万家寨水电站5号机组a级检修定子铁损试验分析.docxVIP

万家寨水电站5号机组a级检修定子铁损试验分析 0 试验电源的选择 定远铁心灰质试验是评价机车定远铁心材料质量的重要方法，也是测定铁心绝缘性能的重要过程。其基本方法是在定子铁心上缠绕若干组激磁绕组,通入50 Hz交流电压,电流在发电机定子铁心中产生磁场、磁滞与涡流损耗,导致铁心发热。通过测量绕组得到的感生电压与激磁电流的有功功率损耗及温度,计算出单位质量定子铁心损耗(W/kg)与温升,比较判断铁心叠装质量。通过试验前的理论计算,选择合适的试验电源。鉴于万家寨水电站现场的试验条件,漏磁的影响会导致励磁绕组匝数与理论计算值有一定的偏差,相应的试验接线方法也要符合现场的实际情况。因此,本文重点介绍万家寨水电站5号发电机定子铁心发生溢出情况处理后定子铁损试验在现场实施情况。 1 发电机参数模型 万家寨水电站装机容量1080 MW,年设计发电量2.75 TWh。6台发电机均为哈尔滨电机厂密闭自循环空气冷却的半伞式凸极水轮发电机,设备型号为SF180-60/12800。发电机主要结构参数见表1。 发电机定子绕组采用双层条形波绕组,定子槽数540,极数2P=60,每极每相槽数q=3,支路数a=3Y,绕组节距1-9-19,铁心内径1230 mm,铁心长度1850 mm。定子绕组为F级桐马环氧粉云母多胶带主绝缘,全模压一次成形。定子线棒端头采用连接板银焊结构,端部绝缘结构为绝缘盒封口后灌注胶填充。定子绕组分9个分支,共1080根线棒,9个过桥,36个斜并头。 2 发电机的检修 万家寨水电站4号机定子铁心溢出导致定子接地,因此对于同类型的机组电站都进行了检查,发现5号、6号机存在同样的问题。在5号发电机A级检修时,拆除所有线棒,进行铁心、线棒的检查。对铁心溢出问题进行处理,重新拉紧,并在现场进行铁损试验,以检验铁心叠装情况。 2.1 理论计算方法 定子铁心相关数据见表2。 2.1.1 励磁电源及励磁线圈 铁心有效长度:Lef=K(L1-nb)=146.68 cm; 铁心轭高:h=(D1-D2)/2-hc=19.504 cm; 铁心有效面积:S=Lefh=0.286 m2。 励磁电源电压U1为400 V,频率50 Hz。磁感应强度B为1 T时励磁线圈匝数Wl=U1/(4.44fBS)=6.3匝。 考虑到漏磁和长距离励磁电缆电阻影响,为保持1 T的磁通密度,励磁绕组匝数W1相应减少1~2匝,为5匝。 2.1.2 励磁电流的确定 定子铁轭的平均直径Dp=D1-h=1260.496 cm; 励磁电流I=πDpHo/W1≈1583.183 A,其中,Ho为定子铁心单位长度所需安匝数,取值2安匝/cm。 考虑到铁心饱和取1.2倍系数,电流最大可达到1899 A。 2.1.3 励磁视载量q 励磁视在容量Q=U1I≈633.273 kVA。 2.1.4 铁心有效重量的估计和总能耗的估计 2.1.5 测量电压 测量绕组用W2=U2W1/U1,普通导线绕2匝(考虑使测量电压在电压表量程的合适位置)。 测量电压U2=U1W2/W1=160 V。 2.2 现场试验 2.2.1 励磁测量圈的安装 (1)铁心进行压紧,具备铁损试验条件后,可缠绕励磁线圈和测量线圈。为使试验的磁通密度尽量均匀,励磁线圈采用5个支路并联,每个支路电流380 A,选用95 mm2单芯软电缆。5个励磁线圈尽量呈72°对称分布。测量线圈缠绕部位与励磁线圈错开36°角呈72°对称分布。缠绕线圈时,电缆要拉紧并紧靠铁心,励磁线圈应贴在铁心齿表面,测量线圈则贴在槽底,棱角处垫橡皮及木板、纸板保护。测量线圈应布置于磁通均匀或接近均匀的区域,所有绕线应注意使磁通在同一方向。 (2)采用0~100℃量程,误差为±1℃的酒精温度计,将36只温度计每间隔45槽放3只,按上中下3层均匀布置,插入定子铁心通风沟内。 (3)试验电源由厂用变压器低压柜400 V母线引出,经大容量断路器接入试验回路,将低压开关柜布置在定子外适当位置。 (4)用1000 V兆欧表测量励磁及测量线圈对地绝缘,均应良好。 (5)按试验接线图(见图1)进行接线,表计量程正确,经反复检查无误。 (6)使用红外测温仪测量定子铁心冷态值。 (7)合上电源开关,稳定后同时读数,核算铁心的磁通密度。 (8)接通电源开始试验,10 min后,使用红外测温仪及成像仪扫描铁心各部位温度,在最热点和最冷点加装酒精温度计。 (9)每隔10 min记录1次各表计的读数,各部位的温度以及电流、电压、有功功率值,保持磁感应强度为0.9~1 T,总试验时间为90 min。 2.2.2 温度、温升测量 发电机定子铁损试验电气数据记录及计算结果见表3,测温结果见表4、表5。 从表4数据可以看出:采用红外成像仪测温,当时间为90 min、磁感应强度为1 T时,齿部的最高温升Δt1Tm