铁芯的重量 G=n (Da-ha) S

6、r-3=3.14X (267.335-51.9035) X 27956.26317 X 7.65 X 10=146209.365 kg励磁线圈匝数的计算E 104励磁线圈匝数W1 =4.44 fBS感应电压：E=4.44WfBS43150S04.44 50 1.4 27956.26317? 3.6取励磁线圈匝数4匝测量线圈匝数励磁线圈电流计算励磁电流匚WDHW1=3.14X(267.335 51.9035)X3.64=608.8A励磁线圈导体截面选择：电流密度原那么上不大于5安/mm2导线截面得应大于120mm2励磁容量计算在电源容量足够大的前提下，单侧励磁电源容量为：S0=U1I1=3.15

7、 X 608.6=1917.09KVA如果用一台三相变压器作为励磁电流，那么三相变压器的容量至少为：S1= 3 S0=1.732 X 1917.09=3320.39KVA我厂启备变3kV侧容量为6000KVA容量足够，可用启备变作励磁电源。2.5 试验方案根据以上计算，我厂根据现有材料，发电机铁芯损耗试验选用电压等级为3KV选取3KVII段#8机3kV II段备用电源开关80BBD12为励磁电源开关，用启备变作为励磁 变压器 另选一根测量两芯电缆，耐电压1KV截面积在1.5mn2皆可，在定子绕一圈，接测量仪表。2.5.1 试验前应对励磁电缆进行交流耐压试验， 电压 3KV 1 分钟合格后，才能

8、进行 电缆敷设，电缆送电前检查电缆绝缘电阻。2.5.2 检查所有铁芯螺栓均在规定的紧固力矩下；检查定子内、通风槽沟内、上下 端部等 处不应有铁磁性物质遗留；用吸尘器清理定子内外、沟槽等处的灰尘和杂质；将 定子基座并用 50mm2 裸铜线与接地网可靠连接。2.5.3 试验前停运发电机定冷水系统。2.5.4 试验前应测试发电机定子绕组的绝缘电阻，确认绕组无接地故障。2.5.5 试验前将发电机出线、中性点出线处软连接撤除，并用 50mm 裸铜线与接地 网可靠连接。2.5.6 试验电源取自 #8 机 3kV II 段备用电源开关 80BBD12 的 A、C 两相。2.5.7 将#8 机 3kV II

9、段备用电源开关 80BBD12 停电，摇至隔离位。合上开关接地 刀闸。 然后将#8机3kV II段备用电源开关电缆撤除。将励磁电缆缠绕在发电机定子上 4匝之后经发电机北侧窗户引至 8B高厂变3kV共 箱母线先将 8B 高厂变 3kV 共箱母线进线开关侧和 8B 厂变出现处母线撤除 1米 以上的母线， 留出足够的间隔，通过 8B 高厂变 3kV 共箱母线，引至 #8 机 3kV 配电间 8B 高厂变 3kV 工作 进线母线处，再通过20米10kV电缆引自#8机3kV II段备用电源开 关，接在开关A、C两相。2.5.9 控制电缆从 13.7 米平台经发电机励侧碳刷小间处至汽机房 6.9 米，通过

10、电缆 桥架， 接入#8 机 3kV II 段备用电源开关 80BBD122.5.10 电气保护人员将 #8 机 3kV II 段备用电源开关 80BBD12 开关控制方式改为在 13.7 米处试验地点实现合跳控制。2.5.11 电气保护人员将开关保护装置参数设置完成，开关传动试验合格，速断定值按1.75倍额定电流进行设定，试验额定电流600A,速断时间3S,退出开关差动保护。2.5.12 测温用红外热成像仪与测温仪应保证良好。2.5.13 操作人员、记录人员、监视人员固定专人专位，按照数据记录表格作好初始数据记录。2.5.14 将励磁线圈与测量线圈成 90 度角绕在铁芯周围，并按试验接线图接好

11、线，并测励磁线圈、测量线圈绝缘电阻。在集控室记录#8发电机铁芯压指温度测点 4个MKA10CT251252、243、244、 磁屏蔽温度测点4个MKA10CT253254、245、246、端部铁芯温度测点8个( MKA10CT247-25 、255-258 ) 、中部铁芯温度测点 8 个( MKA10CT259-26 6。2.5.16 准备好红外测温仪和红外成像仪，测量铁芯初始温度和室温。2.5.17 合上#8 机 3kV II 段备用电源开关 80BBD12 观察定子铁芯振动状况，全面 检查定子 铁芯各部状况，当出现冒烟、火花、严重异常响声时，应立即停电检查原因。2.5.18 通电后无异常，

