水轮发电机定子铁芯试验作业指导书(18)

编写：李 茫

审核：李铁军 水轮发电机定子铁芯试验 批准：赵显忠 作业指导书

1.目的和范围

发电机定子铁芯由硅钢片叠合组装而成。由于制造过程中可能存在的质量不良，可引起片间绝缘损坏，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，在铁芯叠片完成后，按照规范需要对定子铁芯进行铁损试验，以测定铁芯单位质量的损耗，测量铁轭和齿的温度，检查各个部分的温什是否超过规定值，从而综合判断铁芯片间的绝缘是否良好。

本作业指导书适用于水轮发电机定子铁芯试验。 1. 措施和方法

有关试验前的计算

计算采用的定子铁芯各部尺寸，如图所示。 1. 定子铁芯轭部截面S的计算

(1-1) SLhLKL1nb(1-2) DD(1-3) h12h2CD1hiD2h定子铁芯各部尺寸示意图 式中 L —定子铁芯有效长度（m）；

h —定子铁芯轭部高度（m）；

K—定子铁芯叠压系数，硅钢片片间用漆绝缘的取0.93～0.95；

L1—定子铁芯总长（m）； n —定子铁芯通风沟数；

b ——定子铁芯通风沟宽（m）；

L1b版号：A/Q 文件编号：SQAQ-DQ-SY-2003-18 生效日期：2003年9月1日 页 码： 第 2 页 共 5 页

(1-4)

式中U2 ——励磁线圈电源电压（V）； f ——试验电源频率 （Hz）；

B ——试验时铁芯轭部磁通密度（1T）； S ——定子铁芯轭部截面 （m2）

根据上面计算结果，可得出励磁线圈匝数。

计算得出励磁线圈匝数较多，考虑线圈本身的电压降，为保持1T的磁密，Nr可比计算值少1～2匝。 3. 励磁线圈的电流I(A)及功率Pr的计算

DH （1-5） Iav0Nr DavD1h

式中 Dav——定子铁芯的平均直径（m）；

H0——单位长度的安匝数，磁通密度在1T时，取（2～2.7）×102安匝/m；

所以，根据公式可得出励磁线圈电流，根据计算的结果，励磁线圈导线截面按每平方毫米（铜芯）不大于3A的电流密度选择。

4. 测量线圈电压的计算

E4.44fBSW2

2.1铁损试验接线图：

D1——定子铁芯外径（m）； D2——定子铁芯内径（m）； hc ——定子铁芯齿高（m）。 2. 励磁线圈Wr匝数Nr的计算

U2 Nr4.44fSB版号：A/Q 文件编号：SQAQ-DQ-SY-2003-18 生效日期：2003年9月1日 页 码： 第 3 页 共 5 页

abV1WmWrfab－测量线圈 cd－励磁线圈AWV2cU~d 上图为一般接线图，现场实际进行试验时，计算出匝数后，可以采用并联绕线也可采用串连绕线，具体情况可视当时材料或产生的磁通来考虑。比如：当励磁电缆截面不够理想时，可以采用电焊钳电缆进行绕接，采用并联方式，在定子圆周上等分3～4个部分进行绕接，可以达到试验的效果，若电缆线径足够，则可以在定子圆周上等分几个部分进行串连绕接，同样达到试验效果。测量线圈可分布在磁通比较均匀的地方进行绕接，通常测量线圈感应的电压能够满足功率表的测试电压即可。 2.2试验程序：

接通电流进行试验，持续时间90分钟 放置温度计 按接线图接线正确 铁芯清扫 工器具测量仪表 电源材料的选择 定子铁芯叠压完工 准备工作 版号：A/Q 文件编号：SQAQ-DQ-SY-2003-18 生效日期：2003年9月1日 页 码： 第 4 页 共 5 页

2.3试验前工器具、材料和试验设备的准备工作 2.3.1试验电源和设备的选择 2.3.2电流互感器和交流电流表 2.3.3交流电压表 2.3.4频率表

2.3.5低功率因数瓦特表 2.3.6半导体点温计（100℃）

2.3.7洒精式温度计（100℃），或热电偶温度计（配电位差计）。 2.3.8试验时励磁线圈和测量线圈用橡皮电缆。 2.4试验步骤

2.4.1定子铁芯装压合格并检查铁芯内部没有无关的其它铁磁材料和杂物。 2.4.2按试验接线图接线， 接线应正确牢固。

2.4.3在定子铁芯轭部、齿部均匀放置温度计、读取起始温度并作记录。 2.4.4合上励磁电源，10分钟后用红外测温装置循检定子铁芯，在试验过程中，经常检查各处发热情况，如有过热点应即时安装温度计，进行监视，观察所有温度计指示，最高温度不超过45℃。

2.4.5试验持续时间磁通1特斯拉情况下90分钟，每隔10分钟读取各温度计指示值一次，并做记录。

2.4.6记录各表计指示数值，以及试验日期，环境温度，电机型号等有关数据。

2.5试验结果分析和质量要求

2.5.1试验时的铁损及温度应折算至10000高斯。

2.5.2齿（铁芯）的最高温升应符合制造厂家要求，一般不应超过25℃，相应之间最大温差，不得超过15℃。否则铁芯应折除重装。 2.5.3单位铁损应符合制造厂家的规定。 2.5.4检查定子铁芯压紧螺栓应无松动现象。

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2.5.5试验应在制造厂家现场技术人员指导和监督下进行。

2.6注意事项

（1） 励磁线圈应用绝缘导线绕制，导线与铁芯、定子机壳凸棱处应

垫具有足够强度的绝缘材料。 （2） 试验过程中检查定子膛内各部温度时，应穿绝缘鞋，不得用双

手同时直接接触铁芯，以防止触电。膛内不得存放金属物件。 （3） 对于定子膛内温度，可用酒精温度计，严禁使用水银温度计。

放置温度计时，应使其测温端处于最低位置并紧贴被测点，测点处应用保温材料包裹。 （4） 试验中如果发现铁芯（包括埋入电阻元件的测量值）任何一处

温度超过规定值（一般为105℃），或个别地方发热厉害，甚至冒烟发红时，应立即停止试验。

3.引用或相关文件：

3.1国标《电力设备交接验收试验标准》GB50150—91

3.2设备资料

4.职责

5.1试验班组长：负责发电机定子铁芯试验的人员设备组织、协调工作，组织质量自检、做好试验记录，对本班组的质量和安全负责。

5.2试验员：负责发电机定子铁芯试验的具体操作，并做好本项工作的各种试验记录，对自己的工作质量负责。