CN206990758U - 一种发电机定子铁损实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种发电机定子铁损实验装置,包括缠绕在发电机定子铁芯上的三组励磁绕组、一组测量绕组和两组电容绕组,及三台变频器和两台电容器;三组励磁绕组各自连接到对应的变频器绕组,各变频器连接到三相电源;测量绕组两端接电压表;两组电容绕组各自连接到对应的电容器;还包括测温电阻,测温电阻一端埋到定子铁芯里面,另一端接到电脑探测器。本实用新型采用变频技术来进行铁损试验,很好的利用谐振原理,与常规定子铁损试验相比,大大减少试验总电源要求及励磁电缆的截面积;同时减弱了试验过程中的振动,减轻了现场试验劳动强度,提高了试验效率,降低了危险因素。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机定子铁损实验装置。
背景技术
某水电站包括3台混流式机组,单机容量90MW,最大输出功率94.35MW和1台最大容量为5.31MW的灯泡贯流式机组,电站总装机27.53万千瓦,多年平均发电量1190GWh。该水电站3台混流式机组发电机定子绕组型式为条形叠绕组,上层下层线棒共计1392根,696槽,并联4支路,56极,绕组节距11布置。定子额定电压10.5Kv,绕组绝缘等级为F级,绕组上、下端各布置一条端箍,线棒端部绝缘采用绝缘盒灌胶工艺。下线装配及附件安装完成后,定子总重量约为170t,定子总起吊重量约为227t。
定子铁损试验是发电机大型试验项目之一,试验前必须作大量的计算工作和准备工作。该水电站现场工业用电是33KV***,试验电源已有条件只能采用400V***。若采用常规办法,励磁电缆截面积需采用400A,试验电源功率需选用大于850KVA以上变压器。因试验电源偏大、电缆截面积偏大、试验过程中的振动较大无法控制、现场实施试验劳动强度大等因素困扰着该项试验的实施。
实用新型内容
针对上述问题,本实用新型的目的在于提供一种能够减少试验总电源要求,减小励磁电缆的截面积,同时减弱试验过程中的振动,减轻现场试验劳动强度,提高试验效率,降低危险因素的发电机定子铁损实验装置。技术方案如下:
一种发电机定子铁损实验装置,包括缠绕在发电机定子铁芯上的三组励磁绕组、一组测量绕组和两组电容绕组,及三台变频器和两台电容器;三组励磁绕组各自连接到对应的变频器绕组,各变频器连接到三相电源;测量绕组两端接电压表;两组电容绕组各自连接到对应的电容器;还包括测温电阻,测温电阻一端埋到定子铁芯里面,另一端接到电脑探测器。
进一步的,所述三组励磁绕组分三个区域缠绕,每个区域缠绕12圈,由两个6圈组成;所述两组电容绕组分两个区域对称缠绕,每个区域缠绕18圈,由两个9圈组成。
更进一步的,所述励磁绕组与变频器绕组间还设有电流互感器。
更进一步的,还包括用于查找局部过热点及辅助测温的红外线测温仪。
本实用新型的有益效果是:本实用新型采用变频技术来进行铁损试验,很好的利用谐振原理,与常规定子铁损试验相比,大大减少试验总电源要求及励磁电缆的截面积;同时减弱了试验过程中的振动,减轻了现场试验劳动强度,提高了试验效率,降低了危险因素;且各项试验数据准确可靠,为今后采其它电站定子铁损试验采用变频技术提供很好的参考。
附图说明
图1为本实用新型发电机定子铁损实验装置的接线原理图。
图2为本实用新型发电机定子铁损实验装置各绕组分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图1所示,一种发电机定子铁损实验装置,包括缠绕在发电机定子铁芯上的三组励磁绕组、一组测量绕组和两组电容绕组,及三台变频器和两台电容器;三组励磁绕组各自连接到对应的变频器绕组,各变频器连接到三相电源;测量绕组两端接电压表;两组电容绕组各自连接到对应的电容器;还包括测温电阻,测温电阻一端埋到定子铁芯里面,另一端接到电脑探测器。励磁绕组与变频器绕组间还设有电流互感器。
试验时,在叠装完成的发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组,绕组中通入交流电流,使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通,从而在铁芯中产生涡流和磁滞损耗,使铁芯发热。如果铁芯中片间绝缘受损或劣化,这一部分将产生较大的涡流,温度很快就会升高。
在铁芯上缠绕测量绕组以便测量其感应电压,并计算出铁芯轭部总的有功损耗。根据测量结果与设计要求比较,来判断定子铁芯的制造、安装质量。本次试验设备的电源电压为400V。
本实施例用测温电阻测量定子铁芯的温度,计算出温升及温差;需要在定子铁芯内测不同位置放置T1和T2两个测温电阻,测温电阻一端埋到定子铁芯里面,另一端接到电脑探测器。用红外线测温仪查找局部过热点及辅助测温;红外线测温仪不与其他设备连接,单独使用。
