水洛河流域固滴電站1號機組定子鐵損試驗

王燕龍， 華 超， 楊 浪

（四川涼山水洛河電力開發有限公司， 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，為金沙江左岸一級支流水洛河“一庫十一級”梯級開發方案中的第六個梯級電站，該電站裝有3臺46 MW的混流式機組。

定子由機座、鐵芯、繞組等組成，其中定子機座分2瓣制造和運輸，在工地組焊后進行疊片、下線。定子鐵芯采用高導磁、低耗、優質硅鋼片疊壓而成，沖片兩面涂F級絕緣漆，定子鐵芯高1 400 mm，全圓由18張沖片疊成，疊片厚度0.5 mm，其設計內徑為Ф4 300 m，外徑為Ф4 980 mm。

2 鐵損試驗

2.1 發電機主要技術參數

固滴電站1號發電機主要技術參數如表1所示：

表1 固滴電站1號機組主要技術參數

2.2 試驗準備計算

2.2.1 勵磁線圈匝數計算

1）定子鐵芯有效長度L：

2）定子鐵芯軛部高度：

3）定子鐵芯軛部截面積S：

4）勵磁線圈匝數 W1：

式中：U1為勵磁線圈電源電壓，V；f為試驗電源頻率，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，勵磁線圈匝數W1取6匝。

2.2.2 勵磁電流計算

1）鐵芯軛部平均直徑

Dav=（D1-hc）=（5 000-229）=4 771 mm.

2）勵磁電流

式中：H0為單位長度安匝數，磁密在1 T時，取1.6，安匝/cm。

2.2.3 勵磁繞組電纜截面積計算

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

考慮安全裕量，試驗采用120 mm2的軟電纜。

2.2.4 測量線圈匝數確定

當定子鐵芯軛部磁通密度為1 T時，單匝測量線圈感應電動勢e：

e=4.44BSf=04.44×1×0.2454×50=54.5 V.

試驗現場采用的150 V的電壓表，考慮便于讀數，測量線圈匝數W2取2匝。

則定子鐵芯軛部磁通密度為1 T時，測量線圈感應電壓E2=2×54.5=109 V。

2.2.5 試驗實際磁通密度計算

式中：U2為試驗時線圈實際測量電壓。

2.2.6 鐵芯重量

2.3 試驗接線

勵磁繞組沿鐵芯均勻纏繞，共6匝線圈，每隔60°機械角一匝，經冷卻器下部穿過，測量繞組在勵磁繞組進線端相差90°時集中繞2匝，勵磁繞組和測量繞組要可靠絕緣，繞組間和繞組對地（鐵芯）的絕緣電阻用1 000 V兆歐表測量不低于100 ΜΩ,接線圖如圖1所示。

圖1 試驗接線圖

2.4 試驗步驟

第一，檢查所有試驗設備的接線正確。第二，確認電源穩定，試驗電源電控柜和空載分合空氣開關動作最后可靠。第三，操作、記錄、觀察人員各就其位，試驗人員記錄各溫度計的原始溫度及所在位置。第四，試驗指揮下令合上電源，監視試驗儀表，觀察定子鐵芯振動情況，全面檢查定子鐵芯各部有無異常，如出現冒煙、火花、嚴重異常聲音時，應立即跳閘查明原因后方可再進行試驗，如無任何異常試驗正式開始，同時記錄時間。第五，試驗開始時，記錄初始電氣數據，然后現場核算定子鐵芯實際磁通密度是否在0.9～1 T間，如果在此范圍，繼續試驗；如果小于此值，則停止試驗，調整勵磁線圈匝數，重新核算定子鐵芯磁通密度，到滿足要求為止。第六，開始試驗后，每隔30 min，由指揮下令統一記錄一次鐵芯溫度及各試驗儀表的讀數。試驗過程中對整個定子鐵芯內表面進行循環探測。試驗過程中發現的局部熱點用紅外線測溫計來校核測量溫度，如出現冒煙、火花、發紅、嚴重異常聲音時，應立即跳閘查明原因后方可再進行試驗。第七，試驗正常進行90 min后，指揮下令跳開斷路器，結束試驗，待確定試驗結果后，再斷開遠方開關，并拆除接線。第八，定子鐵損試驗全面結束后，檢查定子機座與定位筋各焊縫應無裂紋，螺桿應無松動[1]。

2.5 試驗數據分析

定子鐵芯軛部單位鐵損實測值1.09 W/kg，小于標準值1.15 W/kg；最大鐵芯溫升實測值8.8 K，小于標準值25 K；定子鐵芯最高齒溫差4.9 K，小于標準值15 K；試驗過程中和試驗結束后檢查定子各焊縫、機座、壓緊螺桿、鐵片均無異常，鐵芯磁振動聲音正常。

所以，判斷1號機組定子鐵芯質量合格。

3 結語

定子鐵損試驗是現場疊片的發電機必須進行的一項大型電氣試驗，設備及人力投入多，試驗準備工作繁瑣，嚴謹的理論計算及試驗儀器、儀表選用是保證鐵芯損耗試驗成功進行的前提。本文是對現場試驗后的技術提煉，以固滴電站1號機組的實際情況，詳細介紹了鐵芯試驗的目的、原理、試驗準備計算、試驗過程以及試驗數據的分析及判斷方法，可以作為該類型機組定子鐵芯損耗試驗的技術參考。