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　　本文重點介紹由加拿大GE公司提供的發電機定子鐵心磁化試驗的情況，并結合國內的經驗提出自己的觀點，從中可以看出國內技術優于國外。

　　定子鐵心；磁化試驗；試驗標準1概述劉家峽水電廠5號發電機組是我國自行設計、制造、安裝的第一臺30CMW定子、轉子雙水內冷水輪發電機組，1973年6月28日投入運行，安全運行28年為國家電力事業作出巨大的貢獻，也為雙水內冷水輪發電機組的設計、制造、運行積累了豐富的經驗。黃河泥沙磨蝕、機組老化，特別是發電機絕緣老化，水輪機空蝕磨損，對機組的安全運行具有一定的影響。所以對機組進行整體容更換改造，從加拿大GE公司引進320MW水輪發電機組。定子鐵心是根據國家標準和GE公司發電機安裝規范在機坑內進行疊裝的，對定子鐵心疊裝質量通過定子鐵心磁化試驗來進行檢查。發電機定子機座是在GE公司制造工廠將定子定位筋焊接安裝后，分4瓣運到施工安裝現場，在機坑內進行疊裝的。

　　2發電機及定子有關參數21發電機基本電氣參數發電機型號：API額定容量：320MW額定電壓：18kV額定電流：11707A額定功率因數：0.9（滯后）額定頻率：50Hz定子連接方式：4Y 2.2發電機定子鐵心幾何尺寸及與試驗相關參數定子鐵心外徑：D1=12395mm定子鐵心內徑：D2=11557mm定子鐵心總高：L1=2131.06mm定子鐵心齒高：HC=146.41mm定子鐵心通風溝數：n=54定子鐵心通風溝寬度：b=4mm定子鐵心疊壓系數：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鐵心材料導磁率：M17硅鋁鐵合金，=4 3定子鐵心磁化試驗1試驗目的發電機定子鐵心是由硅鋼片疊裝而成，由于制造安裝可能存在質量不良，或在運行中，由于熱和機械力的作用引起片間絕緣損壞，造成短路，在短路區域形成局部過熱，威脅機組的安全運行。所以發電機在安裝交接時，需要對定子鐵心進行磁化試驗，以測定鐵心單位重量的損耗，同時測量鐵心軛部和齒部的溫度，檢查各部溫升是否超過規定值，從而綜合判斷鐵心片間絕緣是否良好。

　　3.2試驗原理在定子鐵心圓周方向上均勻纏繞專用的勵磁線圈，通入工頻交變電流，使定子鐵心內部產生約1.0T的交變磁通。那么定子鐵心及定子機座產生渦流與磁滯損耗，使定子鐵心發熱而溫度升高。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、預埋的溫度計和預埋的熱電偶同步測量定子鐵心中各個部位溫度及溫升，將測量結果與規定標準進行比較，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，定子鐵心是否存在局部過熱問題，進一步判斷發電機定子鐵心疊裝質量。

　　3.3試驗標準在中華人民共和國國家標準GB8564-88水輪發電機組安裝技術規范和GE公司編制的劉家峽水電廠五號發電機安裝手冊的基礎上，制定出以下標準。

　　定子鐵心單位鐵損（磁通密度1.0T）―實測定子鐵心總損耗，W；定子鐵心軛部總重量，kg；實際磁通密度，T.標準：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；實際磁通密度，T.標準：（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實際磁通密度，T.標準：試驗磁通密度1.0T，試驗持續時間90min定子鐵心局部溫度超過定子鐵心平均溫度10C以上時，則認為該部位具有過熱現象。

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

　　4試驗方法1鐵心磁化試驗勵磁容量計算在勵磁線圈上施加試驗電源：工頻50HzAC勵磁線圈匝數計算：f試驗電源頻率，HzB鐵心軛部實際磁通密度，T；S定子鐵心軛部截面積，cm2.試驗時實際取4匝。

　　勵磁線圈感抗計算：Xl=0.404n勵磁電流計算：測量線圈電壓計算：定子鐵心有功損耗：勵磁容量計算：1臺額定容量1000kVA變壓器。

　　2試驗設備選擇試驗電源變壓器選擇：變壓器型號：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：3相儀器、儀表、材料選擇在此不予以詳述。

　　4.3試驗準備、接線、試驗方法4.3.1纏繞勵磁繞組發電機定子鐵心疊裝、緊壓完畢，具備鐵心磁化試驗條件后，在定子鐵心上均勻纏繞專用的勵磁線圈。

　　為了使定子鐵心中產生的磁通密度分布均勻，采用8個并聯勵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支路約通過125A電流，8個支路一端一起穿過150（/5A電流互感器，并接至變壓器低壓側C相母線，8個支路另一端一起接至變壓器低壓側A相母線。

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

　　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，電纜要拉緊，并貼在鐵心槽內，緊貼槽底，包繞定子有效鐵心，不得包繞定子機座，在鐵心棱角處加墊絕緣橡皮，提高絕緣強度。

　　酒精溫度計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個酒精溫度計。

　　4.3.4熱電偶布置在定子鐵心中部，定子槽底，沿著定子鐵心內圓圓周方向均勻布置10個熱電偶。在定子機座中部的環板上，沿著定子鐵心外圓圓周方向均勻布置2個熱電偶。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個熱電偶。

