大型交流电动机温升试验研究
非正常工作试验(堵转温升试验)
试验名称：电机非正常工作试验。
测试准备：稳压电源、电参数分析仪、温度表、堵转工装、计数器
试验说明：
※电动机以额定电压或额定电压范围的上限供电；
※试验环境温度应保持在23.5±5℃；
※电动机安装固定在一木质的或类似材料的堵转工装上，将电动机的转子堵住，测试电路参考“附录一非正常工作测试电路”；
※使用计数器，记录电机温度保护器在测试过程中累加动作的次数；
※试验三天(72h)后，电动机运行且必须通过耐电压试验；
试验电压(有效值)为1500V，试验时间持续1min，或试验电压为1800V，试验时间持续1s；
※试验工作持续15天(360h) 或到保护器持久地断开电路为止，两者取其时间较短者；
备注：当达到稳定状态时，若电动机绕组的温度不超过90℃，则可以结束试验；
※试验过程中，30mA剩余电流动作保护器不允许动作而使电路断路。
※试验结束时，电动机运行且必须通过耐电压试验；
试验电压(有效值)为1500V，试验时间持续1min，或试验电压为1800V，试验时间持续1s；绕组和外壳间的泄漏电流，其值不应超过2mA。
说明：若输出功率P≥200W时，耐电压试验设备的击穿动作电流整定值可降级为3mA。
判定要求：
※参考“附录电机温升认证要求”；
※电机温度保护器的动作次数大于2000次；
附录一非正常工作的测试电路
E：电源；F：30mA剩余电流动作保护器；S：电机外壳；P：保护装置；M：电机绕组。
交直流温升试验系统介绍
1.控制采用触摸屏+PLC实现，测试无需外接任何辅助设备，全 自动控制，傻瓜式操作，快捷、简单、方便: 2. 带有自动稳流系统，配有USB口，轻松外挂U盘、打印机 （选）等多种设备。 3. 带三相自动平衡系统，保证三相平衡输出，输出电流采样 采用进口罗氏线圈并采用当前最新电力电子技术，抗干扰能力 强，输出精度高，最高可达0.2级。 4.只需设置好目标电流即可，无需人工监控，仅需设定测试电 压、电流和步长，省去手动调压、人工记录、描绘曲线等烦琐 劳动，减小劳动强度，提高工作效率。也可工作结束后把数据 读到电脑上查看即可。
（1）三相接触式 （2）铁芯结构：三相柱式 （3）线圈结构：线圈分为公用统组及串联，串联绕组为 输入绕组，装置在内层，公共绕组为调压绕组，装置在外 层。 （4）输出电压调节由伺服电动机，经变速机构带动滚轮 电刷组，沿外层线圈表面上、下滑动，进行电压调节。 （5）在调压器侧面配置的微动行程开关上、下各一只， 作为调压器本体的极限保护。若在调压器顶部配置的顺序 控制器，由变速机构带动，内配置多套行程开关，供上、 下限位和工艺限位。 （6）采用独特的微动调节方式，是调压精度可精确到 0.5V，大大超过程有限公司
再者，由于它的输入功率因数低，输入无功功率大，要求 系统配电容量和系统中其他设备的功率容量都要增大50%； 这将使得电网的电压波形受到干扰，电网配线的载荷能力 下降，严重时可能导致该线路供电系统的震荡或者其他设 备工作异常。高次谐波还消耗大量无功功率，增大线路的 损耗，引起电子保护装置的误动作，使电机会产生附加力 矩和附加损耗，影响仪器、仪表的计量准确度。 为此，本系统采用的IGBT整流技术，新型的全IGBT整流可 轻易地将功率因数提高到接近1。从根本上解决了对电网 回馈干扰的问题。
电机的温升
电机的温升导体通流后产生电流热效应，随着时间的推移，导体表面的温度不断地上升直至稳定。
稳定的判断条件是在所有测试点在1个小时测试间隔内前后温差不超过2K，此时测得任意测试点的温度与测试最后1/4周期环境温度平均值的差值称为温升，单位为K。
为验证电子产品的使用寿命、稳定性等特性，通常会测试其重要元件（IC 芯片等）的温升，将被测设备置于高于其额定工作温度（T=25℃）的某一特定温度（T=70℃）下运行，稳定后记录其元件高于环境温度的温升，验证此产品的设计是否合理。
