水洛河流域固滴電站1號(hào)機(jī)組定子鐵損試驗(yàn)

王燕龍， 華 超， 楊 浪

（四川涼山水洛河電力開發(fā)有限公司， 四川 成都 615800）

1 概述

固滴水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內(nèi)，為金沙江左岸一級(jí)支流水洛河“一庫十一級(jí)”梯級(jí)開發(fā)方案中的第六個(gè)梯級(jí)電站，該電站裝有3臺(tái)46 MW的混流式機(jī)組。

定子由機(jī)座、鐵芯、繞組等組成，其中定子機(jī)座分2瓣制造和運(yùn)輸，在工地組焊后進(jìn)行疊片、下線。定子鐵芯采用高導(dǎo)磁、低耗、優(yōu)質(zhì)硅鋼片疊壓而成，沖片兩面涂F級(jí)絕緣漆，定子鐵芯高1 400 mm，全圓由18張沖片疊成，疊片厚度0.5 mm，其設(shè)計(jì)內(nèi)徑為Ф4 300 m，外徑為Ф4 980 mm。

2 鐵損試驗(yàn)

2.1 發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

固滴電站1號(hào)發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示：

表1 固滴電站1號(hào)機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

2.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備計(jì)算

2.2.1 勵(lì)磁線圈匝數(shù)計(jì)算

1）定子鐵芯有效長(zhǎng)度L：

2）定子鐵芯軛部高度：

3）定子鐵芯軛部截面積S：

4）勵(lì)磁線圈匝數(shù) W1：

式中：U1為勵(lì)磁線圈電源電壓，V；f為試驗(yàn)電源頻率，Hz；S 為定子鐵芯軛部截面積，m2；，B 為鐵芯磁通密度，T，取 1 T。

考慮到漏磁以及線路壓降，勵(lì)磁線圈匝數(shù)W1取6匝。

2.2.2 勵(lì)磁電流計(jì)算

1）鐵芯軛部平均直徑

Dav=（D1-hc）=（5 000-229）=4 771 mm.

2）勵(lì)磁電流

式中：H0為單位長(zhǎng)度安匝數(shù)，磁密在1 T時(shí)，取1.6，安匝/cm。

2.2.3 勵(lì)磁繞組電纜截面積計(jì)算

式中：SL為勵(lì)磁繞組電纜截面積，mm2；β為電纜載流量，取 5 A/mm2。

考慮安全裕量，試驗(yàn)采用120 mm2的軟電纜。

2.2.4 測(cè)量線圈匝數(shù)確定

當(dāng)定子鐵芯軛部磁通密度為1 T時(shí)，單匝測(cè)量線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e：

e=4.44BSf=04.44×1×0.2454×50=54.5 V.

試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)采用的150 V的電壓表，考慮便于讀數(shù)，測(cè)量線圈匝數(shù)W2取2匝。

則定子鐵芯軛部磁通密度為1 T時(shí)，測(cè)量線圈感應(yīng)電壓E2=2×54.5=109 V。

2.2.5 試驗(yàn)實(shí)際磁通密度計(jì)算

式中：U2為試驗(yàn)時(shí)線圈實(shí)際測(cè)量電壓。

2.2.6 鐵芯重量

2.3 試驗(yàn)接線

勵(lì)磁繞組沿鐵芯均勻纏繞，共6匝線圈，每隔60°機(jī)械角一匝，經(jīng)冷卻器下部穿過，測(cè)量繞組在勵(lì)磁繞組進(jìn)線端相差90°時(shí)集中繞2匝，勵(lì)磁繞組和測(cè)量繞組要可靠絕緣，繞組間和繞組對(duì)地（鐵芯）的絕緣電阻用1 000 V兆歐表測(cè)量不低于100 ΜΩ,接線圖如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)接線圖

2.4 試驗(yàn)步驟

第一，檢查所有試驗(yàn)設(shè)備的接線正確。第二，確認(rèn)電源穩(wěn)定，試驗(yàn)電源電控柜和空載分合空氣開關(guān)動(dòng)作最后可靠。第三，操作、記錄、觀察人員各就其位，試驗(yàn)人員記錄各溫度計(jì)的原始溫度及所在位置。第四，試驗(yàn)指揮下令合上電源，監(jiān)視試驗(yàn)儀表，觀察定子鐵芯振動(dòng)情況，全面檢查定子鐵芯各部有無異常，如出現(xiàn)冒煙、火花、嚴(yán)重異常聲音時(shí)，應(yīng)立即跳閘查明原因后方可再進(jìn)行試驗(yàn)，如無任何異常試驗(yàn)正式開始，同時(shí)記錄時(shí)間。第五，試驗(yàn)開始時(shí)，記錄初始電氣數(shù)據(jù)，然后現(xiàn)場(chǎng)核算定子鐵芯實(shí)際磁通密度是否在0.9～1 T間，如果在此范圍，繼續(xù)試驗(yàn)；如果小于此值，則停止試驗(yàn)，調(diào)整勵(lì)磁線圈匝數(shù)，重新核算定子鐵芯磁通密度，到滿足要求為止。第六，開始試驗(yàn)后，每隔30 min，由指揮下令統(tǒng)一記錄一次鐵芯溫度及各試驗(yàn)儀表的讀數(shù)。試驗(yàn)過程中對(duì)整個(gè)定子鐵芯內(nèi)表面進(jìn)行循環(huán)探測(cè)。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的局部熱點(diǎn)用紅外線測(cè)溫計(jì)來校核測(cè)量溫度，如出現(xiàn)冒煙、火花、發(fā)紅、嚴(yán)重異常聲音時(shí)，應(yīng)立即跳閘查明原因后方可再進(jìn)行試驗(yàn)。第七，試驗(yàn)正常進(jìn)行90 min后，指揮下令跳開斷路器，結(jié)束試驗(yàn)，待確定試驗(yàn)結(jié)果后，再斷開遠(yuǎn)方開關(guān)，并拆除接線。第八，定子鐵損試驗(yàn)全面結(jié)束后，檢查定子機(jī)座與定位筋各焊縫應(yīng)無裂紋，螺桿應(yīng)無松動(dòng)[1]。

2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

定子鐵芯軛部單位鐵損實(shí)測(cè)值1.09 W/kg，小于標(biāo)準(zhǔn)值1.15 W/kg；最大鐵芯溫升實(shí)測(cè)值8.8 K，小于標(biāo)準(zhǔn)值25 K；定子鐵芯最高齒溫差4.9 K，小于標(biāo)準(zhǔn)值15 K；試驗(yàn)過程中和試驗(yàn)結(jié)束后檢查定子各焊縫、機(jī)座、壓緊螺桿、鐵片均無異常，鐵芯磁振動(dòng)聲音正常。

所以，判斷1號(hào)機(jī)組定子鐵芯質(zhì)量合格。

3 結(jié)語

定子鐵損試驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)疊片的發(fā)電機(jī)必須進(jìn)行的一項(xiàng)大型電氣試驗(yàn)，設(shè)備及人力投入多，試驗(yàn)準(zhǔn)備工作繁瑣，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撚?jì)算及試驗(yàn)儀器、儀表選用是保證鐵芯損耗試驗(yàn)成功進(jìn)行的前提。本文是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后的技術(shù)提煉，以固滴電站1號(hào)機(jī)組的實(shí)際情況，詳細(xì)介紹了鐵芯試驗(yàn)的目的、原理、試驗(yàn)準(zhǔn)備計(jì)算、試驗(yàn)過程以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析及判斷方法，可以作為該類型機(jī)組定子鐵芯損耗試驗(yàn)的技術(shù)參考。