三峡左岸电站VGS机组定子铁芯磁化试验

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1、三峡左岸电站VGS机组定子铁芯磁化试验（陈正新1陈剑锋2）摘要：对于定子现场组装的大中型水轮发电机组，磁化试验是定子铁芯硅钢片堆积完成后必须进行的一项重要试验，其目的是检查定子铁芯制造和现场安装的整体质量。对三峡工程左岸电站首台发电机组（2#）定子铁芯磁化试验的方法和结果作了介绍。关键词：三峡工程；磁化试验；过热点；温差；磁感应强度；单位铁损值中图分类号：TV734文献标识码：A1概述三峡工程左岸电站共装有14台单机容量为700MW水轮发电机组，主机设备分别由ALSTOM集团和VGS联营体供货。首台发电机组（2#）设备由VGS联营体制造，2

2、001年11月机组安装及调试工程正式开工，计划于2003年9月并网发电。2#机组发电机定子在1#机坑内进行机座组圆、合缝焊接、铁芯叠装等工作，吊入2#机坑调整后进行磁化试验、定子下线。铁芯磁化试验于2002年5月22日顺利完成。2磁化试验2.1磁化试验目的大、中型水轮发电机组由于运输尺寸、重量等方面的因素限制，发电机定子机座通常采用分瓣制造运输，在安装现场进行组装焊接、铁芯堆积及定子下线等工作。铁芯磁化试验是在定子铁芯堆积、初步压紧完成后进行，其目的就是确认定子铁芯硅钢片设计制造、现场堆积、压紧等整体质量，检查铁片间是否有短路情况，绝缘是否

3、良好。发电机定子铁芯是由薄硅钢片现场叠装而成，在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，在现场定子铁芯组装完成后，必须进行铁芯磁化试验。另外，对于某些机组，铁芯磁化试验还能通过振动和发热使铁芯下沉，达到仅由加压所不能达到的进一步压紧铁芯的目的。2.2试验基本原理及方法在发电机定子铁片堆积、压紧后的铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取激磁磁感应强度为1~1.2T，铁芯在交变磁通中产生涡流和

4、磁滞损耗，使铁芯发热，温度很快升高。同时，使那些铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的局部涡流，温度急剧上升，从而找出过热点。试验中用红外线测温枪或热电偶测量定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪扫描查找定子铁芯局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测量其感应电压，计算出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。把测量、计算结果与设计要求相比较，来判断定子铁芯的制造、安装整体质量。2.3基本参数试验前需要计算励磁绕组的匝数、励磁电流大小及变压器的容量，计算中用到的基本参

5、数如下。铁芯内径d1=18500（mm）铁芯外径d2=19310（mm）铁芯高度h=3130（mm）铁芯压紧系数取k=0.95通风沟高度b=6（mm）通风沟数量n=55硅钢片安匝数取h0=1.9（安匝/cm），取B=12000（高斯）槽形尺寸142.0×35.45，槽深h1=142.0（mm）铁芯总重3.264×105（kg）图1定子铁芯断面图2.4试验计算(1)铁芯有效高度(2)铁芯轭部宽度(3)铁芯截面积(4)励磁线圈匝数(5)励磁绕组电流(6)电源容量(7)测量电压励磁线圈导线的选择：按3.5A/mm2载流量计算，所需励磁电缆芯线截面

6、积为336.3/3.5=96.1mm2，选用两根50mm2的10kV铜芯软电缆双线并绕，单根长度约为500m。3试验过程3.1准备工作对定子各部位进行彻底的清扫，全面检查机座和铁芯，移走所有与试验无关的设备；将所有的槽样棒取出；在机座外周与机坑内壁均匀布置8个液压千斤顶，以固定定子机座；检查通风沟、上下端部位置、各环板间，保证各处无残留金属物件；完成紧固并检查定子铁芯所有拉杆螺丝等全部机械工作；用75mm2的铜芯线将定子铁芯（机座上）可靠地一点接地。在定子铁芯上按相同方向、均匀缠绕励磁线圈。因为是双线并绕，在铁芯上先均匀缠绕一组线圈，共34

7、匝，然后按相同方向均匀缠绕另一组线圈，共34匝，两组线圈的头和尾均在同一位置引出。为了试验期间可能需要的绕组数的变更，励磁电缆头和尾引出长度需留有缠绕定子铁芯两圈约20m的余量。励磁线圈缠绕时，在铁芯和机座棱角处用厚5mm的绝缘橡皮包绕励磁电缆，并用扎带固定在电缆上。测量线圈用2.5mm2的胶质线，在铁子铁芯上缠绕好测量线圈。测量绕组导线从上下压板的缝隙中穿过，应包绕定子有效铁芯，不能包绕定子机座，测量线圈匝数为1匝。为了确保测量电压正确，实际采用2组测量绕组对称布置。高压开关柜、测温装置及铁损测量表计布置在机组发电机层下游适当位置，信号从

8、各测量点引入。用4台远红外测温仪定时测量各位置温度。在铁芯背部（外周）每90°方向（上、中和下部位置）各作3个标志点，总共12个点；在铁芯背部的某一标志点的对应位置上相应的上、下