发电机定子铁芯损耗试验方案讲解.docx
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发电机定子铁芯损耗试验方案讲解
发电机定子铁芯损耗试验
施工方案
批准:
初审:
编制:
设备管理部
2015年01月14日
发电机定子铁芯损耗
试验方案
一、施工项目简介
我厂发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-600-2YH型汽轮发电机，发电机采用内部氢气循环，定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组氢气内冷的冷却方式。
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，必须进行铁芯损耗试验。
二——、工^方^案
1、施工准备
1.1物资准备
序号
名称
数量
单位
1
试验电缆120mm2
130
米
2
电流表
1
块
3
电压表
1
块
4
功率表
1
块
1.2人员准备
哈尔滨电机厂现场服务人员负责密封垫更换工作，设备管理部电气专业人员配合。
1.3机械设备准备
根据现场实际情况，准备扳手、螺丝刀、热成像仪等。
2、施工万案
2.1试验原理
在发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取励磁磁感应强度为1〜1.4T,铁芯在交变磁通中
产生涡流和磁滞损耗，铁芯发热，温度很快升高。
同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的局部涡流，温度急剧上升，从而找出过热点。
试验中用红外线测温仪测出定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线热成像仪扫描查找定子铁芯局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。
把测量、计算结
果与设计要求相比较，来判断定子铁芯的制造、安装整体质量
2.2试验接线图
W1:
励磁绕组
W2测量绕组
A:
测量绕组电流表
W测量绕组功率表
V2:
测量绕组电压表
2.3试验标准
2.3.1《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-1996），励磁磁通密度为1.4T（特斯拉）下持续时间为45min,齿的最高温升不得超过25C,齿的最大温差不大于15C,单位铁损不得超过该型号硅钢片的允许值（一般在1T时为2.5W/kg）.
2.3.2《电力设备交接和预防性试验规程》（大唐集团公司Q/CDT107001-2005）,磁密在仃下齿的最高温升不大于25C,齿的最大温差不大于15C,单位损耗不大于1.3倍参考值。
在磁密为1T下的持续试验时间为90min,在磁密为1.4T下的持续时间为
45min。
2.4试验参数
2.4.1发电机参数
型号：
QFSN-600-2YHG
额定容量：
667MVA
额定功率：
600MW
额定电压：
20KV
定子电流：
19245A
励磁电流：
4128A
励磁电压：
421.8V
额疋频率：
50HZ
功率因数：
0.9
接线方式：
丫丫
定子重量：
300T
转子重量：
66.5T
生产厂家：
哈尔滨电机厂
2.4.2发电机参数与计算
发电机参数
定子铁芯长度L=630cm
定子铁芯外径Da=267.335cm
定子铁芯内径D1=131.6cm
定子铁芯间隙数Ns=95
定子铁芯间隙宽度bs=0.6cm
定子铁芯线棒槽高hz=15.964cm
定子铁芯线棒槽宽bz=4.573cm
定子铁芯单位体积重量r=7.65kg/cm3
波兰硅钢片型号：
A270-60-50，铁芯在B=1.4T磁密时，磁化力为H=3.6安匝/cm试验电压取自#7机3kVII段，E=3150Vf=50HZ
