大型水轮发电机定子铁心磁化试验

水轮发电机电气试验方法及标准一．高压发电机第一部分：定子部件1．直流电阻2．目的：检查绕组的焊头是否出问题等原因测试环境：冷状态下进行测试工具：直流电阻电桥数据处理：各项的测试应做以下处理数据处理(I max-I min)/I平均≤2%结果判定：测试值必须满足以上的关系，不满足就应检查定子线圈。

3．绝缘电阻目的：检测线圈的绝缘电阻的大小，为以后的试验确定安全保证。

测试环境：常温下测试，记录数据要记录当前的温度。

测试工具：兆欧表注意事项：在绝缘电阻测试的过程中，在每项测试完之后应该对绕组充分放电，不然会造成严重的后果测试方法：在测量前应充分对地放点，注意机械调零，在测试的时候除开被测项，其他的各项都应该接地，测试的时候记录测试时间为15s和60s时的电阻值，在测试后计算吸收比，吸收比=R60/R15吸收比应满足大于2，而且各个项的绝缘电阻不平衡系数不应大于2（不平衡系数指最大一项的R60与最小一项R60之比）4．直流耐电压.目的：在较高的电压下发现绕组绝缘的缺陷测试环境：常温下进行试验测试工具：直流耐压设备一套测试方法：利用调压器调节电压使高压侧直流电压为0.5U N、1.0 U N、1.5 U N、2.0 U N、2.5 U N、3.0U N每阶段要停留一分钟的耐压试验时间,并在试验的时候记录各个电压时候的电流值。

每项在测试的时候其他项都必须接地。

而且在电压相同的时候各个项的电流值应该比较相近。

在规定的试验电压下,各相泄漏电流的差别不应大于最小值的50%。

注意事项：在测试的时候由于是高压，因此在测试的时候要注意安全，小心周围环境。

在每项测试完之后必须充分放电，否则容易造成事故。

必须注意的就是，测温线圈的接线头必须接地。

5．交流耐电压目的：检查线圈之间的绝缘性能测试环境：常温下进行试验测试工具：耐电压试验设备一套测试方法：发电机定子的交流耐压试验在制作的过程中一共有三个阶段要测试，下面就分别介绍试验的方法：（1）、单个线圈的交流耐电压试验，每次基本上做10个线圈的耐电压试验，试验方法是：在工作台上面放木方，木方里面用海绵等软性有弹性的材料包扎一圈，必须要厚点的，外面包0.1mm左右的铝铂，并且用铜丝将其绑好，在整个线圈的低阻部分必选全放在木方上方。

400MW级可逆式发电电动机定子铁芯磁化试验摘要：浙江仙居抽水蓄能电站水轮发电机组单机容量375MW，为国内可逆式机组中最大。

本文主要介绍了仙居发电电动机定子铁芯磁化试验过程和遇到的问题，并为日后大容量抽水蓄能机组的相关试验提供借鉴。

关键词：抽水蓄能;发电电动机电子;磁化试验1 工程简介浙江仙居抽水蓄能电站地下主厂房，设计安装4台375MW混流可逆式水轮发电机组，型号为SFD375/413-16/7350，总装机容量为1500MW。

发电电动机为主轴、半伞式、空冷、可逆式同步电机，由东方电机有限公司负责设计、制造。

定子机座采用斜立筋结构，上、下环的钢板焊接结构，定子机座分2瓣制造和运输，在工地组焊后进行叠片、完成铁损试验后再进行下线工作。

定子铁芯采用高导磁、低耗、优质硅钢片叠压而成，定子铁芯高3050mm，全圆由30张冲片叠成，其设计内径为Φ6000mm，外径为Φ7350mm；为减少附加损耗，铁芯两端叠成阶梯形，并采用非磁性压指以及非磁性端箍；采用双鸽尾筋结构，其铁芯采用穿心螺杆进行压紧，穿心螺杆材料为高强度冷拉圆钢42CrMo，上端采用蝶簧结构；定子上、下两段铁芯冲片采用粘胶片叠压，采用分段预压，叠装完成后刷硅钢片粘接胶。

2 试验目的及检验标准2.1试验目的通过定子铁损试验测量定子铁芯的单位损耗，测量铁轭和齿部温度，检查各部温升是否超过标准值,判别发电机定子铁芯质量[2]。

综合判断定子铁芯片间绝缘是否良好，有无短路。

2.2检验标准磁感应强度按1T折算，持续时间为90min[1],满足以下要求。

（1）铁芯最大温升：≤25 K；（2）铁芯最大温差：≤10 K；（3）铁芯与机座最大温差：≤15；（4）铁芯单位损耗：≤1.365W/kg。

3试验过程及方法3.1试验接线原理简图注：V1、V2－电压表 f-频率表 CT-电流互感器 W-低功率瓦特表A－电流表 K-断路器 W1-励磁线圈 W2－测量线圈 PT－电压互感器3.2试验参数计算（1）励磁线圈安匝数计算AωAω=π(D外-ha)• HD外—铁心外径(cm)ha—轭部宽度(cm)H—单位长度安匝数，取1.9。