12、所有数值与计算值差距不大时，调节分接头位置实现所需磁 密 ( 1.2T ) ，即开始试验。2.5.19 通电 10min 后无上述异常现象时，观察各仪表指示状况；均在正常情况下即 可用红 外热成像仪和红外点温计测量定子各部温度，确定铁芯最热点和最冷点，同时检 查铁芯齿部有 无松动现象。2.5.20 进行 90min 的试验，每隔 10min 记录一次数值和各测量表计数值。 在试验过程中， 应随时检查铁芯各部位发热情况，如发现有新的过热点，应及时纪录，如有发现 冒烟或发红现 象，应立即停止试验，并对冒烟或发红处作好记号并及时处理。2.5.21 90 min 的试验正常后，断开电源，检查定子机座焊

13、缝、定位筋与机座各焊缝应无裂纹，螺杆应无松动，撤除试验连线及激磁绕组、测量绕组等缆线，去除定子铁 芯机座等灰尘 杂质。2.5.22 试验数据记录从 090min , 每 10min 记录一次；分别记录励磁电压、励磁电流、感应电压、铁损、 平均 铁芯温度、平均机座温度。各部位温度通过热电偶进行测量，主要部位为铁芯压指、 端部铁芯 和中段铁芯。分别填入相应的表格。2.5.23 数据处理及结果分析1) 磁通密度折算到 1.4T( Tesla )时的铁损计算。2) 试验时磁通密度的实际值B仁 UpA4.44 fSW1式中： Upt :测量线圈感应的电压值。W1 :励磁绕组的匝数。S : 定子铁芯有效面

14、积。3) 定子铁芯磁轭部单位铁损 PFe2 PFe= (PFe/G)*(1/B1 ) ( W/kg )式中： PFe ：功率表 W 的测量值，即实测总铁损。 G :定子铁芯重量。4) 最高齿温差 t1( C)2 t1=( t1- *(1/B1)式中：t1 :最高齿温。t2 :最低齿温。温差不应超过 15C。5) 铁芯最高温升 t2( C), 2 t2=( t3- *(1/B')式中：t3 :最高铁芯温度或齿温。t2 :铁芯初温。温差不应超过 25C。2.5.24 试验结果分析依据：1) 单位铁损厶PFe> 2.58 W/kg即为不合格。2) 铁芯齿部相互间的温差厶t1 >

15、15C即为不合格铁芯最高温升 t2 > 25° C即为不合格。施工组织措施1 、施工组织机构1.1 设备管理部负责人：职责：(1) 负责工程的整体协调工作。(2) 负责各施工现场的质量抽查工作。(3) 负责各施工现场的平安措施抽查工作。1.2 设备管理部工程负责人：职责：(1) 负责工程的整体协调工作。(2) 负责各施工现场的质量抽查工作。(3) 负责各施工现场的平安措施抽查工作4负责施工人员岗前培训和考核。1.3 设备管理部专业点检员 :职责:1负责施工现场的总体协调工作。 2 负责施工现场的质量巡检工作。3 负责施工队平安防范措施和平安设备的检查工作。4收集施工现场的工程资

16、料。5负责现场突发事件的处理。6按照?施工方案?的流程安排施工。7施工结束后填写?竣工报告?。1.4 外委单位施工负责人：职责： 1 负责本队人员的工作分工，确保本队人员按质按量按时完成施工任务。2负责监管本队人员严格按照施工技术措施进行施工。 3 负责施工过程中本施工队的平安自查和质量自查。 4 负责带着本施工队按照?作业指导书?的流程进行施工。1.5 外委单位平安负责人：职责：发工格遵执行平安 施工1负责监督现场施工各队按照?国家电网电业平安工作规程?电力变电局部及 方有关规定进行施工。2负责制定平安施工措施，并征求甲方安监部门的意见。负责监管施工人员严 守甲方的厂规厂法及各项平安管理制度

17、，并组织进行入厂平安教育。3负责在施工前进行宣读工作票和工作许可手续并在施工中严格监督各施工队 情况。4负责监督全体施工人员了解和遵守工作票危险点控制措施、补充平安措施的 要求。 5 负责在施工前对所有参加施工人员进行平安技术交底，明确停、带电设备、 范围、施工任务、技术要点、施工人员职责，并随机抽问施工人员至其答复无误为 止1.6 外委单位质量负责人：职责：1负责整个工程的质量技术监督。2负责各方面的技术交底、技术工作协调、资料汇编等工作 3 负责指导监督施工人员严格按照施工技术措施进行施工 4 负责随时抽查施工质量，做好监控指挥。1.7 外委单位工作成员： 职责：1 严格遵守阳城电厂各项平

18、安管理制度，进行入厂“三级教育培训工作2 了解和遵守工作票危险点控制措施、平安措施的平安要求。3严格按照施工技术要求进行施工。2、施工进度方案及节点施工准备： 2021 年 02 月-2021 年 03 月施工阶段： 2021 年 03 月-2021 年 03 月施工验收： 2021 年 04 月-2021 年 05 月四、施工技术措施1、编制依据及引用标准1.1 哈尔滨电机厂厂家图纸及技术资料1.2?预防电力生产事故的二十五项反措?1.3 ?电力设备交接和预防性试验规程? Q/CDT 107 001-2005 2、施工技术要求2.1励磁磁通密度为1.4T 特斯拉下持续时间为45min,齿的最