电气类产品中：电动机的额定温升，是指在设计规定的环境温度(40℃)下，电动机绕组的最高允许温升，它取决于绕组的绝缘等级。
温升取决于电动机运行中发热情况和散热情况。
常根据温升判断电动机散热是否正常。
电动机温度是指电动机各部分实际发热温度，它对电动机的绝缘材影响很大，温度过高会使绝缘老化缩短电动机寿命，甚至导致绝缘破坏·为使绝缘不致老化和破坏，对电动机绕组等各部分温度作了一不定期的限制，这个温度限制就是电动机的允许温度。
电动机的各部温度的高低还与外界条件有关,温升就是电动机温度比周围环境温度高出的数值.θ=T2-T1式中θ-------温升T1-------实际冷却状态下的绕组温度(即环境温度,室温不允许超过40℃);T2-------发热状态下绕组温度.温升是指电动机在额定运行状态下,定子绕组的温度高出环境温度的数值(环境温度规定为35℃或40℃以下,如果铭牌上未标出具体数值,则为40℃)对于电机而言，衡量其发热程度的指标是温升，当温升突然增大或者超过最高工作温度的时候，说明电机已经发生了故障。
下面从一些基本概念开始对电机的温升进行讨论。
绝缘材料：绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。
所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
热电偶法测大功率电机温升
热电偶法测大功率电机温电控开发部 凡新建目前我们测试电机的温升通常是使用电阻法，它是一种测试电机温升的等效方法，具有简便快捷，测试准确的优点。
但是在最近做新D 3项目的时候却发现电阻法测温升的一个弊端。
新D 3借用了820单风轮外机的电机YDK400-8，由于新D 3的结构与820单风轮外机的结构不同，蒸发器的面积和排数也不相同，需重新验证一下电机的性能。
刚开始我们是用常规的电阻法测试温升的，铜绕组的温升Δt （K ）可由式（1）确定，试验结束后绕组温度T （℃）由式（2）确定：())1(5.234211112⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-++-=∆t t t R R R t ())2(5.2345.234112⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-+=t R R T 两式中：R 1——试验开始时的绕组电阻，Ω；R 2——试验结束时的绕组电阻，Ω； t 1——试验开始时的绕组温度，℃； t 2——试验结束时的冷却介质温度，℃。
第一次测电机温升的时候，我们按1.1倍额定电压进行测试的，由于外销额定电压230V ，测试电压为254V ，测试结果见如表1。
从表1可以看到低档温升很低，而高风的温升超标（企业标准规定：分体式室外空调器送风电机温升 F 级绝缘温升要小于78K ）。
看来该款电机不能用于外销，那内销温升能否通过呢？我们又用242V 的电压测试（内销额定电压220V，1.1倍额定电压就是242V）,测试结果见表2，发现温升虽然符合企业标准的要求了，但是裕量太小了，如果产品稍有波动很可能温升就不合格了。
表2：第二次测试结果（242V）为了进一步验证电机发热情况，我们又接连进行了第三次和第四次测试，结果见表3和表4，结果温升一次合格一次超标。
表4 第四次测试结果（254V）在这四次测试中有两次温升合格，两次温升超标，温升到底是不是真的超标，电机真的不能借用？问题出在哪里？从电机温升的计算公式（1）大家可以看到这款电机的冷态电阻很小（主相绕组的电阻只有12.3欧姆），在测试温升的时候如果R2误差0.1欧姆，计算温升的时候就差了约3K，而我们万用表的准确度等级是0.5%的，在测试的时候，人与人之间的测试误差是难免的。
