摘要：本文同过实际案例叙述了发电机定子铁芯表面损伤部位现场查找确定的方法，定子铁芯表面损伤现场处理方法，以及处理结果的验证试验；此文可供电厂发电机检修和高压试验人员参考。
关键词：发电机；定子铁芯试验；铁芯齿部；温升
1 前言
某发电厂#32发电机是ALSTOM制造的T255-460型汽轮发电机 ，该机于1991年11月投入运行。2010年9月#32机组灾后重建，抽出转子后发现1颗转子的平衡螺钉从转子上有脱落。检查发现发电机定子铁芯有3处铁芯表面损伤，铁芯表面烧融发黑（其中第35段表面已有约的90%融化），有14处被脱落平衡螺钉碰撞，留有1~5mm深的凹坑，无发黑现象。电厂请电机厂专业家与一起讨论决定进行现场检查、处理。
2 发电机定子铁芯损坏部位查找
2.1 发电机现场铁损试验
#32发电机在大修中发现转子平衡螺钉在运行中脱落，损伤定子铁芯，造成定子铁芯局部过热，通过发电机定子铁损试验查出发电机定子铁芯温度过热点，以确定处理位置。试验由四川省调试所实施。
2.1.1 定子铁芯试验标准
按照 DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》试验磁密选用1T、试验时间为90 min、最热齿温升不大于25℃、齿部最大温差不应超过15K。
2.1.2 试验前的有关计算
试验前根据定子铁芯的几何尺寸和励磁线圈电压等参数计算励磁线圈和测量线圈的匝数，确定励磁电源的容量
发电机相关参数如下：
定子铁芯长度（L1）：4.6 m
定子铁芯有效长度（L）：3.798 m
定子铁芯外径（D1）：2.55 m
定子铁芯内径（D2）：1.30 m
定子铁芯齿高（hc）：0.16m（实测）
定子铁芯扼部高度（h）：0.465m
铁芯扼部截面积（S）：S＝L×h=1.76607（m2）
定子铁芯重量：G=[π(D1h)S]×7.8×103=90.1858×103 (Kg)
励磁线圈匝数（W2）：U2=(4.44fBS)×W2
W2 =(U2/（4.44fBS）= 1.03 (匝) 试验时取1匝。
式中：f—试验电源频率50HZ B—试验时铁芯轭部磁通密度为1T
U2—加于励磁线圈的电压（伏），取400伏
励磁线圈电流（I）：IW2 = π(D1-h)HO ×1×102
I＝[π(D1-h)HO]/W2 =982 (A)
HO: 磁场强度（按匝/cm）
一般取1.5-1.8本次取1.5
励磁电源容量（S）：S=U2I =400×982=398.2（kVA）
测量绕组匝数（W1）：W1=[U1 / (U2/ n)]×W2=1（匝）
式中：n-电压互感器变比,n =4 U1—瓦特表允许电压（伏），取100伏。
2.1.3 试验电源点的选择
选用厂用低压变压器做为试验用电源变压器，该变压器参数：容量：1250KVA；电压：6.6/0.4KV；满足要求。变压器分接开关调至最低档，确保变压器低压侧电压为最高。
2.1.4 电源变压器相关保护修改
由于试验时变压器只使用两相电源，使用时将产生较大的不平衡电流，为防止引起保护越级跳闸。变压器相关保护做如下修改：
退出变压器中性点零序保护退出、CT二次短接。高压侧零序保护：定值0.2A、时间t=0.4s。过流保护：定值5.5A、时间t由9.6 s改为1.6s。
在试验初期退出#1启备变A、B分支零序保护，在试验时检测零序电流无异常变化后，再投入#1启备变A、B分支零序保护。
2.1.5 铁损试验接线
