发电机定子铁心损耗试验方案

发电机定子铁心损耗试验方案
#1发电机定子铁芯损耗试验方案

批 准：
会 审：
编 制：王太国 胡丹

设备管理部
2010年10月20日
发电机定子铁心损耗试验方案
#1发电机定子铁芯损耗试验措施
一、组织措施
本次#1机A修发电机抽转子检查发现铁心风道齿条、铁芯本体
风道齿条、穿心螺杆剩余紧力过小，由上海电机厂技术人员进行紧力
补偿处理。检修处理后发电机铁芯进行铁耗试验以检验确认各部无受
损情况，因试验涉及面广危险性高，为确保试验能顺利开展特成立#1
发电机定子铁芯损耗试验小组。
组长：胡林
副组长：张宏、王太国
小组成员：张朝权（电机厂）、计磊（电机厂）、许军、杨光明、
黄敬、杨彬、省电科院试验人员、国电山东、运行部当值值长、
机组长等。
工作小组具体负责整个试验方案的执行，具体分解如下：
省电科院试验人员：对试验的正确性、安全性负责；审编试验技
术方案；完成试验所有仪器的正确接线、数据收集整理；负责整个试
验过程的指挥。
上海发电机厂技术人员：负责试验前定子膛类工作结束并检查未
残留任何工器具、剩余材料、杂物等。对整个试验全过程监督。对正
确试验方法下不损伤发电机负责。
运行部：负责试验准备工作中#1机6kv A段运行方式、负荷倒
发电机定子铁心损耗试验方案
换操作，以及试验电源的送电工作。按照《运行事故处理规程》相关
规定，对试验过程中发生异常（如6kv失电）的事故处理。
设备部：对试验的必要性、可行性、正确性负责； 6kv开关保
护定值修改整定等，全过程配合电科院试验人员进行试验。
安二公司：负责完成试验前各项准备工作，负责发电机出线三相
短路、励磁线圈的敷设接线工作,励磁电缆检查试验工作，全过程配
合电科院试验人员进行试验。
二、预控措施
1、试验前试验人员现场对参加试验的人员进行技术交底，在试验前
必须确认运行方式是否满足要求，严防因6kv A段失电影响#2机组
的正常运行。运行人员提前熟悉试验方案并做好事故预想。
2、二次保护班按试验方案计算参数，提前把6kv试验电源开关的保
护定值整定好，避免保护误动、拒动。
3、运行部按照试验方案条件需求做好运行方式的调整，避免因试验
时电流不平衡6kvA段跳闸后对运行机组和公用系统的影响。并考虑
好恢复失电的措施。
4、设备部对励磁线圈的制作敷设中要充分估算好高压电缆、中间接
头、终端接头的绝缘强度，在制作过程中要按电气规范进行，试验不
合格不得投用。重视穿入发电机膛内部分电缆的敷设工作，做好防护
措施，不造成对发电机膛内各部件的损坏。
5、安徽二公司现场做好试验区域的防护防火工作，现场必须设置安
全围栏、放置一定数量的消防器材。
发电机定子铁心损耗试验方案
6、试验过程中一旦发生异常必须立即停止试验，待消除后再继续进
行试验。
附件:
发电机定子铁心损耗试验方案
1 试验目的
通过定子铁损试验测量定子铁芯的单位损耗，测量铁轭和齿部温度，检查各部温升
是否超过标准值。综合判断定子铁芯片间绝缘是否良好，有无短路。
2 发电机有关参数
型号：QFSN-600-2 额定容量：667MVA 功率因数：0.9
频率：50HZ 额定功率：600MW 转速：3000r/min
定子电压：20KV 定子电流：19245A 定转子绝缘等级：F（按B级考核）
出厂序号：60SH086 出厂日期：2007年4月 生产厂家：上海汽轮发电机有限公
司 定子铁心数据： 铁芯轭部面积---28413cm² 铁芯轭部重量---146200kg
3 试验依据及标准
 DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》，励磁磁通密度为1.4T（特斯拉）
下持续时间为45min,齿的最高温度不得超过25K,齿的最大温差不大于15K,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).
 试验时的各部分温升和铁损值与出厂值比较，不应有明显增大
4 试验参数计算：
（1）、#1发电机出厂实验数据：励磁电流：1228A,励磁匝数：2匝，次级电压在；883V,
磁通密度：1.4T，时间：45min,贴心损耗值：151.2KW，齿部
表面铁芯最高温度：11℃，最低温度：10℃，最大温差：1K，
环境温度：8℃

（2） 励磁容量计算：在电源容量足够大的前提下，励磁侧的励磁电压应为：
U1=KU2=2×883=1766(V)
由于励磁电流为1228A，因此单侧励磁电源容量为：
S0=U1I1=1766×1228=2168.6(KVA)
如果用一台三相变压器作为励磁电流，则三相变压器的容量至少为：
S1=／3S0=1.732×2168.6=3756(KVA)
我厂启备变容量为50000KVA，高厂用变容量为：50000KVA，容量足够，可用启
备变或髙厂变作励磁电源