　　5試驗接線試驗接線圖見，包括AC6000V電源斷路器，SL7― 1000/―0.4kV變壓器，電壓表，頻率表，8個并聯支路勵磁繞組，測量繞組。

　　4.4試驗數據劉家峽水電廠5號發電機定子鐵心磁化試驗時間：2000年5月12日10時10分一遠紅外成像儀測得溫度數據：試驗持續時間：90min鐵心初始溫度：19.0C最高齒溫：30.7°C最低齒溫：24. 4.5試驗結果試驗測得實際單位鐵損2由于發電機定子結構原因，試驗時勵磁線圈、測量線圈實際包繞了定子機座，使得定子鐵心單位損耗偏大，略大于1.9841W/g標準。

　　電位差計測得定子鐵心齒最高溫升（磁通密度結論：定子鐵心齒最高溫升小于標準規定25IC電位差計測得定子鐵心齒最大溫差（磁通密度表1電氣參數記錄數據序時間試驗頻率勵磁電壓U2勵磁電流11感應電壓U.功率P號結論：定子鐵心齒最大溫差小于標準規定15K.表2實際磁通密度及單位鐵損序號時間實際磁通密度B（D遠紅外成像儀測得定子鐵心齒最高溫升（磁通密度：L結論：定子鐵心齒最高溫升小于標準規定25IC遠紅外成像儀測得定子鐵心齒最大溫差（磁通結論：定子鐵心齒最大溫差小于標準規定15K（6）小結試驗數據符合規范要求，定子機座、定子鐵心定位筋、定子鐵心各緊壓螺桿等部位在試驗期間無異�，F象，定子鐵心磁化試驗合格。

　　表3電位差計測得溫度數據°C試驗時間（min）位置序號鐵心內圓中部布置機座環板12鐵心外圓中部布置鐵心平均溫度機座平均溫度5大型水輪發電機定子鐵心疊裝、鐵心磁化試驗的一點感受隨著大型水輪發電機的單機容量越來越大，對定子鐵心疊裝質量的要求也越來越高。通過劉家峽5號發電機定子鐵心疊裝、鐵心磁化試驗及國內外大型水輪發電機制造經驗，如果使得定子鐵心疊裝質量優良、鐵心磁化試驗符合規范和標準規定，必須嚴格控制各項施工工藝質量規范技術要求，同時必須注意以下問題。

　　5.1定子鐵心疊裝工藝要求依據定子鐵心裝配圖紙和制造廠工藝手冊進行疊片，先試疊沖片約2段，然后每張沖片放入兩個定位棒，進行整形工作。這時應檢查定位筋在沖片的鴿尾槽內位置正確，鐵心外園表面平整均勻，同時檢查并調整下指壓板的位置，保證齒壓指與沖片齒相對正。正式疊片時，首先在定位筋鴿尾段薄薄地涂一層二硫化鉬，同時檢查每個鐵心段的高度，并預留鐵心高度壓縮量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，采用單人整圈順時針的疊片方法，層間順時針錯開1/4沖片，同時保證每張沖片標記方向一致。

　　報廢任何受損或有質量問題的沖片和通風槽片。

　　每個鐵心段至少測量兩次疊片后定子槽形尺寸。

　　在鐵心通風溝位置，所有的通風槽片的起始位置應上下相互一致。

　　要保證在每個通風槽片上放置一片齒部倒了角的沖片。

　　5.2定子鐵心預壓工藝要求每段鐵心疊片高度達到450mm左右時，安裝預壓工具對鐵心進行預緊壓，同時對該段鐵心進行整形檢查。每次預壓要測量鐵心內徑、波浪度和鐵心長度尺寸，并做記錄以便以后調整疊片高度，緊壓時用4臺風扳機隔90沿同一方向逐漸旋緊，直到用扭矩扳手檢查預緊力達到要求。

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

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

　　5.5質量保證措施定子鐵心裝配工作質量控制與檢查應嚴格執行施工班組技術員自檢，主管工程師復檢，檢查合格后提交質量記錄，請監理工程師最終驗收，簽發合格證后進行下道工序，嚴格對待施工的過程控制。嚴格按照制造廠提供的安裝工藝、質量標準及甲方認可的施工方案組織生產施工。施工中所使用的器具、儀器、儀表應符合計量要求，在檢定有效期內。

　　6結論通過劉家峽水電廠5號發電機定子鐵心疊裝、鐵心磁化試驗證明，只有嚴格執行各項工藝規范標準，對各項工藝具體施工過程加強監督力度，施行監理制度，嚴格執行質量三級驗收制度，才能保證各項工藝按照規范標準進行。進行鐵心磁化試驗時，在測量定子鐵心單位損耗的同時必須加強監視和測量定子鐵心各個部位的溫度、溫升，只有這樣，才能做到全面監控，保證鐵心磁化試驗質量。

　　如果只考核單位鐵損，定子鐵心局部產生嚴重過熱現象時，由于定子鐵心體積大，對單位鐵損不會產生明顯影響，所以，在測量單位鐵損的同時時時刻刻加強監視和測量定子鐵心各個部位的溫度、溫升，是很有科學價值的。