交流电动机试验记录
交流电动机试验记录第一章引言1.1背景和目的交流电动机是广泛应用于工业生产中的一种重要设备。
为了验证交流电动机的性能和工作状态，进行试验是必不可少的。
本试验记录旨在详细记录交流电动机试验的整个过程，包括试验的背景和目的、试验所用设备和方法、试验结果及分析等内容，以便于后续的数据分析和性能评估。
第二章试验设备和方法2.1试验设备本试验所使用的交流电动机为型号为XXX的三相异步电动机，额定功率为XXX，额定转速为XXX，额定电压为XXX。
试验所用的测试设备包括功率分析仪、电子负载箱、温度计等。
2.2试验步骤2.2.1试验前准备（1）检查电动机的外观是否完好，并进行必要的维修和清洁。
（2）检查电动机的接线是否正确，确保电源和负载箱的接线正确连接。
（3）调整功率分析仪的参数，如额定功率、额定电压等。
2.2.2试验过程（1）通过电源将交流电压接入电动机，开始启动电动机，并记录启动时间。
（2）通过功率分析仪实时监测电动机的功率、电流、电压等参数，并记录下来。
（3）根据试验要求，逐步调整电动机的负载，记录不同负载下的电动机参数。
（4）通过温度计测量电动机运行过程中的温度变化，并记录下来。
（5）在试验过程中，注意观察是否有异常情况发生，如噪音、振动等。
2.2.3试验结束（1）根据试验要求，进行试验的结束操作，如逐步降低电动机负载、断开电源等。
（2）记录试验结束时间，并结束试验记录。
第三章试验结果和分析3.1试验数据将试验所得的各项参数数据整理成表格，如：试验时间、转速、功率、电流、温度等。
3.2参数分析（1）根据试验所得的功率数据，绘制电动机负载与功率之间的关系曲线，分析试验电动机的功率特性。
（2）根据试验所得的电流数据和转速数据，计算电动机的效率，分析电动机的运行效率。
（3）根据试验所得的温度数据，分析电动机的热稳定性。
（4）根据试验结果，对电动机的性能进行评估，并提出改进建议。
第四章结论4.1主要结果通过本次交流电动机试验，得到了电动机的功率特性曲线、效率曲线和热稳定性等参数，对电动机的性能和工作状态进行了评估。
电机温升试验中绕组温度测量的方法
电机温升试验中绕组温度测量的方法电机温升试验是电机型式试验中特别重要的试验，电机温升的凹凸，打算着电机绝缘的使用寿命。
电机温升试验中绕组温度测量的方法总得来说有温度计法、热电偶法、电阻法、埋置检温计法和双桥带电测温法五种方法。
一、温度计法测量电机绕组温度温度计包括膨胀温度计(例如水银、酒精温度计)、半导体温度计及非埋置的热电阻或电阻温度计。
温度计法是直接测定电机温度，最为简便。
但是温度计仅能接触到电机各部分的表面，且测量不当的话，环境对测量结果的影响特别大。
二、热电偶法测量电机绕组温度热电偶法是将热电偶粘贴在设备部件表面，通过温度测量仪测量设备部件表面的温度来计算出温升。
用热电偶法测量温升的影响因素包括热电偶、温度测量仪、胶粘剂和测试的环境条件、试验工程师的操作水公平。
采纳热电偶测量绕组的温度时应考虑，由于热电偶的读数滞后于绕组的温度变化，当电动机断电后，热电偶的温度可能还会连续上升，因此电动机绕组的温度应记录最高温度，该温度可能在断电后才能达到。
三、电阻法测量电机绕组温度电阻法测量电机绕组温度是依据导体电阻随着温度上升而增大原理来测量的。
式中K-----常数，对于铜K=234.5，对于铝K=228；R0----电动机运转前所测的绕组电阻，单位为()；Rf----电动机额定负载运转到温度稳定后停机立刻测出的绕组电阻，单位为()；θ0----电动机运转前绕组的温度(即环境温度)(℃)；θf----试验完毕时电动机四周的环境温度(℃)，一般t2值不等于t1。
四、埋置检温计法测量电机温度大功率电机一般都会在测温点预埋置检温计，检温元件一般有热电偶及电阻温度计等。
