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　　本文重點(diǎn)介紹由加拿大GE公司提供的發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗(yàn)的情況，并結(jié)合國內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)提出自己的觀點(diǎn)，從中可以看出國內(nèi)技術(shù)優(yōu)于國外。

　　定子鐵心；磁化試驗(yàn)；試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1概述劉家峽水電廠5號(hào)發(fā)電機(jī)組是我國自行設(shè)計(jì)、制造、安裝的第一臺(tái)30CMW定子、轉(zhuǎn)子雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電機(jī)組，1973年6月28日投入運(yùn)行，安全運(yùn)行28年為國家電力事業(yè)作出巨大的貢獻(xiàn)，也為雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。黃河泥沙磨蝕、機(jī)組老化，特別是發(fā)電機(jī)絕緣老化，水輪機(jī)空蝕磨損，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行具有一定的影響。所以對(duì)機(jī)組進(jìn)行整體容更換改造，從加拿大GE公司引進(jìn)320MW水輪發(fā)電機(jī)組。定子鐵心是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和GE公司發(fā)電機(jī)安裝規(guī)范在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行疊裝的，對(duì)定子鐵心疊裝質(zhì)量通過定子鐵心磁化試驗(yàn)來進(jìn)行檢查。發(fā)電機(jī)定子機(jī)座是在GE公司制造工廠將定子定位筋焊接安裝后，分4瓣運(yùn)到施工安裝現(xiàn)場，在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行疊裝的。

　　2發(fā)電機(jī)及定子有關(guān)參數(shù)21發(fā)電機(jī)基本電氣參數(shù)發(fā)電機(jī)型號(hào)：API額定容量：320MW額定電壓：18kV額定電流：11707A額定功率因數(shù)：0.9（滯后）額定頻率：50Hz定子連接方式：4Y 2.2發(fā)電機(jī)定子鐵心幾何尺寸及與試驗(yàn)相關(guān)參數(shù)定子鐵心外徑：D1=12395mm定子鐵心內(nèi)徑：D2=11557mm定子鐵心總高：L1=2131.06mm定子鐵心齒高：HC=146.41mm定子鐵心通風(fēng)溝數(shù)：n=54定子鐵心通風(fēng)溝寬度：b=4mm定子鐵心疊壓系數(shù)：K=0.95定子鐵心軛部總重量：G=148159kg定子鐵心有效長度：L=1819. 3mm定子鐵心軛部高度：H=272.59定子鐵心軛部截面積：S=495923mm2定子鐵心軛部平均直徑：Dav=121224mm定子鐵心允許溫升：25K鐵心材料導(dǎo)磁率：M17硅鋁鐵合金，=4 3定子鐵心磁化試驗(yàn)1試驗(yàn)?zāi)康陌l(fā)電機(jī)定子鐵心是由硅鋼片疊裝而成，由于制造安裝可能存在質(zhì)量不良，或在運(yùn)行中，由于熱和機(jī)械力的作用引起片間絕緣損壞，造成短路，在短路區(qū)域形成局部過熱，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。所以發(fā)電機(jī)在安裝交接時(shí)，需要對(duì)定子鐵心進(jìn)行磁化試驗(yàn)，以測定鐵心單位重量的損耗，同時(shí)測量鐵心軛部和齒部的溫度，檢查各部溫升是否超過規(guī)定值，從而綜合判斷鐵心片間絕緣是否良好。

　　3.2試驗(yàn)原理在定子鐵心圓周方向上均勻纏繞專用的勵(lì)磁線圈，通入工頻交變電流，使定子鐵心內(nèi)部產(chǎn)生約1.0T的交變磁通。那么定子鐵心及定子機(jī)座產(chǎn)生渦流與磁滯損耗，使定子鐵心發(fā)熱而溫度升高。利用在測量線圈中接入的瓦特表測量定子鐵心損耗，并用熱成像儀、預(yù)埋的溫度計(jì)和預(yù)埋的熱電偶同步測量定子鐵心中各個(gè)部位溫度及溫升，將測量結(jié)果與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，來判斷定子鐵心齒最高溫升、定子鐵心齒最大溫差、定子鐵心單位損耗是否超標(biāo)，定子鐵心是否存在局部過熱問題，進(jìn)一步判斷發(fā)電機(jī)定子鐵心疊裝質(zhì)量。

