水轮发电机电气试验研究及与相关规程讨论分析

郑世昌 常富

【摘要】在水电站，水轮发电机是必不可少的动力设备，电气试验关乎水轮发电机安装质量。在建设水电站过程中，试验人员必须做好水轮发电机电气试验工作，准确把握相关规程，促使安装的水轮发电机处于安全、稳定运行中。

【关键词】水轮发电机；电气试验；相关规程；讨论；分析

随着社会经济持续发展，能源危机日渐加重，我国水电站建设项目日渐增加。在水电站建设过程中，水轮发电机扮演着关键性角色，试验人员必须综合分析多方面因素，优化电气试验工作，结合相关规程，全方位仔细检查安装的水轮发电机，避免存在隐患问题，最大化提高安装质量以及水电站运行经济效益。

一、定子铁芯磁化

在开展电气试验过程中，试验人员要客观分析水轮发电机性能、特征等，从不同角度入手进行电气试验以及规程讨论，定子铁芯磁化便是其中之一。试验人员要根据水轮发电机定子铁芯磁化各方面情况，明确电气试验具体内容，即有效面积、励磁线圈，先要根据相关公式，准确计算定子铁芯高度，结合定子铁芯叠压系数等，明确定子铁芯长度，准确计算定子铁芯有效面积。在此基础上，试验人员要准确把握定子铁芯的安匝数，客观分析对定子铁芯励磁电缆界面、试验电源容量二者具体影响程度，进行合理化选择，提高定子铁芯安全性能的基础上，降低这方面电气试验成本。一般来说，定子铁芯安匝数比较大，开展的定子铁芯电气试验也具有更高的安全性，但会增加电气试验成本，试验人员必须控制好安匝数。随后，在选择励磁线圈过程中，试验人员要准确把握定子铁芯励磁电缆数值，不能超过导线定电流相关数值范围，要具有较好的安全性、绝缘性，进行合理化的电气试验，最大化提高定子铁芯磁化电气试验工作质量。

在单位铁损方面，我国这方面很多规程都要求单位铁损规定要和生产厂家吻合，也就是说，如果发电站的水轮机组定子铁芯要进行必要的现场叠压，生产厂家要根据具体情况，明确对应的控制数值。需要注意的是：在安装过程中，安装人员一定要准确把握定子铁芯相关计算，避免单位铁损超过规定范围，最大化提高定子铁芯安装质量。

二、机组定子

当下，由于受到某些因素影响，和国外相比，我国定子绕组交流耐压标准有着本质上的区别。在定子耐压试验过程中，试验人员要准确把握这点，客观分析各方面存在的问题，比如，容量、电流电压保护，客观分析水轮发电机耐压设备类型以及机组所具有的安全性，要准确把握其谐振情况，尽可能采用串联类型的谐振耐压设备，确保应用到定子整体试验中的耐压设备具有较好的综合性能，便于提高定子耐压试验质量，提高定子整体试验质量。在此基础上，试验人员要科学测量定子绕组绝缘电阻，明确一系列关键性参数，比如，绝缘电阻参数、极化指数，特别是极化指数，这是因为在电气试验过程中，其不易受到多方面因素影响，比如，温度，可以在一定程度上提高水轮发电机机组定子电气试验结果准确率。此外，在定子绕组直流耐压方面，我国根据具体情况，制定了相关规定，明确提出安装的水轮发电机有必要进行这方面的试验，可以及时发现水轮发电机存在的隐患问题，有效防止在开展交流耐压试验工作中出现各类故障问题，确保机组定子交流耐压试验顺利进行。随后，试验人员可以根据机组定子直流与交流耐压试验具体情况，以直流耐压试验为基点，明确水轮发电机组绝缘性能以及受潮具体情况，进一步优化开展的电气试验，从根本上提高机组定子试验结果准确率。

三、转子磁极

就水轮发电机而言，转子磁极电气试验的进行是非常必要的。当下，我国根据水轮发电机转子磁极情况，明确了其绝缘电阻测量要求，200V为励磁电压分界点，如果小于200V，要巧妙利用1000V兆的欧表；如果大于200V，要利用2500V兆欧表。在耐压方面，我国也对制定了相关标准，即10倍励磁电压，这就要求试验人员要借助2500V兆欧表，准确测量转子磁极的绝缘电阻，要随时监督绝缘电阻，避免出现放电现象，有效提高转子磁极在绝缘电阻方面测量的准确率。在测量转子磁极交流阻抗方面，试验人员要进行合理化测量，充分发挥其多样化作用，比如，明确转子磁极匝短路故障。在规程方面，试验人员在开展测量工作前后都需要测量磁极的交流阻抗，对比、分析测量结果，看其是否存在较大差异性。在安装好水轮发电机磁极之后，试验人员还要再次开展相关测量工作，对比、分析磁极交流阻抗方面一系列测量结果，确保水轮发电机磁极安装前后的交流阻抗数值都在规定范围内。此外，如果安装结束之后，测量过程中存在问题，试验人员要客观分析一系列影响因素，准确把握出现的匝间短路等问题，结合打磨厚度、加垫厚度等，进行合理化处理，

四、结语

总而言之，在水电站运行过程中，水轮发电机的安全、稳定运行尤为重要。试验人员要根据水轮发电机性能、特征等，科学结合相关规程，科学开展电气试验，准确把握水轮发电机定子铁芯磁化、转子磁極等情况，优化完善水轮发电机安装环节，有效提高安装质量，促使地区水电站处于高效运行中，具有较好的整体效益，不断促进地区经济协调发展。

参考文献：

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作者简介：

第一作者：郑世昌，「1958-」，男，水利部长春机械研究所咨询处处长，从事水利工程机械设备设计和机电设备及金属结构制造监理工作。

第二作者：常富，「1963」，男，水利部长春机械研究所副所长，从事水利工程机械设备设计和机电设备及金属结构制造监理工作。