检温计的受热端埋在槽的深处，检温计的引出端引至外面，接至测量仪表，借以读出温度。
五、双桥带电测温法测量电机温度双桥带电测温法测量电机温度是指在不中断交变的负载电流的状况下，在负载电流上叠加一微弱直流电流，以测量绕组直流电阻随温度而发生的变化从而确定沟通绕组的温升。
电机型式试验之温升试验
3.5 温升试验⑴ 温升试验目的温升试验是要求电机在额定工作情况下运行到热稳定时各个发热元件,例如绕组，换向器，集电环，铁心，轴承等，所达到的温升值，所谓热稳定是指发热元件在运行条件不变的情况下，前后一小时之内的温度变化不超过1K（温升值是一个温度差值，为了与实际温度单位℃相区别，电机标准中规定用另一个温度单位开尔文K作为温升的单位，但是习惯中还是说度或者写成℃）的状态，所谓温升，就是指热态时的温度与冷态（发热元件与周围温度环境之差不超过2K时，称该元件处在实际冷状态）时温度之差。
电机温升的高低，决定着电机绝缘的使用寿命，所以这项试验对电机的质量具有非常重要的作用。
⑵ 温升的测量方法对于获得电机各个部位温度升值的方法，因为部件的不同放法也不尽相同。
对于比较方便的放置普通酒劲温度计的部件，如外壳，开启式电机的定子铁心或者定子绕组等，可用温度计直接测量。
对于不能长时间放置温度计，但在电动机运行或停机时能直接接触到的部件，如集电环，换向器，轴承等，可用半导体温度计测量。
对于不能从外接接触的部件，例如封闭式电机的定转子绕组，一般采用电阻法测量。
所谓电阻法，是利用一般金属导体的电阻与温度有一种固定关系的原理，其关系式在前面的直流电阻测量中讲出，用此方法时，首先在实际冷态下测得绕组的直流电阻R0和温度θ0，再测得温升稳定时的热态电阻R1与环境温度θ1，此时该绕组的温升△θ用以下式子便可求出△θ=(Ka+θ0)+θ0－θ1 (3-10)⑶ 冷却介质的测量方法① 对采用周围空气冷却的电动机，可用几只温度计分布在冷却空气进入电动机的途径中进行测量，温度计应安置在距电动机1-2m处。
温度计球部处于电动机高度的一半的位置，并且应该防止外来辐射热及气流的影响，取几只温度计读数的平均值作为冷却空气的温度，习惯成为环境温度，② 对采用外接冷却器及普通管道通风冷却的电机，应放在电机的进风口处测量冷却介质的温度。
③ 对采用外冷却器冷却的电动机，应该在冷却器的出口处测量，对于水冷却器的电机，水温应该在冷却器的入口处测量。
大电流发生器温升试验的基本要求和准备工作
大型电气设备的温升试验，均采用大电流发生器来进行试验，测试原理采用直接负载法，即让电气设备带实际负荷运行，测量其各种电量和各部分温升，通过温升试验来检查绝缘材料及结构件的老化和损坏。
一温升试验的基本要求(1)为了使温升试验测量的数据准确，测量定子电量用的表计的准确度不得低于0.5级，测量转子的不得低于0.2级。
(2)发电机的温升试验是一项时间较长的热稳定试验，每一种负荷试验均要求转子电流保持稳定，变化范围不应超过1%试验电流；定子电压、电流及功率也尽可能保持稳定和三相平衡，其变化范围不应超过3%试验值。
为此，在试验期间应将电压自动调整器切除，功率因数要保持额定值。
(3)试验期间冷却介质的温度θ0应为额定值或接近额定值。
在每一种试验负荷下冷却介质的温度变化不超过1K。
试验时，在每一种负荷下，均稳定1h后，每隔15min或20min测量一次各被测电量和温度，一直到稳定为止。
所谓热稳定，是指电机各部分的温度在1h内的变化不超过2K，达到热稳定所需要的时间，随电机的型式和容量而定，一般约需3-4h。
二温升试验前的准备工作（一）熟悉技术资料试验前，试验人员应熟悉电气设备制造厂提供的说明书和有关技术资料，特别要弄清设备绕组的绝缘机构、绝缘等级、各部分允许温度（温升）的规定值、运行条件及测温元件的埋设位置等。
（二）制订试验方案根据所掌握的情况，会同电厂有关技术人员共同协商制定大电流发生器温升试验方案。