定子铁芯有效长度Lfe=K（L-Nsbs）
=0.94（630-95X0.6）
=538.62cm
定子铁芯有效宽度ha=0.5X（Da-D1）-hz
=0.5X（267.335-131.6）-15.964
=51.9035cm
定子铁芯有效面积S=LfeXha
=538.62X51.9035
=27956.26317cm2
定子铁芯的重量G=n（Da-ha）Sr
-3
=3.14X（267.335-51.9035）X27956.26317X7.65X10
=146209.365kg
励磁线圈匝数的计算
感应电压：
E=4.44WfBS
4
3150S0
4.44501.427956.26317
〜3.6
取励磁线圈匝数4匝
测量线圈匝数
励磁线圈电流计算
励磁电流匸WDH
W1
=3.14X（267.335—51.9035）X3.6
4
=608.8A
励磁线圈导体截面选择：
电流密度原则上不大于5安/mm2导线截面得应大于120mm2
励磁容量计算
在电源容量足够大的前提下，单侧励磁电源容量为：
S0=U1I1=3.15X608.6=1917.09KVA
如果用一台三相变压器作为励磁电流，则三相变压器的容量至少为：
S1=3S0=1.732X1917.09=3320.39KVA
我厂启备变3kV侧容量为6000KVA容量足够，可用启备变作励磁电源。
2.5试验方案
根据以上计算，我厂根据现有材料，发电机铁芯损耗试验选用电压等级为3KV选
取3KVII段#8机3kVII段备用电源开关80BBD12为励磁电源开关，用启备变作为励磁变压器。
另选一根测量两芯电缆，耐电压1KV截面积在1.5mn2皆可，在定子绕一圈，接测量仪表。
2.5.1试验前应对励磁电缆进行交流耐压试验，电压3KV1分钟合格后，才能进行
电缆敷设，电缆送电前检查电缆绝缘电阻。
2.5.2检查所有铁芯螺栓均在规定的紧固力矩下；检查定子内、通风槽沟内、上下端部等处不应有铁磁性物质遗留；用吸尘器清理定子内外、沟槽等处的灰尘和杂质；将定子基座并用50mm2裸铜线与接地网可靠连接。
2.5.3试验前停运发电机定冷水系统。
2.5.4试验前应测试发电机定子绕组的绝缘电阻，确认绕组无接地故障。
2.5.5试验前将发电机出线、中性点出线处软连接拆除，并用50mm裸铜线与接地
网可靠连接。
2.5.6试验电源取自#8机3kVII段备用电源开关80BBD12的A、C两相。
2.5.7将#8机3kVII段备用电源开关80BBD12停电，摇至隔离位。
合上开关接地刀闸。
然后将#8机3kVII段备用电源开关电缆拆除。
2.5.8将励磁电缆缠绕在发电机定子上4匝之后经发电机北侧窗户引至8B高厂变3kV共箱母线（先将8B高厂变3kV共箱母线进线开关侧和8B厂变出现处母线拆除1米以上的母线，留出足够的间隔），通过8B高厂变3kV共箱母线，引至#8机3kV配电间8B高厂变3kV工作进线母线处，再通过20米10kV电缆引自#8机3kVII段备用电源开关，接在开关A、C两相。
2.5.9控制电缆从13.7米平台经发电机励侧碳刷小间处至汽机房6.9米，通过电缆桥架，接入#8机3kVII段备用电源开关80BBD12
2.5.10电气保护人员将#8机3kVII段备用电源开关80BBD12开关控制方式改为在13.7米处试验地点实现合跳控制。
2.5.11电气保护人员将开关保护装置参数设置完成，开关传动试验合格，速断定值
按1.75倍额定电流进行设定，试验额定电流600A,速断时间3S,退出开关差动保护。
2.5.12测温用红外热成像仪与测温仪应保证良好。
2.5.13操作人员、记录人员、监视人员固定专人专位，按照数据记录表格作好初始数据记录。
2.5.14将励磁线圈与测量线圈成90度角绕在铁芯周围，并按试验接线图接好线，并测励磁线圈、测量线圈绝缘电阻。