　　3.3試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB8564-88水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范和GE公司編制的劉家峽水電廠五號(hào)發(fā)電機(jī)安裝手冊(cè)的基礎(chǔ)上，制定出以下標(biāo)準(zhǔn)。

　　定子鐵心單位鐵損（磁通密度1.0T）―實(shí)測定子鐵心總損耗，W；定子鐵心軛部總重量，kg；實(shí)際磁通密度，T.標(biāo)準(zhǔn)：GE公司提供鐵心材料M17硅鋁鐵合金單位鐵損在（2）定子鐵心齒最高溫升（磁通密度1.0T）一最高鐵心齒溫度，鐵心初始溫度，c；實(shí)際磁通密度，T.標(biāo)準(zhǔn)：（3）定子鐵心齒最大溫差（磁通密度1.0T）一鐵心齒最高溫度，c―鐵心齒最低溫度，c實(shí)際磁通密度，T.標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)磁通密度1.0T，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間90min定子鐵心局部溫度超過定子鐵心平均溫度10C以上時(shí)，則認(rèn)為該部位具有過熱現(xiàn)象。

　�。�6）定子鐵心平均溫度超過定子機(jī)座溫度10C以上時(shí)，則應(yīng)立即停止鐵心磁化試驗(yàn)，防止損壞定子鐵心、定子機(jī)座。

　　4試驗(yàn)方法1鐵心磁化試驗(yàn)勵(lì)磁容量計(jì)算在勵(lì)磁線圈上施加試驗(yàn)電源：工頻50HzAC勵(lì)磁線圈匝數(shù)計(jì)算：f試驗(yàn)電源頻率，HzB鐵心軛部實(shí)際磁通密度，T；S定子鐵心軛部截面積，cm2.試驗(yàn)時(shí)實(shí)際取4匝。

　　勵(lì)磁線圈感抗計(jì)算：Xl=0.404n勵(lì)磁電流計(jì)算：測量線圈電壓計(jì)算：定子鐵心有功損耗：勵(lì)磁容量計(jì)算：1臺(tái)額定容量1000kVA變壓器。

　　2試驗(yàn)設(shè)備選擇試驗(yàn)電源變壓器選擇：變壓器型號(hào)：SL71⑴0/6額定容量：1000kVA額定電壓：6/0 4kV額定電流：96.2/1443.3A額定頻率：50Hz連接組別：Y/Y.一12相數(shù)：3相儀器、儀表、材料選擇在此不予以詳述。

　　4.3試驗(yàn)準(zhǔn)備、接線、試驗(yàn)方法4.3.1纏繞勵(lì)磁繞組發(fā)電機(jī)定子鐵心疊裝、緊壓完畢，具備鐵心磁化試驗(yàn)條件后，在定子鐵心上均勻纏繞專用的勵(lì)磁線圈。

　　為了使定子鐵心中產(chǎn)生的磁通密度分布均勻，采用8個(gè)并聯(lián)勵(lì)磁線圈均勻分布在定子鐵心圓周方向上。

　　絕緣銅芯軟電纟纜每個(gè)支路約通過125A電流，8個(gè)支路一端一起穿過150（/5A電流互感器，并接至變壓器低壓側(cè)C相母線，8個(gè)支路另一端一起接至變壓器低壓側(cè)A相母線。

　　纏繞勵(lì)磁線圈時(shí)，電纜要拉緊，并貼在鐵心齒表面上，不得放入鐵心槽內(nèi)，在鐵心棱角處加墊絕緣橡皮，提高絕緣強(qiáng)度。

　　4.3.2纏繞測量線圈纏繞測量線圈1匝，測量線圈采用1000V截面1.50mm2橡皮絕緣銅芯軟電纜。

　　測量線圈兩端接至測量回路中。

　　纏繞測量線圈時(shí)，電纜要拉緊，并貼在鐵心槽內(nèi)，緊貼槽底，包繞定子有效鐵心，不得包繞定子機(jī)座，在鐵心棱角處加墊絕緣橡皮，提高絕緣強(qiáng)度。