（三）测量定子和转子绕组的直流电阻在进行发电机温升试验时，发电机定、转子绕组的冷态直流电阻，在温升试验中是很重要的基础数据。
这是因为在带电测量定子、转子绕组的平均温度时，要用冷态的电阻作基准值，换算绕组的平均温度，所以其测量值直接影响温升试验的准确性。
因此，试验前要测准直流电阻值。
（四）校验检温计和其他的测温元件1校验检温计电气设备在运行中，一般用埋入式检温计监视各部温度，所以检温计的温度指示值直接关系着温升试验的准确性和电气设备的正常运行。
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大型交流电动机温升试验研究杜灿阳(粤港供水有限公司 广东深圳518021) 摘要 具体介绍了大型交流电动机形式试验中温升试验的各种方法,并结合东深供水改造工程中东方电机厂及上海电机厂对东深同步及异步电动机的温升试验的实施,分析了试验方法的选择和遇到问题的处理。
关键词 交流电动机 温升试验 输入功率 功率因数 大型电机制造的关键技术之一是冷却问题,如果冷却的效果不理想,会导致定子绕组、铁心等部件的温升较高,除了造成损耗加大,还会加剧电晕的产生,腐蚀绝缘,严重影响电机的使用寿命。
所以,温升试验是电动机形式试验中的一个重要项目,能验证电机总体设计是否合理,特别是能考验通风、冷却系统是否符合要求。
东深供水改造工程新建三座抽水泵站,共配置24台泵组,其中上海电机厂提供0.5万kW同步机和异步机各8台,东方电机股份有限公司提供0.3万kW同步机和异步机各4台,分别与泵站中的水泵相配套。
根据双方的合同要求,卖方在生产厂组织电机形式试验,买方现场见证,以下介绍温升试验的方法及东深电机温升试验的实施。
1 大型电动机温升试验的方法同步电动机和异步电动机的温升试验方法不尽相同。
根据国家标准GB1032-85及G B T1029-93规定,异步电动机温升试验的方法有直接负载法和等效负载法,等效负载法又分为降低电压负载法和定子叠频法两种;同步电动机的试验方法有直接负载法、低功率因数负载法和空载短路法三种。
在试验方法的选择上,标准中也有较明确的规定,优先采用直接负载法,若受设备条件限制无法实施,再考虑其他方法。
对于异步电动机,100kW以上允许采用降低电压负载法;立式或300kW以上的电机允许采用定子叠频法。
在温度的测量方法上,常用的有电阻法、温度计法、埋置检温计(ET D)法和叠加法等。
大型电机在绕组、铁心及轴承等部件均埋设有检温元件,故埋置检温计法使用较普遍。
2 东深工程配套电动机温升试验的研究由于东改工程的配套电机属大型立式电动机,输出功率达到0.3万kW和0.5万kW,如果采用直接负载法,需要在轴端提供相当负荷的机械负载,一般试验站的设备难以满足要求,东方电机及上海电机厂根据本厂试验站的设备情况,组织攻关研究,很好地实施了电动机的温升试验,以下作详细介绍。
2.1 降低电压负载法在异步机形式试验中的研究上海电机厂采用降低电压负载法进行异步电动机的温升试验,如前所述,降低电压负载法也需要在轴端提供相当负荷的机械负载,加载常用的方法有两种:一是在轴伸端拖一个如水泵之类的机械负载,用调整机械的负载来达到调整电机负载的目的;二是在轴伸端拖一台陪试负载电机,给被试电动机的转轴加上力矩来调整电动机的负载。
显然,一般试验站难以提供相当的机械负载,故常采用陪试电机来实现,但这要求把被试的电动机卧装,与相应的负载陪试电机机械联接。
采用降低电压负载法碰到的第二个困难就是立式电机卧装带来的问题,上下机架和两个轴承无法使用,电机如何固定成为一大难题。
为此,上海电机厂制造了两个专用的工装支架和两个电机工装端盖。
支架可以使电机稳固安装,能承受试验时一切负荷的影响;端盖则用来保证卧装时的密闭循环通风冷却系统与正常立装的状态一致。