2.5.15在集控室记录#8发电机铁芯压指温度测点4个（MKA10CT251252、243、244）、磁屏蔽温度测点4个（MKA10CT253254、245、246）、端部铁芯温度测点8个
（MKA10CT247-25、255-258）、中部铁芯温度测点8个（MKA10CT259-266。
2.5.16准备好红外测温仪和红外成像仪，测量铁芯初始温度和室温。
2.5.17合上#8机3kVII段备用电源开关80BBD12观察定子铁芯振动状况，全面检查定子铁芯各部状况，当出现冒烟、火花、严重异常响声时，应立即停电检查原因。
2.5.18通电后无异常，所有数值与计算值差距不大时，调节分接头位置实现所需磁密（1.2T），即开始试验。
2.5.19通电10min后无上述异常现象时，观察各仪表指示状况；均在正常情况下即可用红外热成像仪和红外点温计测量定子各部温度，确定铁芯最热点和最冷点，同时检查铁芯齿部有无松动现象。
2.5.20进行90min的试验，每隔10min记录一次数值和各测量表计数值。
在试验过程中，应随时检查铁芯各部位发热情况，如发现有新的过热点，应及时纪录，如有发现冒烟或发红现象，应立即停止试验，并对冒烟或发红处作好记号并及时处理。
2.5.2190min的试验正常后，断开电源，检查定子机座焊缝、定位筋与机座各焊缝应无裂纹，螺杆应无松动，拆除试验连线及激磁绕组、测量绕组等缆线，清除定子铁芯机座等灰尘杂质。
2.5.22试验数据记录
从0—90min,每10min记录一次；分别记录励磁电压、励磁电流、感应电压、铁损、平均铁芯温度、平均机座温度。
各部位温度通过热电偶进行测量，主要部位为铁芯压指、端部铁芯和中段铁芯。
分别填入相应的表格。
2.5.23数据处理及结果分析
1）磁通密度折算到1.4T（Tesla）时的铁损计算。
2）试验时磁通密度的实际值
B1=Up^
4.44fSW1
式中：
Upt:
测量线圈感应的电压值。
W1:
励磁绕组的匝数。
S:
定子铁芯有效面积。
3）定子铁芯磁轭部单位铁损△PFe
2
△PFe=（PFe/G）*（1/B1）（W/kg）
式中：
PFe：
功率表W的测量值，即实测总铁损。
G:
定子铁芯重量。
4）最高齿温差△t1（C）
2
△t1=（t1-⑵*（1/B1）
式中：
t1:
最高齿温。
t2:
最低齿温。
温差不应超过15C。
5）铁芯最高温升△t2（C）
2
△t2=（t3-⑵*（1/B'）
式中：
t3:
最高铁芯温度或齿温。
t2:
铁芯初温。
温差不应超过25C。
2.5.24试验结果分析依据：
1）单位铁损△PFe>2.58W/kg即为不合格。
2）铁芯齿部相互间的温差△t1>15C即为不合格
铁芯最高温升△t2>25°C即为不合格。
施工组织措施
1、施工组织机构
1.1设备管理部负责人：
职责：
（1）负责工程的整体协调工作。
（2）负责各施工现场的质量抽查工作。
（3）负责各施工现场的安全措施抽查工作。
1.2设备管理部项目负责人：
职责：
（1）负责工程的整体协调工作。
（2）负责各施工现场的质量抽查工作。
（3）负责各施工现场的安全措施抽查工作。
（4）负责施工人员岗前培训和考核。
1.3设备管理部专业点检员:
职责:
（1）负责施工现场的总体协调工作。
（2）负责施工现场的质量巡检工作。
（3）负责施工队安全防范措施和安全设备的检查工作。
（4）收集施工现场的工程资料。
（5）负责现场突发事件的处理。
（6）按照《施工方案》的流程安排施工。
（7）施工结束后填写《竣工报告》。
1.4外委单位施工负责人：
职责：
（1）负责本队人员的工作分工，确保本队人员按质按量按时完成施工任务。
（2）负责监管本队人员严格按照施工技术措施进行施工。
（3）负责施工过程中本施工队的安全自查和质量自查。
（4）负责带领本施工队按照《作业指导书》的流程进行施工。
1.5外委单位安全负责人：
职责：