　　酒精溫度計(jì)布置沿著定子鐵心圓周方向上、中、下軛部和齒部均勻布置36個(gè)酒精溫度計(jì)。

　　4.3.4熱電偶布置在定子鐵心中部，定子槽底，沿著定子鐵心內(nèi)圓圓周方向均勻布置10個(gè)熱電偶。在定子機(jī)座中部的環(huán)板上，沿著定子鐵心外圓圓周方向均勻布置2個(gè)熱電偶。在鐵心中部，定子槽底，沿著定子鐵心外圓圓周方向均勻布置8個(gè)熱電偶。

　　5試驗(yàn)接線試驗(yàn)接線圖見，包括AC6000V電源斷路器，SL7― 1000/―0.4kV變壓器，電壓表，頻率表，8個(gè)并聯(lián)支路勵(lì)磁繞組，測量繞組。

　　4.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)劉家峽水電廠5號(hào)發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗(yàn)時(shí)間：2000年5月12日10時(shí)10分一遠(yuǎn)紅外成像儀測得溫度數(shù)據(jù)：試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間：90min鐵心初始溫度：19.0C最高齒溫：30.7°C最低齒溫：24. 4.5試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)測得實(shí)際單位鐵損2由于發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)原因，試驗(yàn)時(shí)勵(lì)磁線圈、測量線圈實(shí)際包繞了定子機(jī)座，使得定子鐵心單位損耗偏大，略大于1.9841W/g標(biāo)準(zhǔn)。

　　電位差計(jì)測得定子鐵心齒最高溫升（磁通密度結(jié)論：定子鐵心齒最高溫升小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定25IC電位差計(jì)測得定子鐵心齒最大溫差（磁通密度表1電氣參數(shù)記錄數(shù)據(jù)序時(shí)間試驗(yàn)頻率勵(lì)磁電壓U2勵(lì)磁電流11感應(yīng)電壓U.功率P號(hào)結(jié)論：定子鐵心齒最大溫差小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15K.表2實(shí)際磁通密度及單位鐵損序號(hào)時(shí)間實(shí)際磁通密度B（D遠(yuǎn)紅外成像儀測得定子鐵心齒最高溫升（磁通密度：L結(jié)論：定子鐵心齒最高溫升小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定25IC遠(yuǎn)紅外成像儀測得定子鐵心齒最大溫差（磁通結(jié)論：定子鐵心齒最大溫差小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15K（6）小結(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求，定子機(jī)座、定子鐵心定位筋、定子鐵心各緊壓螺桿等部位在試驗(yàn)期間無異�，F(xiàn)象，定子鐵心磁化試驗(yàn)合格。

　　表3電位差計(jì)測得溫度數(shù)據(jù)°C試驗(yàn)時(shí)間（min）位置序號(hào)鐵心內(nèi)圓中部布置機(jī)座環(huán)板12鐵心外圓中部布置鐵心平均溫度機(jī)座平均溫度5大型水輪發(fā)電機(jī)定子鐵心疊裝、鐵心磁化試驗(yàn)的一點(diǎn)感受隨著大型水輪發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量越來越大，對(duì)定子鐵心疊裝質(zhì)量的要求也越來越高。通過劉家峽5號(hào)發(fā)電機(jī)定子鐵心疊裝、鐵心磁化試驗(yàn)及國內(nèi)外大型水輪發(fā)電機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)，如果使得定子鐵心疊裝質(zhì)量優(yōu)良、鐵心磁化試驗(yàn)符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須嚴(yán)格控制各項(xiàng)施工工藝質(zhì)量規(guī)范技術(shù)要求，同時(shí)必須注意以下問題。

　　5.1定子鐵心疊裝工藝要求依據(jù)定子鐵心裝配圖紙和制造廠工藝手冊(cè)進(jìn)行疊片，先試疊沖片約2段，然后每張沖片放入兩個(gè)定位棒，進(jìn)行整形工作。這時(shí)應(yīng)檢查定位筋在沖片的鴿尾槽內(nèi)位置正確，鐵心外園表面平整均勻，同時(shí)檢查并調(diào)整下指壓板的位置，保證齒壓指與沖片齒相對(duì)正。正式疊片時(shí)，首先在定位筋鴿尾段薄薄地涂一層二硫化鉬，同時(shí)檢查每個(gè)鐵心段的高度，并預(yù)留鐵心高度壓縮量0.6mm，定子鐵心各段疊片高度誤差范圍允許值為為避免疊片過程中的差錯(cuò)，采用單人整圈順時(shí)針的疊片方法，層間順時(shí)針錯(cuò)開1/4沖片，同時(shí)保證每張沖片標(biāo)記方向一致。

