CN101303394A - 水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置及方法。其特点是它包括有380伏400－800安独立电源、缠绕在定子铁芯上的励磁线圈、缠绕在定子铁芯上的二次测量线圈、与二次测量线圈并联的电压表、与二次测量线圈串连的功率表和与功率表串连的电流互感器及电流表，所述的缠绕在定子铁芯上的励磁线圈的两端直接与所述的独立电源相接，另一个电压表与所述的励磁线圈相并联。本发明由于采用了直接用电厂的380V、50Hz的交流电源进行水轮发电机组发电机定子铁芯励磁时的损耗试验，给容量大的水轮发电机组的发电机在电站做铁芯试验提供了一种经济、实用的方法，既解决了大容量调压器运输难的问题、又节约了购买大容量调压器的资金。

Description

水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置及方法

技术领域

本发明属于一种水轮发电机组实验装置，特别是涉及一种水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置及方法。

背景技术

水轮发电机组发电机定子铁芯的功率损耗试验是定子装配过程中不可缺少的一项检查措施。目前定子铁芯的这项试验是利用专门缠绕的励磁线圈，通以工频交流电，使之在铁芯内部形成交变的磁通(接近饱和状态，一万高斯)，使铁芯中绝缘老化的部分产生较大的涡流，温度很快升高，然后用温度表测出各部温升，同时利用功率表测出励磁时的损耗，根据测量结果，计算出铁芯单位重量所损耗的功率，将其与标准进行比较，来判断定子铁芯有无故障存在。为了便于结果的比较，要用1万高斯的磁通密度和50HZ的交流电流。在水轮发电机组制造厂内，可以通过铁芯的各种参数计算出1万高斯时应加入的电压、电流，然后用调压器给定，而在电站现场进行装配的这样的定子容量都比较大，这就给定子铁芯试验造成困难，因为，第一、一般调压器不能满足电压、电流的需要，若要购置容量大的调压器，则需要大量资金。第二，调压器的容量越大，它的外形体积就越大，给运输造成困难，长时间的运输颠簸还会造成调压器零件的损坏，缩短其使用寿命。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供了一种利用电站现有的条件进行水轮发电机组定子铁芯单位损耗试验的水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：它包括有380伏400-800安独立三相电源、缠绕在定子铁芯上的励磁线圈、缠绕在定子铁芯上的二次测量线圈、与二次测量线圈并联的电压表、与二次测量线圈串连的功率表和与功率表串连的电流互感器及电流表，所述的缠绕在定子铁芯上的励磁线圈的两端直接与所述的独立三相电源中的两相相接，另一个电压表与所述的励磁线圈相并联。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述的缠绕在定子铁芯上的励磁线圈的两端直接与所述的独立三相电源中的A、C两相相串接。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用电站现有的条件和上述装置进行水轮发电机组发电机定子铁芯单位损耗试验的水轮发电机组发电机定子铁芯试验方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：它包括有以下步骤：

当所述的独立三相电源给定一个输出功率时，测量所述的二次测量线圈两端的实际电压值；

在定子铁芯的各种参数条件下，计算当定子铁芯通过1万高斯时所述的二次测量线圈两端的计算电压值；

根据所述的二次测量线圈两端的计算电压值和实际电压值之比的平方与二次测量线圈实际输出的功率的乘积得到磁通密度为1万高斯时定子铁芯的损耗功率；进而所述的损耗功率与定子铁芯计算重量之比即为定子铁芯的单位损耗。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用了直接用电厂的380V、50Hz的交流电源进行水轮发电机组发电机定子铁芯励磁时的损耗试验，通过计算定子铁芯励磁为1万高斯时二次测量线圈两端的计算电压值和检测二次测量线圈两端的实际电压值两者之比的平方与二次测量线圈实际输出的功率的乘积得到磁通密度为1万高斯时定子铁芯的损耗功率的装置和方法，给容量大的机组在电站做铁芯试验提供了一种经济、实用的方法，即解决了大容量调压器运输难的问题、又节约了购买大容量调压器的资金。

附图说明

图1是本发明的构成示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，由电站提供的一个50HZ、380V、以及400、600或800A的独立电源，把专门缠绕在发电机定子3上的励磁线圈1直接接到380V电源的A、C两相形成励磁回路；在发电机定子3上缠绕的二次测量线圈2的两端接功率表W的电压接线端；电流互感器CT的两端接功率表W的电流接线端。电压表V与二次测量线圈2的两端并联，电压表V1与励磁线圈1的两端并联。