（1）负责监督现场施工各队按照《国家电网电业安全工作规程》电力变电部分及发工方有关规定进行施工。
（2）负责制定安全施工措施，并征求甲方安监部门的意见。
负责监管施工人员严格遵守甲方的厂规厂法及各项安全管理制度，并组织进行入厂安全教育。
（3）负责在施工前进行宣读工作票和工作许可手续并在施工中严格监督各施工队执行情况。
（4）负责监督全体施工人员了解和遵守工作票危险点控制措施、补充安全措施的安全要求。
（5）负责在施工前对所有参加施工人员进行安全技术交底，明确停、带电设备、施工范围、施工任务、技术要点、施工人员职责，并随机抽问施工人员至其回答无误为止。
1.6外委单位质量负责人：
职责：
（1）负责整个项目的质量技术监督。
（2）负责各方面的技术交底、技术工作协调、资料汇编等工作。
（3）负责指导监督施工人员严格按照施工技术措施进行施工。
（4）负责随时抽查施工质量，做好监控指挥。
1.7外委单位工作成员：
职责：
（1）严格遵守阳城电厂各项安全管理制度，进行入厂“三级教育”培训工作。
（2）了解和遵守工作票危险点控制措施、安全措施的安全要求。
（3）严格按照施工技术要求进行施工。
2、施工进度计划及节点
施工准备：
2015年02月-2015年03月
施工阶段：
2015年03月-2015年03月
施工验收：
2015年04月-2015年05月
四、施工技术措施
1、编制依据及引用标准
1.1哈尔滨电机厂厂家图纸及技术资料
1.2《预防电力生产事故的二十五项反措》
1.3《电力设备交接和预防性试验规程》（Q/CDT107001-2005）
2、施工技术要求
2.1励磁磁通密度为1.4T（特斯拉）下持续时间为45min,齿的最高温度不得超过25C,齿的最大温差不大于15C,单位铁损不得超过该型号硅钢片的允许值（一般在1T时为2.5W/kg）.
2.2磁密在1T下齿的最高温升不大于25T，齿的最大温差不大于15C，单位损耗不大于1.3倍参考值。
在磁密为1T下的持续试验时间为90min,在磁密为1.4T下的持续时间为45min。
3、施工质量要求
3.1试验前应对励磁电缆进行交流耐压试验，电压3KV1分钟合格后，才能进行电
缆敷设，电缆送电前检查电缆绝缘电阻。
3.2检查定子内、通风槽沟内、上下端部等处不应有铁磁性物质遗留；用吸尘器清理定子内外、沟槽等处的灰尘和杂质；将定子基座并用50mm裸铜线与接地网可靠
连接。
3.3试验前将发电机出线、中性点出线处软连接拆除，并用50mm2裸铜线与接地网
可靠连接。
3.4将励磁线圈与测量线圈成90度角绕在铁芯周围，并按试验接线图接好线，并测
励磁线圈、测量线圈绝缘电阻。
3.5通电后无异常，所有数值与计算值差距不大时，调节分接头位置实现所需磁密
（1.2T），即开始试验。
4、施工验收要求
4.1单位铁损△PFe>2.58W/kg即为不合格。
4.2铁芯齿部相互间的温差△t1>15C即为不合格。
铁芯最高温升△t2>25°C即为不合格。
五、施工安全措施
1、严格执行公司《工作票操作票管理标准》，检修工作必须办理工作票，施工、试验人员应具备必要的业务技能，熟悉《电力安全工作规程》火电厂动力部分和变电站发电厂电气部分相关内容。
2、工程开工前必须办理工作票，且相关负责人（包括工作负责人，工作许可人、点检员、安全员、专业主管等）要共同去现场检查所做的安全措施布置情况，并进行安全交底，做好事故预想，施工过程中相关负责人要随时检查安全作业情况。
3、铁损试验属于大型电气试验，涉及的电气设备和部门较多，为保证试验顺利进行需成立试验组，统一安排、组织、协调、指挥试验工作。
试验组由哈尔滨电机厂，
阳城电厂组成。
4、工器具：
4.1带入发电机现场使用的工具必须是合格工具，并经检验，活口扳手应电焊点住，在发电机膛内工作禁止使用活扳手。
4.2发电机所用工具要有专用标记和编号并在发电机出入登记表上登记，进入发电