本实施例采用隶属于美国GE公司旗下的瑞士ALSTOM发电机总部的试验设备,试验连接电容器绕组分2个区域对称缠绕,每个区域缠绕18圈;连接变频器绕组分3个区域,每个区域缠绕12圈。试验变频器3台,电容器2台,对称布置,电容器作为无功功率补偿。如图2所示,连接电容器绕组分2个区域对称缠绕,每个区域缠绕18圈,由两个9圈组成;电容器箱传送大量的磁化电流。连接变频器绕组的励磁绕组分3个区域,每个区域缠绕12圈,由两个6圈组成;线圈之间均匀缠绕即可。三个变频器单元的输出同时工作,一个主动,两个从动,提供一个正弦电流。这些数据被另外一台设备计量并记录下来。
变频器采用ABB生产的ACS变频器,电压1200V,电流2250A,电容6×1.0mF,补偿功率2700KVA,频率50HZ,电流互感器6000A/5A,电压互感器1200V/100V。
1、实验要求如下:
1)首先接好线,然后按照表1顺序试验,试验时间为10分钟并观察,如果正常则继续试验,1#机,按照45HZ频率一共持续试验了100分钟,按照50HZ频率一共试验了20分钟。试验数据见表1。
表11#机试验数据
2)在实际试验过程中若发现振动较大,可采取降低试验频率,增加试验时间。1#定子频率为45HZ,磁通密度1.25T,试验时间120min,2#、3#定子频率选为40HZ、磁通密度为1.25T、试验时间120min。
3)从变频器到定子绕组的电缆应尽量缩短;可减少电缆对地的电容量以及减少干扰的发射源。
4)事先在变频器盘柜内设置相应的频率值,同时变频器本体应与电站的接地网可靠连接,并在变频器内设置过载、过流保护值,且直流侧电容的耐压大于900V和交流侧电容的耐压值大于450V。
5)为确保数据采集精准,避免干扰,测量绕组与动力电源的距离必须大于50cm以上,同时环境温度应小于40℃;环境湿度小于85%。
2、试验注意事项:
1)励磁电缆应采用耐压(1kV)的单股多丝铜橡胶电缆绕制,在电缆与定子铁芯及轭部凸棱处绕制时,应垫软质绝缘保护层,试验接线及表计的极性应正确,励磁绕组应均匀地绕制在定子铁芯周围,先松,待调整均匀,垫完绝缘后再紧固。线圈应在进出线对侧的中间布置,且不能与铁芯接触,应垫绝缘保护材料。
2)试验中检查定子膛内各部温度时,应穿绝缘鞋,不得用双手同时直接触摸铁芯,以防触电.膛内及工作人员不得带有金属物件。
3)试验中如果发现铁任何一处温度超过规定值(一般为105℃),或个别地方发热厉害,甚至冒烟或发红时,应立即停止试验.找出原因,并消除后再试验。
4)在读取各部分的有关参数时,应尽量同时读取,并在每隔10分钟读一次.迅速计算其有关温升,温度,及单位损耗。
5)在试验现场,应安装电源开关的分/合闸的控制,遇到紧急情况可方便操作以减少损失.定子铁芯的基础与地要牢固且外壳必须要与电站的接地***连接可靠,接地线应是裸露的,且接触良好。
3、试验结果
试验结果,最大铁芯损耗小于1.43W/kg,即单片硅钢片损耗的1.3倍,铁芯齿部和轭部最大温升差值均小于25℃,铁芯齿部和轭部最大温差均小于15℃。均满足相关标准规定指标,发电机定子铁损试验合格。试验过程中无局部过热,铁芯片间绝缘良好。定子铁损试验合格,铁芯叠装的质量合格。
Claims (4)
1.一种发电机定子铁损实验装置,其特征在于,包括缠绕在发电机定子铁芯上的三组励磁绕组、一组测量绕组和两组电容绕组,及三台变频器和两台电容器;三组励磁绕组各自连接到对应的变频器绕组,各变频器连接到三相电源;测量绕组两端接电压表;两组电容绕组各自连接到对应的电容器;还包括测温电阻,测温电阻一端埋到定子铁芯里面,另一端接到电脑探测器。
2.根据权利要求1所述的发电机定子铁损实验装置,其特征在于,所述三组励磁绕组分三个区域缠绕,每个区域缠绕12圈,由两个6圈组成;所述两组电容绕组分两个区域对称缠绕,每个区域缠绕18圈,由两个9圈组成。
3.根据权利要求1所述的发电机定子铁损实验装置,其特征在于,所述励磁绕组与变频器绕组间还设有电流互感器。
4.根据权利要求1所述的发电机定子铁损实验装置,其特征在于,还包括用于查找局部过热点及辅助测温的红外线测温仪。
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CN112083231A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-15 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院 | 一种能减小合闸冲击电流的发电机定子铁心损耗试验装置 |
WO2023179153A1 (zh) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 西安热工研究院有限公司 | 降低试验冲击电流的发电机铁心损耗试验***及方法 |
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