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技术交流
SMALL HYDRO POWER 2017No. 6, Total No. 198
绕对称布置，且首位相连，紧贴在铁芯齿表面；周 向距180。布 置 2 组独立的单匝测量线圈，布置在2 组励磁线圈的中间位置，测量线圈应拉紧并紧贴铁
芯 1 周 每 隔 10槽，布置在线槽的上、中、下 3 个
4 试验前准备
收稿日期：2017 - 09- 19
作者简介：马 振 华 （1987-)，男，工 程 师 ，主要从事水电
厂运行与管理工作。
E-mail：mazhenhua@
实验前对定子铁芯进行彻底的清扫，全面检查 机座和铁芯，将定子基础板与支墩的固定螺栓再拧 紧一遍；检查通风沟、上下端部等位置无残留物 件 ；将定子机座可靠接地；将励磁线圈采用同向缠
( 1 ) 发 电 机 定 子 铁 芯 有 关 参 数 如 下 所 示 （见 表 1)。
表 ！ 发电机定子铁芯有关参数
铁芯 外径
D1/ cm
1 288.6
铁芯 外径 Dz/ cm
# #8#.4
铁芯 长度 " / cm
288.6
定子 槽深 #/cm
2#.4#
通风沟 通风沟 数量 宽度 $ " 2/cm
小 水 电 2 0 1 7 年 第 6 期 （总 第 1 9 8 期 ）
技术交流
大型水轮发电机定子铁芯磁化试验及分析
马振华，黄 浩
(二滩水力发电厂，四 川 攀 枝 花 617000)
摘 要 ：定子铁芯磁化试验是定子在现场叠装而成后，为检查铁芯片间故障、压紧与否进行的试验。探析某大型水轮
T 发电机的定子铁芯改造后进行磁化试验的过程及计算方法，并通过对试验数据进行统计分析计算，判 定 磁 感 应 强 度 为 1

Ａ 订（ａｈ） Ｗ＝ Ｄ － ａ ｗ ａ ＝． ３１ １２ — ５４×１ （ 匝）４ ７ ４×（３０ ２ ．） ．安 ＝ ８８ ２ ｄ‘ ｔ 广一 磁化 力 （ 匝 ／ 米 ） 安 厘 ， 这里选 １ 。 ． ２
Ｓ 、 ３ Ｉｘ３× ．× ４ ４ ８０ ６ｋＡ ＝ ／ ＝ ／ ６ ７ ． ＝ ． （ ） Ｕ ３ ２ １０ ｖ
４ 试 验设 备选择
根据现场实际情况 ，我们采用 ６ ｋ ． Ｖ电源做励 ３ 磁 电源。 根据上述参数计算电源容量 ， 电线路及开 送 关柜额定电流不小于 １０ 。 ０Ａ 试验负荷 电源选用 ＡＣ ． 两相 ， 同时试 验要求 电源稳定 ， 所以必须采用专线供 电， 并确保供 电容量 。为确保试验可靠进行， 在现场 设 置一 台 ６ Ｖ高压试 验开关柜， 试验开关柜为现 ｋ 地控制， 电线路 和试验开关柜之 间采用 １ｋ 、 × 供 ０Ｖ ３ ３ｍ ｚ ５ ｍ 的高压供电电缆连接。其它设备见表 １ 。
１ Ｌ
励 线 缠 磁 圈 绕 Ｉ 测温 置 置 装 布
上
６１ 定子本体 准备 ．
定子铁芯叠片已完成 ，检查所有铁芯螺栓均在
特定 的力矩下紧固； 认真检查 定子 内 、 通风沟内 、 上 下端处不应有铁磁物质遗 留；吹掉定子铁芯通风沟
Ｉ 验表 线调 试 仪 接 与 整Ｉ
定子铁芯制造质量和安装单位装配质量的重要手段，同时用来检验 定子铁 芯 自身温升和绝缘性能
的重要试 验 。
关键 词
定子 铁 芯
磁 化试 验
温 升
１ 概 述
水轮发 电机定子磁化试验是检验定子铁芯制造 厂家制造质量和安装单位装配质量的重要手段 ， 下 面以公伯峡水 电站 ４ 机定子磁化试验来进行论述。 公伯峡水 电站安装有 五台 ３０ Ｗ 水轮发 电机组 ， ０Ｍ

