定子鐵損計(jì)算方法.doc

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1、定子鐵損試驗(yàn)技術(shù)方案定子鐵損試驗(yàn)技術(shù)方案.1概述.1.1概述水電站水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備由水電設(shè)備有限公司制造供貨。定子機(jī)座由8瓣組成，外徑Ф14100mm，定子鐵芯內(nèi)徑Ф13400mm，定子鐵芯高度1578mm。鐵芯共由44小段組成，中間有43個(gè)通風(fēng)溝。鐵芯重129t。定子在安裝間內(nèi)進(jìn)行機(jī)座組圓、合縫焊接、鐵芯疊裝等工作，鐵損試驗(yàn)在定子組裝疊片完畢，定子下線開始之前進(jìn)行。.1.2試驗(yàn)?zāi)康陌l(fā)電機(jī)定子鐵芯是由薄硅鋼片現(xiàn)場疊裝而成。在鐵芯硅鋼片的制造或現(xiàn)場疊裝過程中，可能存在片間絕緣損壞，從而造成片間短路。為了防止運(yùn)行中因片間短路引起局部過熱，甚至威脅到機(jī)組的安全運(yùn)

2、行，在定子鐵芯組裝完成后，必須進(jìn)行鐵損試驗(yàn)，以檢查鐵芯片間絕緣是否短路，壓緊螺栓是否壓緊。試驗(yàn)中，測量定子鐵芯的總有功損耗、磁軛的溫度，查找局部過熱點(diǎn)，從而計(jì)算出鐵芯的單位損耗及溫升，發(fā)現(xiàn)可能存在的局部缺陷，綜合判斷定子鐵芯的制造、安裝質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。.1.3試驗(yàn)基本原理鐵損試驗(yàn)的基本原理是：在疊裝完成的發(fā)電機(jī)定子鐵芯上纏繞勵(lì)磁繞組，繞組中通入交流電流，使之在鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生接近飽和狀態(tài)的交變磁通，從而在鐵芯中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵芯發(fā)熱。同時(shí)，使鐵芯中片間絕緣受損或劣化部分產(chǎn)生較大的渦流，溫度很快升高。用埋設(shè)的熱電偶測量鐵芯、上、下壓板及定子機(jī)座的溫

3、度，計(jì)算出溫升和溫差；用紅外線測溫儀查找局部過熱點(diǎn)及輔助測溫；在鐵芯上纏繞測量繞組，測量其感應(yīng)電壓，計(jì)算出鐵芯總的有功損耗。根據(jù)測量結(jié)果與設(shè)計(jì)要求比較，來判斷定子鐵芯的制造、安裝質(zhì)量。.2編制依據(jù)(1)GB50150-91《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(2)SD287-88《水輪發(fā)電機(jī)定子現(xiàn)場組裝工藝導(dǎo)則》(3)主機(jī)廠家圖紙及安裝說明書3.3試驗(yàn)計(jì)算機(jī)組定子鐵芯斷面如圖1。圖1定子鐵芯斷面圖1)基本參數(shù)鐵芯內(nèi)徑d1=13400mm鐵芯外徑d2=14100mm鐵芯高h(yuǎn)=1578mm鐵芯壓緊系數(shù)取k=0.96通風(fēng)溝寬度b=6mm通風(fēng)溝數(shù)量n=43硅鋼

4、片安匝數(shù)取H=1.7安匝/厘米槽深h1=159.6mm2)計(jì)算(1)鐵芯有效長度L=k×（h-n×b）=0.96*（1578-43*6）＝1267.2mm=126.7cm(2)鐵芯軛部寬度ha=（d2-d1）/2-h1=（14100-13400）/2-159.6＝190.4mm=19.04cm(3)鐵芯截面積S=L×ha=126.7*19.04＝2412.368cm2=0.2412m2(4)勵(lì)磁線圈匝數(shù)W1=U1/(4.44f×S×B)×108=162.214（取B=1.05×104高斯）考慮到壓降的影響，取W1=184匝(5)勵(lì)磁繞組電流I=π（d2-h

5、a）H/W1=40.4A（令H=1.7）定子鐵損試驗(yàn)技術(shù)方案4(6)電源容量P=3U1I=699.7KVA若測量線圈取W2=1匝，則測量電壓U2=U1W2/W1=10000/184=54.35V勵(lì)磁線圈導(dǎo)線的選擇：按每mm2載流量3.5A計(jì)算，所需勵(lì)磁電纜芯線截面積為40.4/3.5=11.54mm2，擬選用25mm2的10KV電纜纏繞，纏繞長度約為1122米，過渡長度為260米，所需勵(lì)磁電纜長度約為1382米。.4試驗(yàn)1)準(zhǔn)備工作a對定子進(jìn)行徹底的清掃，全面檢查機(jī)座和鐵芯；b將所有的槽樣棒取出；c檢查通風(fēng)溝、上下端部等位置、各環(huán)板間，保證各處無殘留金屬物

6、件；d完成緊固定子鐵芯所有拉桿螺絲等全部機(jī)械工作；e用不小于50mm2的銅編織線將定子機(jī)座可靠接地，接地點(diǎn)在±Y方向兩點(diǎn)；f檢查試驗(yàn)儀器、儀表滿足試驗(yàn)要求；g檢查供電電源已具備試驗(yàn)條件；h試驗(yàn)用高壓開關(guān)柜經(jīng)調(diào)試、試驗(yàn)合格，然后不帶負(fù)荷分、合閘操作3次，正常；i準(zhǔn)備數(shù)臺(tái)應(yīng)急燈和手電筒。2)試驗(yàn)布置a試驗(yàn)區(qū)域布置（見圖2）：定子通道座機(jī)試驗(yàn)用高壓配電柜測量區(qū)域試驗(yàn)機(jī)坑圖2鐵損試驗(yàn)區(qū)域布置定子鐵損試驗(yàn)技術(shù)方案5b在測量區(qū)域設(shè)置兩張桌子，放置測量儀表，按圖4接線。c勵(lì)磁電源布置：鐵損試驗(yàn)在發(fā)電機(jī)機(jī)坑里進(jìn)行，勵(lì)磁電源進(jìn)線高壓開關(guān)柜布置在機(jī)組發(fā)電機(jī)層下游方向第四象限，

7、電源從安裝間上部10KV配電房引入高壓開關(guān)柜。d勵(lì)磁線圈：按圖4在定子鐵芯上按相同方向纏繞勵(lì)磁線圈，為了試驗(yàn)期間可能需要的繞組數(shù)的變更，勵(lì)磁電纜長度需留有纏繞定子鐵芯兩圈約20米的余量，再制作高壓電纜頭。e測量裝置的布置：測溫裝置及鐵損測量表計(jì)布置在機(jī)組發(fā)電機(jī)層下游方向第四象限高壓開關(guān)柜旁，信號(hào)從各測量點(diǎn)引入；另用遠(yuǎn)紅外測溫儀隨時(shí)監(jiān)測各位置溫度，重點(diǎn)監(jiān)視各過熱區(qū)域的溫度。f測量線圈的布置：為了檢查鐵芯磁場是否均勻，在鐵芯180°方向?qū)ΨQ布置兩組測量線圈，測量線圈用2.5mm2的導(dǎo)線，按圖4在鐵子鐵芯上纏繞好測量線圈，引至測量儀表并接線。測量繞組應(yīng)包繞定子有

8、效鐵芯，但不應(yīng)包繞定子整個(gè)機(jī)座。3)測量布置圖測量布置如圖3。鐵芯