解决了这两个难点后,就可以实施试验,分两步:(1)电机在卧式状态下以额定频率、实际电网电压(6kV)和电机的额定铭牌电流为运行工况进行温升试验,并确定在此工况下的定子绕组温升Δtr和铁心温升Δtfer。
(2)电机在立式状态下以额定频率、额定电压(10kV)做空载温升试验,并确定此工况下的定子绕组温升Δt和铁心温升Δt feo。
通过这两个温升,对应于额定功率时的绕组温升Δtn和铁心温升Δtfen可按下式确定:55中国农村水利水电·2003年第9期Δt n =αΔt 0+Δt r Δt fen =αΔt feo +Δt fer α=(P 0-P 0r ) P 0式中:P 0为额定电压时的空载输入功率,由空载试验求取;P 0r 为试验时电网电压时的空载输入功率,由空载试验求取。
2.2 定子叠频法在异步机形式试验中的研究东方电机厂采用定子叠频法进行异步电机温升试验,其优点是无需机械联接,适用不合适陪试机的大型立式电动机。
试验时,将两种不同频率的电压串联后连到被试电机的接线端上,其接线原理如图1所示,T F 1是主同步发电机,是输出额定频率(50Hz )及额定电压的电源;T F 2是辅助同步发电机,其频率f 2一般低于额定频率几赫兹到10Hz 左右,称为辅助电源。
图1 定子叠频法电机温升试验原理图试验时,发电机TF 1及T F 2的相序必须一致,先由主发电机T F 1供电启动,被试电机使其在额定电压、额定频率下运转,再将辅助发电机T F 2启动,使其频率为f 2,然后将T F 2励磁投入,增大TF 2的电压,被试电动机的电流随之增大,调整至额定电流时,便可进行温升试验,此时定子铜耗、磁通值及定子铁心损耗基本上都与额定负载试验时相同。
用叠频法进行异步电机温升试验的试验能力取决于试验设备机组的容量,为提高异步电机的试验能力,还可利用1台变压器进行半电压叠频等值加载温升试验,试验线路见图2。
图2 加载温升试验原理图2.3 空载短路法在同步机形式试验中的研究进行5000kW 同步电机的温升试验时,上海电机厂采用空载短路法,在电机卧装时,分别进行以下4次试验。
(1)电机空转,不加励磁,测得温升为Δt 0;(2)电机空载,电枢电压等于105%额定值,测得温升为Δt U 1;(3)电机空载,电枢电压等于120%额定值,测得温升为Δt U 2;(4)电机三相对称断路,电枢电流等于额定值,测得温升为Δt K 。
电枢绕组温升Δt an 按下式确定。
Δt an =Δt K 1+Δt U 1-Δt 0K +t c +Δt K+Δt U 1-Δt 0式中:t c 为三相对称短路温升试验时冷却介质的温度,℃;K 为铜绕组取235,非铜绕组按国标GB755另取。
定子铁心的温升按下式确定:Δt fen =Δt K +Δt U 1-Δt 0额定工况下励磁绕组温升的确定则根据上述试验,测得的励磁绕组温升及励磁绕组热态电阻,作Δt =f (I 2f ,R f )曲线,即可求得励磁绕组温升。
2.4 低功率因数负载法在同步机形式试验中的研究东方电机厂采用低功率因数负载法测量0.3万kW 同步电动机的温升。
由于试验站同步机的容量最大为单机0.275万kVA ,无法满足0.3万kW 被试机进行零功率因数负载试验的要求,为此,采用一台0.275万kVA 同步电机TF 拖动被试机和另一台0.2750万kVA 同步陪试电机的试验方法,试验接线如图3所示。
试验时,将被试机和陪试机以电动机方式启动,运行到额定转速,增加被试机的励磁电流,使被试机运行在过励电动机状态,定子绕组发出I N =200A 的无功电流,T F 运行在欠励发电机状态,吸收无功电流,陪试机运行在欠励电动机状态,吸收无功电流,被试机及陪试机的损耗由TF 提供,,使被试电机在额定频率、额定励磁电流、额定电枢电流工况下运行,直到电机的温升趋于稳定,即可求得电机各部分温升。