利用图1所示装置进行的水轮发电机组发电机定子铁芯单位损耗的试验方法如下：

当50HZ、380V、以及400、600或800A的独立三相电源给定输出功率时，测量所述的二次测量线圈2两端的实际电压值U_2实际；

在定子铁芯的各种参数条件下，计算当定子铁芯通过1万高斯时所述的二次测量线圈两端的计算电压值U_2计算；

根据所述的二次测量线圈两端的计算电压值U_2计算和实际电压值U_2实际之比的平方与二次测量线圈实际输出的功率P_实的乘积得到磁通密度为1万高斯时定子铁芯的损耗功率P；进而损耗功率P与定子铁芯计算重量G_J之比即为定子铁芯的单位损耗ΔP。即：

P＝P_实×(U_2计算÷U_2实际)²

其中U_2计算-通过定子铁芯各种参数计算出的1万高斯时的二次电压(二次测量线圈2电压)的数值；

U_2实际-通过磁通密度不等于1万高斯时电压表里二次电压的实际数值，既当独立三相电源给定为50HZ、380V以及400、600或800A时电压表V里二次电压的实际数值；

P-磁通密度为1万高斯时的功率；

则铁芯的单位损耗为        P/G_j＝ΔP(w/kg)

其中G_J-为定子铁芯计算重量；

    ΔP-为铁芯的单位损耗。

将计算结果与定子铁芯试验标准进行比较即可判断定子铁芯有无故障存在。例如：22000KW定子铁芯试验的计算方法为：

铁芯外径DI＝645cm  冲片槽深hs＝12.66cm  硅钢片牌号：50W290

铁芯内径Di＝600cm  叠压系数Kfe≥0.96

铁芯总长Lt＝120cm

1.铁芯有效长度：Lfe＝Kfe.Lt＝0.96×120＝115.2cm

2.铁芯轭高：hj＝(DI-Di)/2-hs＝645-600/2-12.66＝9.84cm

3.铁芯轭部截面积Aj＝Lfe。hj＝115.2×9.84＝1133.57cm²

4.铁芯轭部平均直径Djcp＝DI-hj＝645-9.84＝635.16cm

5.铁芯轭部重量Gj＝Djcp.Aj.r×3.14×10^-3＝17182.04Kg

6.每匝二次电压(测量线圈)u2＝222×Aj×10^-4＝222×1133.57×10^-4＝25.2V

二次测量线圈匝数W2＝4

二次测量线圈电压：25.2×4＝100.8V

7、励磁线圈匝数W1：W1＝U1/4.44×f×Aj×10^-4＝380/4.44×50×1133.57×10^-4

                   ＝15(匝)

U1为电站提供的电源电压380V

8、励磁电流I：I＝(3.14×Djcp×aw)/W1＝(3.14×635.16×1.5)/15＝199.4A

注：r-硅钢片比重在铁芯试验规范中查

aw-定子铁芯轭部单位长度所需的安匝数，一般取aw＝1.3-2.4(At/cm)

二次测量线圈实际电压值U_2实际＝94V

输出功率实极值P_实＝18900W

P＝P_实×(U_2计算÷U_2实际)²

＝18900×(100.8÷94)²

＝21733.3W

单位损耗：ΔP＝P/Gj＝21733.3÷17182.04＝1.265(W/Kg)

注：大型交流电机定子铁芯试验规范中按硅钢片牌号查出

ΔP≤1.5W/kg为合格。

Claims (3)

1.一种水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置，它包括有380伏400-800安独立三相电源、缠绕在定子铁芯上的励磁线圈、缠绕在定子铁芯上的二次测量线圈、与二次测量线圈并联的电压表、与二次测量线圈串连的功率表和与功率表串连的电流互感器及电流表，其特征是：所述的缠绕在定子铁芯上的励磁线圈的两端直接与所述的独立三相电源中的两相相接，另一个电压表与所述的励磁线圈相并联。

2.根据权利要求1所述的水轮发电机组发电机定子铁芯试验装置，其特征是：所述的缠绕在定子铁芯上的励磁线圈的两端直接与所述的独立三相电源中的A、C两相相串接。

3.一种用于权利要求1或2装置的水轮发电机组发电机定子铁芯试验方法，其特征是：它包括有以下步骤：

当所述的独立三相电源给定一个输出功率时，测量所述的二次测量线圈两端的实际电压值；

在定子铁芯的各种参数条件下，计算当定子铁芯通过1万高斯时所述的二次测量线圈两端的计算电压值；

根据所述的二次测量线圈两端的计算电压值和实际电压值之比的平方与二次测量线圈实际输出的功率的乘积得到磁通密度为1万高斯时定子铁芯的损耗功率；进而所述的损耗功率与定子铁芯计算重量之比即为定子铁芯的单位损耗。

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