（3） 励磁线圈匝数的计算
轭部截面：S= 2.8413 （m2）
发电机定子铁心损耗试验方案
励磁线圈匝数计算
取B=1.4T U励=6300V 频率f＝50Hz
则：W励= U励/( 4.44fBS)
= 7.1 （匝）
当按上海电机厂方案8匝计算时，同时考虑到励磁线圈中电压降，实际磁通会小于
1.4T，建议试验时间应延长为90分钟。
实际取W励= 7 （匝）
（4） 励磁线圈电流的估算
励磁线圈电流I＝I1／W励= 307 （A）
其中：I1：铁心安匝数，上海电机厂提供数据为2456安匝
励磁线圈功率的估算
励磁线圈功率S励=IU励/W励×10-3= 247.6 （千伏安）
励磁线圈导体截面选择
电流密度原则上不大于3安/平方毫米，导线截面得应大于 102 平方毫米。
测量线圈匝数
测量线圈匝数Ｗ测＝ 1 （匝）
5、试验方案：
根据以上计算，我厂根据现有材料，#1发电机铁芯损耗试验选用电压等级为6KV的，
导线面积为3×70mm²的软电缆205米，选取#1机6KV1A段备用开关61A-18为励磁电源开关，
用启备变作为励磁变压器，6KV软电缆从61A-18开关A相出来，通入发电机铁芯，在铁芯
内绕8圈后接回61A-18开关C相，（试验电压的调整通过调节启备变有载调压开关，启备变
低压侧首先调到6KV左右，再逐级进行升压，直到满足试验需要的电压6300V.）？
另选一根测量两芯电缆，耐电压1KV，截面积在1.5-4mm²皆可，在定子绕一圈，接测量
仪表。
试验接线如下：
发电机定子铁心损耗试验方案
图１ 试验接线
6、 试验条件及注意事项
（1） 试验前应对电缆做交流耐压试验，加压6KV，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。

（2） 试验前将#1机1A段6kV电源母线重要负荷尽量转移至其他母线段，并整定试
验电源6KV开关61A-18的保护定值（投电流保护，其它保护退出）。

（3） 61A-18开关就地控制电缆敷设至#1发电机旁，在发电机平台处接临时合闸、分
闸操作按钮，或进行CRT上远方操作，试验位置传动试验可靠。

（4） 发电机转子抽出，定子绕组三相短路接地，如定子绕组有尚未消除的接地点时，
则绕组只需短路，不可再接地，以免多点接地损坏铁心，

（5） 对于大型电机试验，测量线圈应布置于磁通均匀或接近均匀的区域，电缆应放
置在木头上，避免直接搁在定子上。

（6） 励磁线圈导线与定子铁心、定子绕组及机壳棱角处应垫具有足够强度的绝缘材
料。

（7） 定子周围应无明显对流通风和各种热流。
（8） 试验过程中如发现有局部过热点，但温差又不显著，可以将磁通密度提高到
12000～14000高斯，即适当提高电压或减少匝数。可以缩短试验时间，又能找
到缺陷部位。

（9） 试验中检查定子膛内各部温度时，应穿绝缘靴，不得双手同时直接接触铁心。
膛内不得存放金属物品，进入静子膛的试验人员不得带有金属物件，不得穿带
钉子的鞋，必须带入定子膛的物件，应清点、查数，防止遗失。

（10） 定子铁芯和定子绕组原有的测温功能应尽可能恢复，试验中若发现铁心（包括
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埋入检温元件测量值）任何一处温度超过规定值（一般为105℃），或个别地方
发热严重，应立即停止试验。现场发现发电机内有异常情况时立即跳开61A-18
电源开关。

（11） #1发电机定冷水系统停运，铁损试验测试仪、二次PT、CT线接好并调试完
毕。

（12） 启备变进行有载调整时，调整到#1机1A段母线电压在6000V左右，注意记
录调整前有载调压开关的档位，试验结束应恢复原来有载调压开关的档位。

（13） 严格执行DL408-91《电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）》中有关
规定及现场的相关安全措施；

（14） 工作人员职责明确，精力集中；
（15） 现场设安全遮栏，并悬挂标示牌，准备必要的消防器材；
7、 试验步骤
a) 如图１所示，缠绕励磁线圈Ｗ1和测量线圈Ｗ2，接入各种测量表计；使用红外成
像仪，记录初始温度。

b) 合上励磁电源61A-18开关每隔10分钟后，用红外成像仪测量定子铁芯各部温度，
及记录仪表的指示值。
8、 数据记录
时间 （分钟） 测量电压 U测（V） 励磁电流 I（A） 实测铁损 P（W） 磁通密度 实际值（T） 单位重量
损耗（W/kg）
10
20
30
40
50
60
70
80
90

9、 试验结果分析计算
a) 所有计算都将磁通密度折算到10000高斯
b) 试验时磁通密度的实际值
B’＝ U测/( 4.44W励 fS)＝U测/5046.1488＝ （T）
c) 定子铁芯轭部单位铁损
ΔP铁＝P铁/G×（1/ B’）2 ＝P铁/ (146200B’2)＝ （瓦/公斤）
其中：P铁：功率表的读数，即实测总铁损（瓦）
G：铁轭重量，根据上海电机厂提供数据为 146200 （公斤）