图3 功率因数负载法原理图试验过程中如电枢电压小于额定电压的95%,则电枢绕组温升、定子铁心温升还需按下列方法修正:(1)补作电枢电压等于额定电压的空载温升和电枢电压等于低功率因数负载温升电压的空载温升,从而算出额定工况下的电枢绕组温升及定子铁心温升。
(2)按经验公式算出额定工况下的电枢绕组温升及定子铁心温升。
3 分析与结论同步机和异步机都有几种可选择的温升试验方法,但基本原则是尽量采用直接法。
对于大型电动机而言,方法的选择受限于试验设备的容量、安装等因素。
从东深工程配套电机温升试验的结果(见表1)看,各部温升均满足合同中规定的80K 限值的要求,实际运行中由于功率未能达到额定,故温升比试验值更低。
56大型交流电动机温升试验研究 杜灿阳东深供水改造工程同步电动机励磁系统许旭生(广东省水利电力勘测设计研究院 广东广州510170) 摘要 从励磁系统的启动投励、整流、灭磁和励磁调节等相关环节介绍东深供水改造工程同步电动机的励磁系统设计,主要阐述励磁系统的设备构成、参数、原理和功能,重点反映本工程励磁系统的技术特点。
关键词 同步电动机 励磁系统 可控硅 调节器1 工程简介东深供水改造工程新建莲湖、旗岭和金湖三个供水泵站,每个泵站各安装8台泵组(其中4台同步电动机,4台异步电动机)。
莲湖泵站每台电动机功率0.3万kW;旗岭泵站每台电动机功率0.5万kW;金湖泵站每台电动机功率0.5万kW。
同步电动机具有功率因数高、稳定性好、提高电能利用率等优点,鉴于本工程确保向香港供水的重要性,作为同步电动机的重要环节,励磁系统必须具备高可靠性和优越的控制调节性能并满足无功就地平衡的电力系统要求。
2 大型同步电动机励磁系统技术现状(1)大型同步电动机励磁系统采用静止可控硅整流技术已相当成熟,国内外厂商均能自主开发、生产。
(2)硅整流单元采用三相全控桥式技术或采用三相半控桥式,目前还有着很大的技术争议,严格讲各有优缺点。
全控桥实现整流、逆变,调节品质好,运行特性好,但必须确保可靠逆变、整流,并且必须相对提高硅元件的容量和抗过压能力;半控桥控制相对简单、易造成失控,但也可充分利用失控工况继续保持工作,对元件容量和抗过压能力要求较低,调节性能较差、谐波分量大。
综合各技术因素,全控桥相对更代表先进的控制技术,对于大型同步机励磁更为合适,并且应用相对广泛。
(3)励磁调节器可采用单调节器或双调节器,双调节器可以进行备用、冗余,但必须确保通道同步跟踪和无扰动自动切换。
目前调节器已由传统的模拟式向微机数字式过渡,数字式调节器采用现代控制技术,调节性能、功能更加优越、对内对外接口更加方便、灵活,并且体积小。
(4)励磁交流电源取自400V AC厂用电已得到普选采用,证实是可靠的,厂用电备自投的切换时间(1s内)不会造成失励失步和对电机的不良影响。
(5)目前已建的同步电动机励磁系统一般对外通信方式和功能尚不先进,通信信息量很少,多采用硬布线或封闭的专用协议通信,要满足无人值班运行和融入泵站监控系统统一远方监控、调节尚需进行系统完善和技术创新。
表1 东深工程配套电机温度试验结果设备基本数据生产厂家东方电机厂上海电机厂形 式同步电动机异步电动机同步电动机异步电动机型 号TLJ2600-24YLS2600-24T LKS5000-24YLKS5000-24额定功率kW3000300050005000额定电压kV10101010额定电流A200229333391额定转速(r·min-1)250248250248冷却方式IC81W IC81W IC81W IC81W试验结果定子绕组温升K47.37660.763.7定子铁心温升K48.57932.861.6转子绕组温升K61.4-62.6-推力轴承温升K444730.348.2◆[作者简介] 杜灿阳,男,工程师(收稿日期:2003-07-29)57中国农村水利水电·2003年第9期。