试验励磁线圈采用一根2×185 mm2铜芯电缆两芯并联使用，从变压器400V侧A相，经CT后绕发电机定子铁芯绕一匝后回到变压器400V侧C相处。（见试验接线图）。CT（2500A/5A，0.5级），拆除08LKC变压器低压侧中性点CT二次接线，并在此外接一电流表监视变压器中性点电流。用电线在铁芯上同向缠绕一匝测量绕组。
2.2表面损伤需修复点的查找
发电机进行定子铁损试验前，用红外热成像仪测量定子铁芯各部位温度并保存。开当试验进行到到5min时，发现第#32、#33槽第#34段铁芯处损伤点的温度达到约74℃，铁芯初始温度3.12℃，温升42.8K（见表1），其他部位温度未见异常。由于损坏点温度上升过快，为防止铁芯因试验加大损坏程度，停止试验，待修复该点后再，做试验进一步检查其点。
表1 第一次铁损试验温度数据表
3 损坏部位的处理
由于#34段损坏点铁芯损坏深度约为3-5mm，采用机械打磨，化学腐蚀的方法进行处理，处理步骤如下：
3.1 在损坏部位铁芯四周的通风孔及槽楔与铁芯间填上脱脂棉或其他吸水物，再在上面敷设白布和胶皮，以免铁屑落和药液落入槽内和线圈上。
3.2 用电高速磨磨掉已熔化的铁芯，以见到损部位发亮为准（本次深度约3-5mm），用放大镜检查磨削部位的硅钢片片间基本无大面积连接区；
3.3 先用180#金相砂纸对磨削的硅钢片的表面进行物理抛光，够用放大镜检查，硅钢片片间无连接；后用600#砂纸对磨削的硅钢片的表面进行抛光，用放大镜能看到两张冲片之间若隐若现的的条纹后物理抛光结束；
3.4先用30%硝酸溶液涮洗打磨过的铁芯表面（腐蚀片间毛刺），每20分钟用放大镜观看硅钢片间纹路，标准为够看到硅钢片间纹路清晰（间有一条清晰的黑色条纹）；
3.5 再用20%磷酸溶液加电极涮洗抛光的铁芯表面（见图1 ）直流原可以用普通电池也可用专用直流电源，电压9-12V。
3.6 用蒸馏液（或纯净水）清洗表面，后再用无水酒精清洗表面，然后用硅钢片钝化液对表面进行涮洗3-5分钟，用吹风吹干水分，将处理部位烤干；
3.7 做定子铁芯铁损试验：铁芯初始温度：33.6℃，试验90分钟后，铁芯齿部最低温度为37℃，铁芯齿部最高温度为49.7℃，铁芯最高温升16.1K（折算至1T下 15.87K），铁齿最高温差13.7K（折算至1T下 13.51K）。定子铁芯所有损坏部位温度见表2。
表2 第二次铁损试验温度数据表
3.8 试验结果分析
折算磁密系数K=（1/B实）2 = 0.986。根据试验数据将定子铁芯最高温升和定子铁芯冷、热齿最大温差折算到1T下分别为15.87 K，16.1K。符合小于25K的标准要求。其余损坏点不用处理。于是对5个损坏点及整个发电机定子膛内进行清洗，烘干后，喷188绝缘漆。发电机定子测绝缘、直阻、做直流耐压合格。
4 结论
xx电厂发电机定子铁芯表面损伤处理后，铁芯试验各项指标均未超过允许范围，试验结果合格。2011年解体抽转子检查，无异常。现已运行近8年，未见异常。通过xx电厂发电机定子铁芯表面损伤现场处理过程，说明了发电机定子铁局部损坏表面损在现场是完全具备处理条件，也完全能够处理好。不需要费时、费钱、费用人力返厂修复。
参考文献：
[1]中华人民共和国电力部，DL/T596-1996 《电力设备预防性试验规程》，1996年版。
[2]《江油发电厂330MW机组发电机维护手册》
[3]神华四川能有有限公司江油发电厂《电气检修规程》
论文作者:朱贤章
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
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