大型水轮发电机定子铁心磁化试验作者：《二滩建设咨询有限公司》张文摘要：随着我国经济和科技突飞猛进，修建大型水电站就像雨后春笋。

而大型水轮机发电机的定子，都在现场组装，大型水轮发电机定子在现场组装完毕后，必须进行铁心磁化试验。

介绍锦屏一级电站5#机组铁心磁化试验，试验结果能满足机组安全运行。

关键词：水轮发电机定子铁心磁化试验、磁化试验技术组织措施、磁化试验安全措施。

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内，是雅砻江干流下游河段（卡拉至江口河段）的控制性水库梯级电站，下距河口约358公里。

锦屏一级水电站坝址以上流域面积10.3万平方公里，占雅砻江流域面积的75.4%。

坝址处多年平均流量为1220立方米/秒，多年平均年径流量385亿立方米。

锦屏一级水电站规模巨大，主要任务是发电。

电站总装机容量360万千瓦(6台x60万千瓦)，枯水年枯期平均出力108.6万千瓦，多年平均年发电量166.2亿千瓦时。

水库正常蓄水位1880米，死水位1800米，总库容77.6亿立方米，调节库容49.1亿立方米，属年调节水库。

枢纽建筑由挡水、泄水及消能、引水发电等永久建筑物组成，其中混凝土双曲拱坝坝高305米，为世界第一高拱坝。

建设总工期9年3个月，工程静态总投资182.9亿元。

2012年1月锦屏一级电站5号机组定子铁心组装完毕，准备作磁化试验。

1.水轮发电机定子铁心磁化试验1.1磁化试验目的发电机定子铁心是由薄硅钢片现场叠装而成。

在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，在定子铁心组装完成后，必须进行铁损试验，以检查铁心片间绝缘是否短路，同时通过磁场振动叠装的冲片，使其更密实，在磁化试验完成后对铁心进行最终压紧。

试验中，测量定子铁心的总有功损耗及定子铁心机座等各部位的温度，查找局部过热点，从而计算出铁心的单位损耗及温升，发现可能存在的局部缺陷，综合判断定子铁心的制造、安装质量是否符合设计要求。

额 定功 率 因数 ： ０ ． ９ （ 滞后 ）
额定转 速 ： １ ６ ６ ． ７ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ
２ ） 计算励 磁绕 组 匝数 ｃ １ ） ． 轭部 的有 效截 面积Ｓ ＝Ｋ・ （ Ｌ －ｎ ・ ｂ ） ・ ｈ ａ
Ｓ ＝ ０ ． ９ ４ ｘ（ ３ ３ ３ － ６ ４Ｘ ０ ． ６ ） ×３ ５ ． ３ ３ ９ ７ ８ ３ ． ７ ２ ４ ９ ２ （ ｃ ｍ ）
大于该 型号 硅钢 片 的１ ． ３ 倍 的参 考值 。 ３ ． ３ 铁芯磁 化试验 参数 选择
水沟。 水库正常蓄水位１ ６ ４ ６ ｍ， 回水长度７ ． ５ ｋ ｎ， ｉ 相应库容１ ４ ０ １ 万ｍ ； 水库死水
位１ ６ ４ ０ ｍ， 固定 库容９ ０ ５ 万 ｍ２ ， 调 节库 容仅４ ９ ６ 万 。 电站 总装ｔ ￣ Ｊ Ｌ ４ ８ ０ 万 千瓦（ ８ 台 ×６ ０ 万千 瓦） ， 多年 平均年 发电量２ ４ ２ ． ３ 亿千 瓦时 。 首部设 低闸 ， 闸址 以上流 域面 积１ ０ ． ３ Ｊ ７ 平方 千米 ， 闸址处 多年平均 流量１ ２ ２ ０ ｍ ／ ｓ ， 本 身具有 日 调 节功 能 ， 与锦
Ｄ 一铁 心 内径（ ｃ ｍ） ｈ ～定 子铁 心槽 深 （ ｃ ｍ）
ｈ ＝（ Ｄ 一 Ｄ ） ／ ２ 一 ｈ （ １ ２ ｏ ｏ 一１ ０ ８ ７ ） ／ ２ －２ １ ． １ ７ ３ ５ ． ３ ３ ｃ ｍ Ａ∞＝ （ Ｄ － ｈ ａ ） ・ Ｈ＝ ３ ． １ ４ １ ６×（ １ ２ ０ ０ －３ ５ ． ３ ３ ） ×２ ． ２ ８ ０ ４ ９ ． ６ ４
∞． ＝Ｕ． ／ （ ｅ ・ ６） ＝１ ０ ０ ０ ０ ／ （ ４ ． ４ ４ ｆ Ｂ Ｓ・ ６） ＝１ ０ ０ ０ ０ ／ （ ４ ． ４ ４×５ ０ Ｘ ９ ７ ８ ３ ． ７ ２ ４ ９ ２×１ ０ － ４ ×１ ． １ ） ４ ２ （ 匝） ，