　　報(bào)廢任何受損或有質(zhì)量問題的沖片和通風(fēng)槽片。

　　每個(gè)鐵心段至少測量兩次疊片后定子槽形尺寸。

　　在鐵心通風(fēng)溝位置，所有的通風(fēng)槽片的起始位置應(yīng)上下相互一致。

　　要保證在每個(gè)通風(fēng)槽片上放置一片齒部倒了角的沖片。

　　5.2定子鐵心預(yù)壓工藝要求每段鐵心疊片高度達(dá)到450mm左右時(shí)，安裝預(yù)壓工具對(duì)鐵心進(jìn)行預(yù)緊壓，同時(shí)對(duì)該段鐵心進(jìn)行整形檢查。每次預(yù)壓要測量鐵心內(nèi)徑、波浪度和鐵心長度尺寸，并做記錄以便以后調(diào)整疊片高度，緊壓時(shí)用4臺(tái)風(fēng)扳機(jī)隔90沿同一方向逐漸旋緊，直到用扭矩扳手檢查預(yù)緊力達(dá)到要求。

　　5.3鐵心最后緊壓在鐵心疊片距上端部約100mm時(shí)，進(jìn)行一次試壓以便保證鐵心最后堆疊高度在設(shè)計(jì)要求2131.13mm內(nèi)，即在90方向分別疊放與總高度要求一致的沖片進(jìn)行壓緊，高度確定后，拆除這些沖片，按要求堆疊沖片至預(yù)計(jì)高度，然后安裝上壓指板，調(diào)整好位置后進(jìn)行最后壓緊工作。

　　4定子鐵心的環(huán)氧涂覆處理該定子鐵心齒部粘接采用表面涂覆環(huán)氧粘合劑，利用其滲透性滲透到片間，固化后達(dá)到齒部粘接的目的。其方法是在鐵心表面用毛刷均勻涂覆一層環(huán)氧粘合劑，中部要求以滲入鐵心并不出現(xiàn)滴淌為準(zhǔn)，而上、下端部涂覆多層環(huán)氧粘合劑，直到不再出現(xiàn)滲入現(xiàn)象涂滿為止。注意，混合后的環(huán)氧粘合劑材料的使用期限不應(yīng)超過3~4h，在環(huán)氧粘合劑材料固化前應(yīng)將過多的粘合劑流淌部分擦去。

　　5.5質(zhì)量保證措施定子鐵心裝配工作質(zhì)量控制與檢查應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行施工班組技術(shù)員自檢，主管工程師復(fù)檢，檢查合格后提交質(zhì)量記錄，請(qǐng)監(jiān)理工程師最終驗(yàn)收，簽發(fā)合格證后進(jìn)行下道工序，嚴(yán)格對(duì)待施工的過程控制。嚴(yán)格按照制造廠提供的安裝工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及甲方認(rèn)可的施工方案組織生產(chǎn)施工。施工中所使用的器具、儀器、儀表應(yīng)符合計(jì)量要求，在檢定有效期內(nèi)。

　　6結(jié)論通過劉家峽水電廠5號(hào)發(fā)電機(jī)定子鐵心疊裝、鐵心磁化試驗(yàn)證明，只有嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各項(xiàng)工藝具體施工過程加強(qiáng)監(jiān)督力度，施行監(jiān)理制度，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量三級(jí)驗(yàn)收制度，才能保證各項(xiàng)工藝按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。進(jìn)行鐵心磁化試驗(yàn)時(shí)，在測量定子鐵心單位損耗的同時(shí)必須加強(qiáng)監(jiān)視和測量定子鐵心各個(gè)部位的溫度、溫升，只有這樣，才能做到全面監(jiān)控，保證鐵心磁化試驗(yàn)質(zhì)量。

　　如果只考核單位鐵損，定子鐵心局部產(chǎn)生嚴(yán)重過熱現(xiàn)象時(shí)，由于定子鐵心體積大，對(duì)單位鐵損不會(huì)產(chǎn)生明顯影響，所以，在測量單位鐵損的同時(shí)時(shí)時(shí)刻刻加強(qiáng)監(jiān)視和測量定子鐵心各個(gè)部位的溫度、溫升，是很有科學(xué)價(jià)值的。