水洛河流域固滴电站1号机组定子铁损试验

王燕龙， 华 超， 杨 浪

（四川凉山水洛河电力开发有限公司， 四川 成都 615800）

1 概述

固滴水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县境内，为金沙江左岸一级支流水洛河“一库十一级”梯级开发方案中的第六个梯级电站，该电站装有3台46 MW的混流式机组。

定子由机座、铁芯、绕组等组成，其中定子机座分2瓣制造和运输，在工地组焊后进行叠片、下线。定子铁芯采用高导磁、低耗、优质硅钢片叠压而成，冲片两面涂F级绝缘漆，定子铁芯高1 400 mm，全圆由18张冲片叠成，叠片厚度0.5 mm，其设计内径为Ф4 300 m，外径为Ф4 980 mm。

2 铁损试验

2.1 发电机主要技术参数

固滴电站1号发电机主要技术参数如表1所示：

表1 固滴电站1号机组主要技术参数

2.2 试验准备计算

2.2.1 励磁线圈匝数计算

1）定子铁芯有效长度L：

2）定子铁芯轭部高度：

3）定子铁芯轭部截面积S：

4）励磁线圈匝数 W1：

式中：U1为励磁线圈电源电压，V；f为试验电源频率，Hz；S 为定子铁芯轭部截面积，m2；，B 为铁芯磁通密度，T，取 1 T。

考虑到漏磁以及线路压降，励磁线圈匝数W1取6匝。

2.2.2 励磁电流计算

1）铁芯轭部平均直径

Dav=（D1-hc）=（5 000-229）=4 771 mm.

2）励磁电流

式中：H0为单位长度安匝数，磁密在1 T时，取1.6，安匝/cm。

2.2.3 励磁绕组电缆截面积计算

式中：SL为励磁绕组电缆截面积，mm2；β为电缆载流量，取 5 A/mm2。

考虑安全裕量，试验采用120 mm2的软电缆。

2.2.4 测量线圈匝数确定

当定子铁芯轭部磁通密度为1 T时，单匝测量线圈感应电动势e：

e=4.44BSf=04.44×1×0.2454×50=54.5 V.

试验现场采用的150 V的电压表，考虑便于读数，测量线圈匝数W2取2匝。

则定子铁芯轭部磁通密度为1 T时，测量线圈感应电压E2=2×54.5=109 V。

2.2.5 试验实际磁通密度计算

式中：U2为试验时线圈实际测量电压。

2.2.6 铁芯重量

2.3 试验接线

励磁绕组沿铁芯均匀缠绕，共6匝线圈，每隔60°机械角一匝，经冷却器下部穿过，测量绕组在励磁绕组进线端相差90°时集中绕2匝，励磁绕组和测量绕组要可靠绝缘，绕组间和绕组对地（铁芯）的绝缘电阻用1 000 V兆欧表测量不低于100 ΜΩ,接线图如图1所示。

图1 试验接线图

2.4 试验步骤

第一，检查所有试验设备的接线正确。第二，确认电源稳定，试验电源电控柜和空载分合空气开关动作最后可靠。第三，操作、记录、观察人员各就其位，试验人员记录各温度计的原始温度及所在位置。第四，试验指挥下令合上电源，监视试验仪表，观察定子铁芯振动情况，全面检查定子铁芯各部有无异常，如出现冒烟、火花、严重异常声音时，应立即跳闸查明原因后方可再进行试验，如无任何异常试验正式开始，同时记录时间。第五，试验开始时，记录初始电气数据，然后现场核算定子铁芯实际磁通密度是否在0.9～1 T间，如果在此范围，继续试验；如果小于此值，则停止试验，调整励磁线圈匝数，重新核算定子铁芯磁通密度，到满足要求为止。第六，开始试验后，每隔30 min，由指挥下令统一记录一次铁芯温度及各试验仪表的读数。试验过程中对整个定子铁芯内表面进行循环探测。试验过程中发现的局部热点用红外线测温计来校核测量温度，如出现冒烟、火花、发红、严重异常声音时，应立即跳闸查明原因后方可再进行试验。第七，试验正常进行90 min后，指挥下令跳开断路器，结束试验，待确定试验结果后，再断开远方开关，并拆除接线。第八，定子铁损试验全面结束后，检查定子机座与定位筋各焊缝应无裂纹，螺杆应无松动[1]。

2.5 试验数据分析

定子铁芯轭部单位铁损实测值1.09 W/kg，小于标准值1.15 W/kg；最大铁芯温升实测值8.8 K，小于标准值25 K；定子铁芯最高齿温差4.9 K，小于标准值15 K；试验过程中和试验结束后检查定子各焊缝、机座、压紧螺杆、铁片均无异常，铁芯磁振动声音正常。

所以，判断1号机组定子铁芯质量合格。

3 结语

定子铁损试验是现场叠片的发电机必须进行的一项大型电气试验，设备及人力投入多，试验准备工作繁琐，严谨的理论计算及试验仪器、仪表选用是保证铁芯损耗试验成功进行的前提。本文是对现场试验后的技术提炼，以固滴电站1号机组的实际情况，详细介绍了铁芯试验的目的、原理、试验准备计算、试验过程以及试验数据的分析及判断方法，可以作为该类型机组定子铁芯损耗试验的技术参考。