1工程概述福建仙游抽水蓄能电站共安装4台型号为SFD300／325—14／6650水轮发电电动机机组，总装机容量为1200MW 。

其中定子机座采用上、下环的钢板焊接结构，机座分2瓣制造和运输，在工地组焊后进行叠片、下线。

定子铁心采用高导磁、低耗、优质硅钢片叠压而成。

2试验目的定子磁化试验是检验定子铁心装配质量的重要手段，其目的是确认定子铁心硅钢片设计制造、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。

铁心在运行中受发热影响和机械力的作用，会引起片间绝缘损坏，造成短路，在短路区域形成局部过热，威胁机组的安全运行。

所以现场叠压装配的定子铁心必须进行磁化试验，利用铁心发热寻找故障点，检查铁心压紧螺栓是否有松动现象及测定的温升和单位铁损是否达到要求。

3试验原理及方法试验方法是在定子叠片堆积、压紧后的铁心上缠绕若干励磁绕组，将交流电流通入绕组内，此电流在定子铁心中产生磁场，同时产生涡流与磁滞损耗，使铁心发热，测量铁心总的有功损耗与温度，计算出单位重量铁心损耗与温升，从而判别铁心叠装的质量。

试验中用红外测温枪测量定子铁心、上下齿压板及机座的温度，计算出温升和温差；用热红外成像仪扫描查找定子铁心局部过热点；在铁心上缠绕测量绕组，测量其感应电压，计算出铁心中的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁心的单位损耗。

把测量、计算结果与设计要求相比较，来判断定子铁心的制造、安装质量。

4主要技术参数发电机型号：SFD300／325—14／6650；额定容量：发电工况333.3MVA ，电动工况：325MW ；额定电压：15.75kV ；定子铁心长度L 1：3.080m ；定子铁心外径D 1：6.650m ；定子铁心内径D 2：5.440m ；定子铁心叠压系数K ：0.96；定子铁心通风沟数n ：75；定子铁心通风道宽b ：0.005m ；定子槽深h c ：0.17m ；定子铁片密度ρ：7.8×103g ／m 3。

浅谈普定水电站水轮发电机定子铁心磁化试验大中型水轮发电机的定子，因外形尺寸大，受到运输条件的限制，其定子机座采用分瓣制造运输，在安装现场进行组装焊接、铁心叠装及定子下线。

由于工地的环境条件较工厂要差，所以要求现场叠装的定子铁心必须进行磁化试验，从而通过测量单位铁损及温升的方法检查叠片质量。

本文介绍了普定水电站3号机组发电机定子铁心磁化试验的理论计算、试验步骤、试验标准、试验结果分析及结论。

标签：普定水电站；定子铁心磁化试验；单位铁损；温升1.磁化试验的原理普定水电站位于乌江上游南源贵州省普定县三岔河中游，距贵阳市125km。

水库正常蓄水位1145m，总库容4.21亿m3，为不完全年调节水库。

定子铁损试验是在定子铁心叠装、初步压紧完成后进行，其目的就是确认定子铁心硅钢片设计制造、现场叠装、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。

在叠装完成的发电机定子铁心上缠绕励磁绕组，绕组中通人交流电流，使之在铁心内部产生接近饱和状态的交变磁通使铁心磁化，从而在铁心中产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。

同时，如铁心中片间绝缘受损或劣化部分将产生较大的涡流，温度升高较快。

用埋设的热电偶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點及辅助测温；在铁心上缠绕测量绕组，测量其感应电压，计算出铁心总的有功损耗。

计算出温升与单位铁损。

根据测量结果与设计要求比较，来判断定子铁心的制造、安装质量。

2.试验前的计算（1）定子铁心磁化试验所需要的基本数据：定子铁芯外径Da=590cm，定子铁芯内径Di=527.2cm，定子铁芯长度Lfe=97cm，定子铁芯齿高度hc=13.88cm，通风沟数：n=22，通风沟高度：b=0.8cm。

（2）定子铁芯轭部截面积计算：1）铁芯有效长度：L=k（Lfe-nb）式中，K为叠压系数0.96。

L=0.96（97-22×0.8）=76.224cm2）铁芯轭部高度：ha=（Da-Di）/2-hc=（590-527.2）/2-13.88=17.52cm3）轭部截面积：Sz=L×ha=76.2 24×17.52=1335.4cm2（3）励磁线圈匝数计算：We=U×l083/4.44?SzB，式中U—励磁电压，选为400V，f-电源频率，50Hz，Sz—轭部截面积，1335.4cm2，B—轭部磁通，10000高斯。

