广东省水利电力勘测设计研究院 510635
摘要：通过对海蓄电站定子铁损试验的解析，进一步了解铁损试验的试验原理、计算过程及判断标准，更直观的了解定子铁损的试验流程，为其他电站相关试验提供参考。
关键词：铁损试验、温度测量、穿心螺杆、
1、发电机定子参数
海南抽水蓄能电站位于海南省琼中县黎母山镇，总装机3X200MW，三台立轴半伞式空冷同步可逆式发电电动机，发电机型号为：SFD200/220-16/6550。
发电机定子绕组基本参数为：
试验目的：
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。
试验基本原理及方法：
铁损试验的基本原理是：在叠装完成的发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入交流电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，从而在铁芯中产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的涡流，温度很快升高。用酒精温度计测量铁芯、上、下压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪查找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，计算出铁芯总的有功损耗。根据测量结果与设计要求比较，来判断定子铁芯的制造、安装质量。
试验电源的选择及试验接线方式
测量线圈匝数计算
铁芯有效长度L =k*（Le-n*b）=0.96*（221-41*0.5）=192.48cm
铁芯轭部高度ha =（da-di）/2-hs=（655-550）/2-16.286=36.214cm
铁芯轭部截面积S =L*ha=192.48*36.214=6970.47cm2
励磁线圈匝数Nr=U1/4.44*f*S*B=10000/4.44*50*0.697047*1=64.62N
海蓄电站励磁电源选择为10kV，因此在试验过程中选择添加一台电压互感器；由于励磁线圈匝数较多，考虑励磁线圈本身的电压降，Nr选定比计算少1~2匝，故取63匝。
电缆截面积选择
励磁绕组电流Ir=π（da-ha）*Ho/Nr=3.14*（655-36.214）*2/63=61.68216A
单位长度安匝数Ho：令Ho =2安匝/厘米。
电缆截面积S=Ir/β=61.68216/3.5=17.6235mm2
电缆的单位载流量系数β：，取β＝3.5A/mm2
试验电源容量选择：S=√3*Ir*U1=1.732*61.68216*10000=1068335.
001W
经核验，海蓄电站试验电源容量满足要求，电缆选择型号为：10kV高压乙丙橡套软电缆、单芯35mm2，长度为650m。
海蓄电站定子铁损试验接线图
定子铁损计算方法
试验过程中磁通密度的实际值
B’=45U2/(Wm*S) *104T
U2为测量线圈感应的电压值（V）
Wm为测量线圈的匝数，海蓄电站测量线圈匝数为1匝；
铁芯轭部重量G=π*Dav*S*β=3.14*6.18786* 0.697047*7600= 102930.9134kg
铁芯轭部平均直径Dav=da-ha=6.55-0.36214=6.18786m
铁芯密度β=7600Kg/m3
3）定子铁芯轭部单位铁损
Δpfe=（Pfe/G）*（1/ B’）2
Pfe为实测总铁损，功率表读数。
海蓄电站3台机组定子铁损试验结果
海蓄电站主机厂家要求单位铁损＜1.367W/KG，最大温升不超过25℃，最大温差不超过15℃，根据表中数据可判断，3台机组定子铁损试验合格。
试验过程中应注意的问题
1）试验前应满足的条件：
a、对定子铁芯及机座进行全面检查：定子叠片完成并经验收合格，机座及铁芯内外进行全面清理，严禁遗留杂物及铁锈等。
由于海南气候潮湿，1#机组安装时，洞内通风还未形成，导致铁损试验前，少部分铁芯有锈蚀情况，试验前要求对铁芯锈蚀部分进行除锈：锈蚀部位用厂家提供的砂纸擦磨，擦磨后用无水酒精擦洗，最后涂抹渗透胶；
b、试验前铁芯绝缘拉杆绝缘测试应符合要求，RTD绝缘测试应符合要求、试验所用电缆应做相应等级的耐压试验。
海蓄电站3#机组铁损试验前，16#、18#及19#铁芯绝缘拉杆绝缘测试不合格，经拆下检查，发现绝缘拉杆与铁芯接触处的保护套管破损，导致绝缘拉杆表面绝缘破损，做绝缘处理后，方可允许做试验。
2）试验过程中温度测量
海蓄电站定子铁芯及上下齿压板温度测量通过两种途径测量：
a、利用点温枪每隔10min进行测量一次，每个断面测量5个点，共测量18个断面。
b、利用热成像仪进行试验全程监控，标记温度过高点及温度变化过大点，与点温枪记录数据对比，更准备的反映试验过程中定子温度变化情况。
结语：
通过对海蓄电站机组定子铁损试验的解析，更加深刻了解定子磁化试验的原理及计算过程，对试验过程中发现的问题希望能给其他工程带来参考。
参考文献：
[1]《水轮发电机组安装技术规范》GBT8564—2003；
[2]《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2016；
[3]《发电机定子绕组手包绝缘施加直流电压测量方法及评定导则》DLT1612-2016；
[4]《国家电气设备安全技术规范》GB19517-2009；
[5]《高压电气设备试验方法》，张葆昌，水利电力出版社，1983。
论文作者:王浩
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/9
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