机内的人员应进行登记，并作记录。
4.3工作人员使用工具时，发生损坏，要向保管员讲明。
4.4使用电动工器具必须配用漏电保护器。
4.5清点所有专用工具齐全，检查合适，试验可靠。
4.6现场和工具柜工具、零部件放置有序，拆下的零部件必须妥善保管好并作好记号以便回装。
4.7当天检修任务结束后一定要将检修所用照明电源断掉。
5、人员：
5.1工作人员进入工作现场，必须保持良好的精神状态。
5.2各项工作内容、工作人员及劳动保护用品落实到每个人。
5.3每天开工前工作负责人向作业组成员交代安全注意事项，并进行组内分工，并
且进行安全、技术交底工作结束后总结当天的安全工作情况。
5.4发电机检修现场设置围栏，无关人员禁止入内，参加发电机检修的工作人员必须固定。
发电机检修现场谢绝参观人员进入。
6、设备损坏：
6.1进入发电机定子内部工作时，任何人员一律穿专用连体服和软底鞋，连体服应无口袋，纽扣和金属拉锁、金属部件，工作鞋上无金属部件、鞋底纹络浅薄，不允许连体服内套工作服，严禁把与工作无关的东西带进定子内部，在进入发
电机内工作前，检查脚底是否沾有异物，或套好鞋套。
6.2进入发电机工作，严禁踩绝缘引水管，测温线。
6.3进入发电机定子所使用的工器具等，进时要登记，出时要核对，数量必须准确，损坏的物品其各部件必须寻找、拼凑齐全。
工作完毕后还要逐一清点核对，不得遗失。
较小的工具可在其尾部缚上彩带，以便于寻找。
6.4工作人员在工作过程中，如出现工器具、备件等脱落或丢失，必须如实报告。
为了保护定子铁芯和线圈绝缘，定子膛内包括绕组端部必须铺放厚度为3mm
以上的橡胶垫。
6.5检修结束后必须对端部线圈的夹缝，上下渐伸线之间作详细检查，以防金属杂物遗留在发电机内。
6.6建立严格的检修现场管理制度，防止锯条、螺钉、螺母、工具等金属杂物遗留在定子内部。
六、文明施工措施
1、遵守安规，遵守阳城电厂的各项规章制度。
2、设备标示牌检修后不能有丢失、短缺、损坏等现象，所修设备完好无损，铭
牌标志齐全、规范，做到设备谁检修，谁负责。
3、每日工作结束后，应做到“完工、料尽、场地清”。
4、作业人员要严格执行各项措施，加强职业道德，干精品活，做文明人。
5、对安监人员提出的要求和建议，要虚心听取，接受，并改正，禁止顶撞安监人员。
哈尔滨电机厂
HEMW
汽轮发电机实验报告
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定子铁损实验
产品名称：
发电机产品型号：
QFS-600-2YHG
1、试验状态：
发电机大修后
2、有关尺寸：
L=630cmDa=267.335cmD1=131.6cmhz=15.964cmbs=0.6cmNs=95
3、计算：
LFe=K（L-Nsbs）=538.62cmha=0.5（Da-D1）-hz=51.9035cm
S=LFeha=27956.26317cm2G=n（Da-ha）Sr=146209.365kg
IW=n（Da-ha）H=2435.24A
（其中B=1.4T,r=7.65kg/cm3,H=3.6A/cm）
4、实验数据：
\项目时间、、
f
I
U
B=U
4.44fQWX10-4
P
P1
△PFe
室温
Hz
A
V
T
W
W
W/kg
C
10min
20min
30min
40min
50min
60min
70min
80min
90min
5、热像仪检测报告
读数时间
铁芯齿部最高温度
相邻部位正常温度
温差K
结果
10min
20min
30min
40min
50min
60min
70min
80min
90min
6、试验结果：
硅钢片牌号
P平均
A270-60-50△tmax△tmin
（W/kg）
△t=tmax-tmin
标准
2.58
5.0
实验值
7、试验结论：
试验人员：
试验日期：
监理：
日期：
审定：
日期：
升级会员 