定子铁损计算方法

定子铁损试验技术方案

定子铁损试验技术方案 .1 概述 .1.1 概述 水电站水轮发电机组设备由 水电设备有限公司制造供货。定子机座由8瓣组成，外径Ф14100mm，定子铁芯内径Ф13400mm，定子铁芯高度1578mm。铁芯共由44小段组成，中间有43个通风沟。铁芯重129t。 定子在安装间内进行机座组圆、合缝焊接、铁芯叠装等工作，铁损试验在定子组装叠片完毕，定子下线开始之前进行。 .1.2 试验目的 发电机定子铁芯是由薄硅钢片现场叠装而成。在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，在定子铁芯组装完成后，必须进行铁损试验，以检查铁芯片间绝缘是否短路，压紧螺栓是否压紧。 试验中，测量定子铁芯的总有功损耗、磁轭的温度，查找局部过热点，从而计算出铁芯的单位损耗及温升，发现可能存在的局部缺陷，综合判断定子铁芯的制造、安装质量是否符合设计要求。 .1.3 试验基本原理 铁损试验的基本原理是：在叠装完成的发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入交流电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，从而在铁芯中产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的涡流，温度很快升高。 用埋设的热电偶测量铁芯、上、下压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪查找局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测量其感应电压，计算出铁芯总的有功损耗。根据测量结果与设计要求比较，来判断定子铁芯的制造、安装质量。 .2 编制依据 (1) GB50150-91 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 (2)

SD287-88 《水轮发电机定子现场组装工艺导则》 (3) 主机厂家图纸及安装说明书 3

.3 试验计算 机组定子铁芯断面如图1。 图1 定子铁芯断面图 1) 基本参数 铁芯内径 d1=13400 mm 铁芯外径 d2=14100 mm 铁芯高 h=1578 mm 铁芯压紧系数 取 k=0.96 通风沟宽度 b=6 mm 通风沟数量 n=43 硅钢片安匝数 取H=1.7安匝/厘米 槽深 h1=159.6mm 2) 计算 (1) 铁芯有效长度 L=k×（h-n×b）=0.96*（1578-43*6）＝1267.2mm=126.7cm (2) 铁芯轭部宽度 ha=（d2-d1）/2-h1=（14100-13400）/2-159.6＝190.4 mm=19.04cm (3) 铁芯截面积 S=L×ha=126.7*19.04＝2412.368cm2 =0.2412 m2 (4) 励磁线圈匝数 W1=U1/(4.44f×S×B)×108=162.214（取B=1.05×104高斯） 考虑到压降的影响，取W1=184匝 (5) 励磁绕组电流 I=π（d2- ha）H/ W1=40.4A （令H=1.7） 定子铁损试验技术方案 4 (6) 电源容量

P=3U1I=699.7KVA 若测量线圈取W2=1匝，则测量电压U2= U1 W2/ W1=10000/184=54.35V 励磁线圈导线的选择：按每mm2载流量3.5A计算，所需励磁电缆芯线截面积为40.4 /3.5=11.54mm2，拟选用25mm2的10KV电缆缠绕，缠绕长度约为1122米，过渡长度为260米，所需励磁电缆长度约为1382米。 .4 试验 1) 准备工作 a 对定子进行彻底的清扫，全面检查机座和铁芯； b 将所有的槽样棒取出； c 检查通风沟、上下端部等位置、各环板间，保证各处无残留金属物件； d 完成紧固定子铁芯所有拉杆螺丝等全部机械工作； e 用不小于50mm2的铜编织线将定子机座可靠接地，接地点在±Y方向两点； f 检查试验仪器、仪表满足试验要求； g 检查供电电源已具备试验条件； h 试验用高压开关柜经调试、试验合格，然后不带负荷分、合闸操作3次，正常； i 准备数

台应急灯和手电筒。 2) 试验布置 a 试验区域布置（见图2）： 定 子 通道 座 机 试验用 高压配电柜 测量区域 试验机坑 图2 铁损试验区域布置

定子铁损试验技术方案

5 b 在测量区域设置两张桌子，放置测量仪表，按图4接线。 c 励磁电源布置：铁损试验在发电机机坑里进行，励磁电源进线高压开关柜布置在机组发电机层下游方向第四象限，电源从安装间上部10KV配电房引入高压开关柜。 d 励磁线圈：按图4在定子铁芯上按相同方向缠绕励磁线圈，为了试验期间可能需要的绕组数的变更，励磁电缆长度需留有缠绕定子铁芯两圈约20米的余量，再制作高压电缆头。 e 测量装置的布置：测温装置及铁损测量表计布置在机组发电机层下游方向第四象限高压开关柜旁，信号从各测量点引入；另用远红外测温仪随时监测各位置温度，重点监视各过热区域的温度。 f 测量线圈的布置：为了检查铁芯磁场是否均匀，在铁芯180° 方向对称布置两组测量线圈，测量线圈用2.5mm2的导线，按图4在铁子铁芯上缠绕好测量线圈，引至测量仪表并接线。测量绕组应包绕定子有效铁芯，但不应包绕定子整个机座。 3) 测量布置图 测量布置如图3。 铁芯上部 下压板测温点 铁芯下部测温点 测温点测量线圈 感应电压机座测温点上压板测温点 图3 测量布置剖面图 4) 试验接线 试验接线如图4：