构皮滩600MW机组定子铁心磁化试验
王贵来
【期刊名称】《贵州电力技术》
【年(卷),期】2009(12)6
【摘要】水轮发电机定子铁损试验是水电站大型电气试验项目之一,其区别于其它电气试验的主要特点,是试验前后需进行较为复杂的数值计算及分析.试验的成功与否将直接影响机组能否可靠投产,而构皮滩水电站首台机组定子铁损试验励磁绕组采用10.5kV电压等级,其试验结果将会对其它四台机组铁心安装工艺具有十分重要的意义.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】王贵来
【作者单位】贵州乌江水电开发有限责任公司构皮滩发电厂,564408
【正文语种】中文
【相关文献】
1.构皮滩升船机交通桥大件运输荷载试验研究 [J], 王朝晴;孙泉
2.构皮滩600 MW水轮发电机组大修综述 [J], 高起
3.机组"一键黑启动"在构皮滩发电厂的试验探讨 [J], 唐小波
4.构皮滩发电厂600MW机组水轮机高负荷区运行稳定性研究及应用 [J], 丁元生;王贵来
5.乌江构皮滩水电机组水力稳定性试验研究 [J], 宫汝志;李德友;王洪杰;刘世勋;魏显著
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定子铁 芯外径 Ｄ ＝１ ３ １ ３ ｃ ｍ； 定子 内径 Ｄ ＝
１ ２ ０ ０ ｅ ｍ； 定子铁芯高度 Ｌ ， ＝３ ２ ５ ｅ ｍ； 定子槽深
ｈ ＝ ２ ２ ． ８ ５ ２ ｃ ｍ； 通 风沟 宽 Ｋ＝ ０ ． ９ ５ ｃ ｍ， 通 风 沟个 数 ｎ： ６ ７； 通 向沟 高度 ｂ ＝ ０ ． ６ ｍ。 （ ２） 轭部宽度 ｈ 及 定 子 铁 芯 面 积 轭部 的有
绕 测量绕 组 ， 测 量其 感应 电压 ， 计 算 出铁芯 总 的有
功 损耗 、 温升 及 单位 铁 损 。根 据 测 量结 果 与 设计 要 求进 行 比较来判 断定 子铁 芯 的制 造 、 安 装质 量 。 ３ 试 验前 的计算 （ １ ）定 子铁损 试验 所需 要 的基 本数 据和计 算
必 须进行 此项试 验 。
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
定 子铁 芯磁化 试验是 利用 缠绕在 铁芯 上 的励 磁线圈， 通人 工频交 流 电 ， 使铁 芯 内部 产生 饱和 交 变磁通， 通 过 测 量铁 芯 各部 位 的温 升 、 温差 ， 检 查
１ ３ １ ３ ０型水 轮发 电机 ， 单 机 额定 容 量 ６ ４ ７ ． ５ ＭＶ Ａ ／
７ ０ ０ Ｍ Ｖ Ａ， 额定功 率 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ， 额 定 电压 ２ ０ ｋ Ｖ， 额 定 电流 ２ ０ ２ ０ ７ Ａ。发 电机为 立轴半 伞式 三相 凸极
同步 发 电机 。定 子铁 芯高 度为 ３ ２ ５ ０ ｍ ｍ， 铁 芯 内 径为 １ ２ ０ ０ ０ ｍｍ， 铁芯外 径为 １ ３ １ ３ ０ ｍ ｍ。机 座在 圆周 方 向分 为 ５瓣 进 行 组 圆焊 接 。定 子 冲片 由 ０ ． ５ ｍ ｍ厚 的 Ｍ ２ ５ ０— ５ ０ Ａ １ ５无取 向涂 漆硅 钢 片 冲 制， 每 张片有 ３个 鸽尾 槽 ， 双 面涂 Ｆ绝 缘漆 以减少

