渔子溪电站发电机组转子线圈温升试验研究

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1、第46卷第12期人民长江Vo1．46．No．122015年6月YangtzeRiverJune，2015文章编号：1001—4179(2015)12—0075—04渔子溪电站发电机组转子线圈温升试验研究刘彬，余波，刘育，卿彪，庞煜(西华大学能源与动力工程学院，四川成都610039)摘要：利用3种方法，即双臂电桥电阻法、实时励磁电流电压电阻法和红外热成像仪测温法，在额定出力及超额定出力工况下，对渔子溪水电站4号水轮发电机组转子线圈开展了现场温升试验研究。研究结果表明：在既定参数工况下运行，4号机组转子线圈温升有很大的富裕度；在额定励磁电流下，转子

2、线圈温升在7O℃一80℃之间。但是，要准确确定4号机组转子线圈在低功率工况下的温升情况，则有待于在本次测试的基础上，改善现场测试条件并开展下一步专题研究。关键词：水轮发电机组；温升；电阻法；红外热成像仪；渔子溪水电站中图法分类号：TV731文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．12．019设计水头为290m，额定转速为500r／min，飞逸转速为1工程概述820r／min，设计流量为17．5m／s⋯。4号水轮发电机1996年以来，渔子溪水电站完成了机组的部分过组的型号为TS425／125—12，其各

3、项技术参数如下。流部件改造工作，通过改造，水轮机转轮由原来的HLA45一LJ一210改为HLA542一LJ一215，改造后的容量47100kVA水轮机增容达10％，机组运行情况非常好¨。2013额定功率40000kW年7月，渔子溪水电站开展了为期10d的超出力至42电流1970AMW试运行，从运行日志各监控数据来看，发电机励磁电压13800V电压、电流、发电机定子绕组及铁芯温度均在合格范围频率50Hz内，但是发电机转子线圈温升数据缺乏。因此，项功率因数0．85目组针对渔子溪水电站4号机组开展了转子线圈温升励磁电流1333A现场试验，通过试验来分

4、析机组在额定出力及超额定励磁电压115V出力运行工况下，水轮发电机转子线圈温升的变化情额定转速500r／min况，以便为确定渔子溪水电站各台水轮发电机组安全最大调相容量30000kVA运行极限和超出力能力提供参考。定子接线1Y飞逸转速839r／min2试验对象冷却方式密闭风冷却渔子溪水电站是一径流引水式电站，安装有4台转子绝缘F级单机容量为40MW的混流式水轮发电机组。发电机收稿日期：2015—03—20基金项目：国家自然科学基金项目(51379179)；西华大学学术成果培育项目(SBZDPY116)；西华大学省部级学科平台开放课题(SZJJ2

5、014—046)；西华大学研究生创新基金项目(YCJJ2015159)作者简介：刘彬，男，硕士研究生，主要从事动力系统优化与节能技术方面的研究。E—mail：lbl187138354@163．toni通讯作者：余波，男，教授，硕士生导师，主要从事水利水电工程及自动化、计算机监控和仿真技术等领域的研究。E—mail：cgyubo@163．tom第12期刘彬，等：渔子溪电站发电机组转子线圈温升试验研究77温升为79．3℃。5转子线圈温升结果修正(2)以有功为42MW时的温升为基准，修正后的由于受电网及其他电气设备的限制，本次在对4温升为74．38℃

6、。号机组转子线圈温升进行现场测试时，很难将转子电据此推算，当转子励磁电流达到额定值1333A流调节到额定值。为了解转子励磁电流达到额定值后时，转子线圈的温升在70cI=～80℃范围内。的转子线圈温升情况，就需要将测试获取的转子线圈6结论温升结果修正到转子额定励磁电流下的温升。在拟定的额定出力和超额定出力5％工况下，综5．1修正原理合此次对4号机组转子线圈的温升测试所采用的3种转子线圈的发热是由励磁电流，，在线圈中产生的测温方案和测温条件，得出如下结论。铜耗(电阻损耗)所引起的。由于水轮发电机组的(1)本次对4号机组转子线圈温升的测试，是利磁极线

7、圈系裸线绕制而且是旋转的，因此其表面散热用的双臂电桥电阻法和红外热成像仪测温方法，其测主要以铜线侧面与气流的对流换热方式进行，且主要温结果得到了相互印证，表明这2种测温方法均具有与下列因素有关。①气流的运动速度；②流体的物较高的准确性。然而，基于这2种方法的测温方案均理性质；③铜线的形状、尺寸及极间空间大小等。需要在机组停机后进行，在这各种情况下，由于正常停水轮发电机组的冷却介质是空气，其物理性质稳机、做足安全措施所需要的时间较长，此期间转子线圈定。电机在运转时，线圈侧表面不同区域的空气流动的温度会下降较大，因此测温结果并不能真实地反映速度不同

8、，且难以精确计算，一般以转子表面圆周速度机组运行时的转子线圈温升情况。若能克服功率因素为参数，通过试验获得曲线或近似公式。在20世纪过大以及停机时间过