19、高温度不得超过25C ,齿的 最大温差不大于15C,单位铁损不得超过该型号硅钢片的允许值 一般在1T时为2.5W/kg .2.2磁密在1T下齿的最高温升不大于25T，齿的最大温差不大于15C，单位损耗 不大于1.3 倍参考值。在磁密为 1T 下的持续试验时间为 90min, 在磁密为 1.4T 下 的持续时间为 45min 。3、施工质量要求理定子3.1 试验前应对励磁电缆进行交流耐压试验，电压 3KV 1 分钟合格后，才能进行电 缆敷设，电缆送电前检查电缆绝缘电阻。3.2 检查定子内、通风槽沟内、上下端部等处不应有铁磁性物质遗留；用吸尘器清 内外、沟槽等处的灰尘和杂质；将定子基座并用 50m

20、 m 裸铜线与接地网可靠 连接。3.3 试验前将发电机出线、中性点出线处软连接撤除，并用 50mm2 裸铜线与接地网 可靠连接。3.4 将励磁线圈与测量线圈成 90 度角绕在铁芯周围，并按试验接线图接好线， 并测 励磁线圈、测量线圈绝缘电阻。3.5 通电后无异常，所有数值与计算值差距不大时，调节分接头位置实现所需磁密1.2T ，即开始试验。4、施工验收要求4.1单位铁损厶PFe>2.58 W/kg即为不合格。4.2铁芯齿部相互间的温差厶t1 > 15C即为不合格。铁芯最高温升 t2 > 25° C即为不合格。五、施工平安措施1、 严格执行公司?工作票操作票管理标准?

21、，检修工作必须办理工作票，施工、 试验人 员应具备必要的业务技能，熟悉?电力平安工作规程?火电厂动力局部和变电 站发电厂电气 局部相关内容。2、工程开工前必须办理工作票，且相关负责人包括工作负责人，工作许可人、点检员、 平安员、专业主管等要共同去现场检查所做的平安措施布置情况，并进行 平安交底，做好 事故预想，施工过程中相关负责人要随时检查平安作业情况。3、铁损试验属于大型电气试验，涉及的电气设备和部门较多，为保证试验顺利进行需成 立试验组，统一安排、组织、协调、指挥试验工作。试验组由哈尔滨电机厂， 阳城电厂组成。4、工器具：4.1 带入发电机现场使用的工具必须是合格工具， 并经检验，活口扳手

22、应电焊点住， 在 发电机膛内工作禁止使用活扳手。4.2 发电机所用工具要有专用标记和编号并在发电机出入登记表上登记，进入发电机内的人员应进行登记，并作记录。4.3 工作人员使用工具时，发生损坏，要向保管员讲明。4.4 使用电开工器具必须配用漏电保护器。4.5 清点所有专用工具齐全，检查适宜，试验可靠。4.6 现场和工具柜工具、零部件放置有序，拆下的零部件必须妥善保管好并作好记 号以便 回装。4.7 当天检修任务结束后一定要将检修所用照明电源断掉。5、人员：5.1 工作人员进入工作现场，必须保持良好的精神状态。5.2 各项工作内容、工作人员及劳动保护用品落实到每个人。5.3 每天开工前工作负责人

23、向作业组成员交代平安考前须知， 并进行组内分工，并 且进行平安、技术交底工作结束后总结当天的平安工作情况。5.4 发电机检修现场设置围栏， 无关人员禁止入内， 参加发电机检修的工作人员必 须固定。 发电机检修现场谢绝参观人员进入。6、设备损坏：6.1 进入发电机定子内部工作时，任何人员一律穿专用连体服和软底鞋， 连体服应 无口 袋，纽扣和金属拉锁、金属部件，工作鞋上无金属部件、鞋底纹络浅薄， 不允许连 体服内套工作服，严禁把与工作无关的东西带进定子内部， 在进入发 电机内工作前，检查脚底是否沾有异物，或套好鞋套。6.2 进入发电机工作，严禁踩绝缘引水管，测温线。6.3 进入发电机定子所使用的工器具等，进时要登记，出时要核对，数量必须准确， 损坏 的物品其各部件必须寻找、拼凑齐全。工作完毕后还要逐一清点核对，不 得遗失。 较小的工具可在其尾部缚上彩带，以便于寻找。6.4 工作人员在工作过程中，如出现工器具、备件等脱落或丧失，必须如实报告。 为了保护定子铁芯和线圈绝缘，定子膛内包括绕组端部必须铺放厚度为 3mm 以上的橡胶垫。6.5 检修结束后必须对端部线圈的夹缝，上下渐伸线之间作详细检查，以防金属杂 物遗留 在发电机内。6.6 建立严格的检修现场管理制度，防止锯