准 Ｇ ／ ８６ ２０ Ｂ Ｔ ５４— ０ ３水 轮 发 电机 安 装 技 术 规 范 ， 子 定
图 １ 三 峡 电站 定 子 磁 化 试 验 的 接 线 原 理 图
磁化 试验 ， 符合 ４个 条件 ， ２定子 磁化试 验 的计 算 应 表
水布垭水 电站。在对定子做磁化试 验时， 接线 其
式 中 ， 为实 测有 效功率 ， 。 ｗ 单 位铁 损 ：
Ａ ＰＦ ＝ Ｐ１／ＧＪ ｃ ０
３ 三 峡 、 布 垭 、 甫其 海不 同 电压 等 水 哈 级 定 子 磁 化 试 验 的 比较
（ ） 验 的基本 参数 及计 算结 果见 表 １ １试 。 （ ） 子磁 化试 验 结果 及 分 折 。根 据 我 国现 行 标 ２定
大 型 水 轮 发 电 机 定 子 磁 化 试 验
李 楠
（ 葛洲坝集 团机 电建设有 限公 司 ， 湖北 宜 昌 ４ ３ ０ ） ４ ０ ２
摘要 ： 大型水轮发电机的定子， 在现场组装完毕后， 必须进行磁化试验。介绍了三峡、 水布垭和哈甫其海水电站水轮发
电机定子的磁化试验 ， 试验结果都 能满 足机组安 全运 行的要求 。
李
楠 ： 型 水 轮 发 电机 定 子磁 化试 验 大
２ １ 年 ７月 ０１
式中： 为单位硅钢片重量 ， ｒ ７ ８ ． １Ｘ ０ ｒ 取 ＝ ．５Ｘ ８ ９ １
Ｎ／ｅ 。 ｍ
励磁 线 圈 匝数 的计 算 ：
１ １４ ４ ｆｘＳ× ＝Ｕ ／ ． ４ｘ Ｂ （） ６
原理 见 图 ２ 试验 电压等 级是 １ Ｖ。 ， ０ｋ
结果 ， 完全符合定子磁化试验的规范要求。因此 ， 以定 子磁化试验来检验定子组装的质量是合格的。

２ ２ 试 验 基 本 原 理 及 方 法 ．
在 发 电 机 定 子 铁 片 堆 积 、 紧 后 的铁 芯 上 缠 绕 压 励 磁 绕 组 ， 组 中通 入 一定 的 工 频 电 流 ， 之 在 铁 芯 绕 使
内部 产 生 接 近 饱 和 状 态 的 交 变 磁 通 ， 常 取 激 磁 磁 通
度 ３ ３ ｍｍ， 芯 总 重 约 ３ ０吨 ， 计 定 子 重 量 （ １０ 铁 ３ 总 不 含线 圈 ） ６ ０吨 。 约 ６ 定 子铁芯 共 由 ５ ６小 段 组 成 ， 间有 ５ 中 ５层 通 风
动 和 发 热 使 铁 芯 下 沉 ， 到 仅 由加 压 所 不 能 达 到 的 达 进 一 步 压 紧铁 芯 的 目的 。
试 验 中 用 红 外 线 测 温 枪 或 热 电 偶 测 量 定 子 铁 芯 、 下 齿 压 板 及 定 子 机 座 的 温 度 ， 算 出 温 升 和 温 上 计
差 ； 红外 线 测 温 仪 扫 描 查 找 定 子 铁 芯 局 部 过 热 点 用
及 辅 助测 温 ； 铁 芯 上 缠 绕 测 量 绕 组 ， 量 其 感 应 电 在 测 压 ， 算 出铁 芯 中不 同 时刻 的 磁 感应 强 度 ， 根 据 测 计 并 得 的 励 磁 电 流 、 压 计 算 出 铁 芯 的 有 功 损 耗 。 把 测 电 量 、 算 结 果 与 设 计 要 求 相 比 较 ， 判 断 定 子 铁 芯 的 计 来 制 造 、 装整 体 质 量 。 安
槽 片 。其 中 上 、 两 端 分 别 有 ２段 ２ ｍｍ 高 的 短 齿 下 ４
片， 间 ５ 中 ２段 高 度 为 ５ ｍｍ 的小 段 。单 张硅 钢 片厚 ２ ０５ ． ｍｍ ， 张 通 风 槽 片 厚 ６ ５ 单 ． ｍｍ， 过 １ ０根 双 鸽 通 ７ 尾 形 定 位 筋 与 定 子 机 座 连 接 。短 齿 片 按 内 径 分 成 ５ 种 ， 起 始 位 置 分 别 有 ６层 粘 胶 段 ， 胶 段 整 圆 ５ 在 粘 ６ 张 长片 ， １张 短 片 。 除 粘 胶 段 外 ， 余 冲 片 均 采 用 螺 其 旋堆积 ， 层为 ５ 每 ６张 长 片 。下 齿 压 板 采 用 大齿 压 板 结 构 ， 齿 压 板 采 用 分 块 结 构 。定 子 线 棒 共 ５ ０槽 。 上 １

大型水轮发电机定子铁心故障模拟、检测与处理韩波;陈涛【摘要】在大型水轮发电机组真机上进行大规模的故障模拟、检测和处理在国际国内不多见,本次真机试验的结果表明:额定环流法与ELCID法均能反映铁心绝缘状况,但在故障较轻的情况下,ELCID法反映更为灵敏,有助于提前发现定子铁心故障、进行处理消除隐患.因此建议常规大修时对定子铁芯进行ELCID法铁心试验;对于因为定子接地故障导致的铁心大面积或者深度熔化的铁心故障,会严重危害机组安全稳定运行,可以根据铁心故障的实际情况,判定是否需要立即进行检修及检修方法;重塑定子铁心片间绝缘的方法,经过试验验证是有效可行的.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2018(032)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】水轮发电机;定子铁心;故障;检测;处理【作者】韩波;陈涛【作者单位】中国长江电力股份有限公司,湖北宜昌 443002;中国长江电力股份有限公司,湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】TM312大型水轮发电机定子铁心是由薄硅钢片现场叠装而成的。

在硅钢片的制造、叠装或者运行过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。

运行中的发电机若发生片间短路会引起局部过热，加速铁心绝缘和定子线圈的老化，甚至会威胁到机组的安全运行[1-5]。

因此发电机定子铁心故障的检测与处理有重要意义。

由于机组运行年限太久，国内某电站大型水轮发电机将进行更新增容改造。

在2台即将退役的水轮发电机上，笔者进行了一系列定子铁心真机故障模拟、检测与处理试验，对定子铁心故障的检测与处理方法进行了探索，得到的结论一致，本文以其中1台发电机的真机试验为例进行介绍。

1 铁心故障检测方法根据国标GB/20835-2016《发电机定子铁心磁化试验导则》[6]，为检测发电机定子铁心装配质量，可以通过对发电机定子铁心进行磁化试验的方式进行。

在其资料性附录C中也提到了用电磁铁心故障检测仪(ELCID)检测铁心装配质量的方法。

N1
U1 4.44fBS
U1---励磁线圈电源电压，V f—试验电源频率，Hz
3）励磁电流I及功率Pr的计算
I D1-h H0
N1
H0-单位长度安匝数，磁密在1T时，取（2.15~2.3）×102安匝/m
励磁线圈功率Pr（kVA）=KsIU1 ×10-3
Ks一般取1.1，或根据实际需要确定
4）测量线圈W2的匝数N2的计算
4.试验接线
M1—励磁线圈 M2—测量线圈 TA—电流互感器 f1—频率表 V1、V2—电压表 A—电流表 W—低功率因数瓦 特表
铁芯内的损失用低功率因数瓦特表测量。瓦特表的线圈接至 电流互感器上，电压线圈接在测量线圈上
接入各种测量仪表
查看接线的正确性以及接线头是否牢靠 在铁芯上放置温度计
5.试验
铁芯轭部重量
G D1 h S
试验结果综合表 表3 表3
P1(W/Kg) Δtmax
Δtmin σt=Δtmax-Δtmin
Δtmax、 Δtmin从试验开始经加热后齿的最大最小温升 σt---从试验开始经加热后齿部最大最小温升之差
质量标准
试验计算的P1值不得大于材料标准的1.3倍（B=1T时） ； 试验经过90min后，铁芯最大温升Δtmax不得超过25℃；温升差σt不得超过15 ℃ (折算到1T时的值)。
定子铁芯各部尺寸示意图
S Lh
L K (L1 nb)
h
D1
2
D2
hc
L—定子铁芯有效长度，m h—铁芯轭部高度，m K—铁芯填充系数 L1—铁芯轴向总长度，m n—铁芯通风道数 b—通风道宽度，m D1—铁芯外径，m D2—铁芯内径，m hc---铁芯齿高，m
2）励磁线圈W1匝数N1的计算

大型水轮发电机定子磁化试验摘要：大型水轮发电机的定子铁芯由现场叠放的薄硅钢片制成。

在制造硅钢片或现场堆垛的过程中，片与片之间可能存在绝缘损坏，导致片与片之间短路。

运行中的发电机板间短路会造成局部过热，加速铁芯绝缘和定子线圈的老化，甚至威胁机组的安全运行。

磁化试验是发电机定子铁芯硅钢片叠片组装后必须进行的一项重要试验。

关键词：水轮发电机；定子铁芯；磁化试验；励磁电压定子铁芯磁化试验是定子现场叠放后，检查铁屑之间是否有故障，是否被压下的试验。

分析了大型水轮发电机定子铁芯改造后的磁化试验过程和计算方法，通过对试验数据的统计分析和计算，确定当磁感应强度为1T时，铁芯损耗大于国家标准；最后，对定子铁芯可能存在的问题和缺陷进行了讨论和研究，并成功地制定了对策。

一、概述1.工程概况。

（1）丰宁抽水蓄能电站位于河北丰宁县境内。

工程规划总装机容量3600MW，为一等工程，大型规模。

分两期建设，本期装机容量1800MW，安装6台单机容量为300 MW的可逆式水泵水轮机组。

电站主要由上水库、水道系统、地下厂房系统、蓄能专用下水库及拦沙库等建筑物组成。

电站建成后，在京津唐电网系统中承担调峰、调频、调相和事故备用任务。

定子散装到货，铁芯现场叠装完成后进行铁芯磁化试验。

（2）试验条件。

定子铁芯叠片验收完成后进行磁化试验。

（3）试验范围。

7~10#组机定子铁芯。

2.试验目的。

（1）计算各测点温升是否超过了规范的规定值。

（2）计算铁芯单位比损耗是否满足规范或者厂家的技术要求。

（3）结合试验方案第八部分的主要和辅助判别方法及试验前、试验中、试验后的相关检查，最后综合判断硅钢片片间绝缘及叠装质量是否良好。

二、磁化试验措施1.试验准备。

主要工作包括技术准备和现场准备。

（1）技术准备。

计算励磁线圈匝数WL、励磁电流I、电源功率PL，选取测量线圈匝数Wm、估算铁芯重量G。

2.计算励磁线圈匝数WL。

按照下列步骤计算线圈匝数WL。

（1）铁芯轭部长度h= -16.18=43.32cm（2）铁芯有效长度L=K×(L1-nb)=0.96×(308-78×0.4)=265.728cm（3）铁芯轭部截面积S=L×h=265.728×43.32=11511.337cm2。

锦屏一级水电站水轮发电机定子磁化试验摘要：大型水轮发电机在工地现场组装完成后，为检查定子铁芯绝缘情况及叠压质量保证发电后的安全运行，必须进行铁芯磁化试验。

本文结合锦屏一级#6发电机定子磁化试验，介绍了大型水轮发电机定子磁化实验的实验目的、方法和实验措施。

关键词：铁芯铁芯损耗#6发电机定子磁化实验1、概述磁化试验是发电机定子铁心叠片完成后必须进行的一项重要试验，其目的是检查定子铁心制造和现场安装的整体质量、片间的绝缘是否良好，如果绝缘损坏会造成短路，在短路区域形成局部过热，威胁机组的安全运行。

磁化试验以测定铁心单位质量的损耗，铁心轭部、齿部温升值参数来综合判断定子铁心的安装质量。

锦屏一级电站有6台单机容量为600MW的混流式水轮发电机组，定子铁心装配由机座、双鸽尾筋、托块、扇形片、拉紧螺杆、调整板等组成。

定子铁心在工地叠装，铁心外径φ13130mm，内径φ12000mm，铁心高度3250mm。

铁心沿轴向共分布67个通风槽，通风槽高度为6mm。

定子铁心整圆由42片扇形冲片组成，圆周共504槽。

2、发电机参数及试验参数发电机有关参数：额定容量：647.5 MW/700 MV A功率因数：0.925（滞后）额定电压：20kV额定电流：20207 A额定转速：142.9r/min定子铁心槽数：504 槽定子铁心外径：D外=1313cm定子铁心内径：D内=1200cm定子铁心长度：L=325cm定子铁心槽深：h=22.852cm铁心通风沟层数：n =67铁心通风沟高度：b=0.6cm定子冲片损耗：1.05（W/kg）（1 特斯拉时）铁心比重ρ：7.6t/m33、试验相关计算（1）励磁线圈安匝数计算Aω。

Aω=π（D 外-ha）·H≈8842（安匝）（2）计算励磁绕组匝数ω1。

ω1=U1/（e·）≈45（匝）计算励磁绕组电流I1（全电流）I1=Aω/ω1≈196.5（A）（3）需要的视在功率近似值为。

０ 引
言
生 呈 漩 涡 状 的感 应 电 流 （ 即 涡流 ） ，感 应 电流 在 铁 心
电 阻 上 产 生 的 损 耗 就 是 涡 流 损 耗 ； 剩 余 损 耗 是 指 除 磁 滞 损 耗 和 涡 流 损 耗 以 外 的 损 耗 ， 由 于 所 占 比重 较 小 ，可 忽 略 不 计 。试 验 时 ，定 子 铁 心 绕 若 干 励 磁 绕
ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ ｌ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｈ ｅ ｅ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｏ ｏ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｎ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ
ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ８ ０ ０ ＭＷ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｕ ｎ ｉ ｔ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｇ ｈ ｔ － ｂ ａ ｎ ｋ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｂ ａ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｓ ４ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ － ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｕ ｎ ｉ ｔ