CN112505543A - 一种大型发电机铁损检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型发电机铁损检测系统和方法。该大型发电机铁损检测系统和方法，通过采用励磁电缆，只需要在定子铁芯上缠绕1匝就可以对大型发电机是否存在铁损进行检测，具有操作简单、检测效率高已经检测安全性高等特点。并且，采用两台汽机变电压源能够进一步降低操作难度，提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及发电机损伤检测技术领域，特别是涉及一种大型发电机铁损检测系统和方法。
背景技术
传统的发电机铁损试验方法是在发电机定子上缠绕大量线圈，加压后，定子铁芯中会产生涡流和磁滞损耗而发热。然后测量发电机绕组的有功损耗及铁芯温度，计算得到铁芯损耗与温升，从而判断发电机铁芯是否有隐患缺陷。但对于大型发电机，由于其体积太大，导致所耗费的线材较多，线圈绕制数量达千匝，检测过程较为繁琐，在实验过程中还存在安全隐患。并且在检测现场必须配备专用试验变压器、控制柜、测量表计等试验设备，才能够完成检测。因此，现有技术针对大型发电机进行铁损检测的过程存在着操作繁琐、安全性低、检测效率低等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型发电机铁损检测系统和方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种大型发电机铁损检测系统，包括：第一汽机变A、第二汽机变B、开关K、第一励磁电源线、第二励磁电源线和第三励磁电源线；
所述第一汽机变A的A相接口与所述第一励磁电源线的一端连接；所述第一励磁电源线的另一端与所述开关K的第一接口连接；所述第二励磁电源线的一端与所述开关K的第二接口连接；所述第二励磁电源线的另一端与所述第二汽机变B的C相接口连接；所述第一汽机变A的C相接口与所述第二汽机变B的A相接口均接地；所述第三励磁电源线穿过待检测大型发电机的定子，且所述第三励磁电源线的一端与所述开关K的第三接口连接，所述第三励磁电源线的另一端与所述开关K的第四接口连接。
优选的，所述第一汽机变A和所述第二汽机变B均为电源变压器。
优选的，所述第一汽机变A的型号和所述第二汽机变B的型号相同。
优选的，所述第一励磁电源线、所述第二励磁电源线和所述第三励磁电源线均为380V电缆。
一种大型发电机铁损检测方法，应用于上述大型发电机铁损检测系统中；所述铁损检测方法包括：
获取待检测大型发电机中定子铁芯的初始温度；
闭合开关K后，在设定时间间隔后获取所述定子铁芯的电流、定子铁芯不同位置处的温度以及铁芯损耗值；
循环执行“在设定时间间隔后获取所述定子铁芯的电流、不同位置处的温度以及铁芯损耗值”，直至达到设定时间后，根据所获取的所述定子铁芯不同位置处的温度确定定子铁芯的温升值和温差值，根据所述铁芯损耗值确定所述定制铁芯的单位损耗值；
获取温升阈值、温差阈值以及单位损耗阈值；
根据所述温升阈值和所述温升值、所述温差阈值和所述温差值以及所述单位损耗阈值和所述单位损耗值确定所述定子铁心是否发生损坏。
优选的，所述设定时间间隔为10分钟。
优选的，所述设定时间为90分钟。
优选的，所述温升阈值为25摄氏度。
优选的，所述温差阈值为15摄氏度。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的大型发电机铁损检测系统和方法，通过采用励磁电缆，只需要在定子铁芯上缠绕1匝就可以对大型发电机是否存在铁损进行检测，具有操作简单、检测效率高已经检测安全性高等特点。并且，采用两台汽机变电压源能够进一步降低操作难度，提高安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的铁损检测系统与待检测大型发电机间的连接关系图；
图2为本发明提供的大型发电机铁损检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种具有操作简单、检测安全系数高和检测效率高等优点的大型发电机铁损检测系统和方法。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的铁损检测系统与待检测大型发电机间的连接关系图，如图1所示，一种大型发电机铁损检测系统，包括：第一汽机变A、第二汽机变B、开关K、第一励磁电源线、第二励磁电源线和第三励磁电源线。
第一汽机变A的A相接口与第一励磁电源线的一端连接。第一励磁电源线的另一端与开关K的第一接口连接。第二励磁电源线的一端与开关K的第二接口连接。第二励磁电源线的另一端与第二汽机变B的C相接口连接。第一汽机变A的C相接口与第二汽机变B的A相接口均接地。第三励磁电源线穿过待检测大型发电机的定子，且第三励磁电源线的一端与开关K的第三接口连接，第三励磁电源线的另一端与开关K的第四接口连接。
上述各部件的连接关系实质为：一条励磁电源接线由第一汽机变A低压侧的A相接口接出，经开关K接入发电机定子中间(见图1)，穿过定子再经开关K接到第二汽机变B低压侧的C相接口，再将第一汽机变A低压侧的C相接口与第二汽机变B低压侧的A相接口连接，使得两台汽机变的低压侧串接使用。在检测过程中，要求将第一汽机变A和第二汽机变B的中性点接地，以保证第一汽机变A和第二汽机变B间的绕组绝缘电压不超压。
其中，在图1中，第一励磁电源线、第二励磁电源线和第三励磁电源线实质为一条励磁电源线，其优选采用380V电缆。
第一汽机变A和第二汽机变B均优选为型号相同、容量相同、连接组别也相通的电源变压器。
本发明还对应提供了一种大型发电机铁损检测方法，其应用于上述大型发电机铁损检测系统中。如图2所示，该铁损检测方法包括：
步骤100：获取待检测大型发电机中定子铁芯的初始温度。
步骤110：闭合开关K后，在设定时间间隔后获取定子铁芯的电流、定子铁芯不同位置处的温度以及铁芯损耗值。其中，设定时间间隔优选为10分钟
步骤120：循环执行“在设定时间间隔后获取定子铁芯的电流、不同位置处的温度以及铁芯损耗值”，直至达到设定时间后，根据所获取的定子铁芯不同位置处的温度确定定子铁芯的温升值和温差值，根据铁芯损耗值确定定制铁芯的单位损耗值。其中，设定时间优选为90分钟。
步骤130：获取温升阈值、温差阈值以及单位损耗阈值。温升阈值优选为25摄氏度。温差阈值优选为15摄氏度。
步骤140：根据温升阈值和温升值、温差阈值和温差值以及单位损耗阈值和单位损耗值确定定子铁心是否发生损坏。
下面提供一个具体实施案例进一步说明本发明的方案，本发明具体实施案例中采用上述提供的铁损检测系统和方法以实验方式对某一大型发电机是否存在铁损进行检测，在具体应用的过程中，本发明提供的方案也适用于其他检测形式。
具体试验过程为：
读取定子铁心的初始温度并记录；
检查A、第二汽机变B高压侧开关在断开位置；
检查A、第二汽机变B低压侧开关在断开位置；
合上第一汽机变A高压侧开关；
合上第二汽机变B高压侧开关；
检查无异常后合第一汽机变A低压侧电源开关；
检查无异常后合第二汽机变B低压侧电源开关；
检查整个回路没有异常，否则立即跳开低压侧电源开关；
检查各电压表、电流表、瓦特表没有异常，否则查明原因后再继续进行试验；
依据GB/T 20835-2007《发电机定子铁心磁化试验导则》要求，利用公式B＝U/4.44fW1 S，核查发电机磁通密度的具体数据，磁通密度必须达到1T磁通密度以上，否则检查试验接线及设备状况；
10分钟后用手摸定子铁心各部位的温度(单手摸)，并用红外成像仪普遍检测定子膛各处的温度，对于温度高的位置要作出标记，同时记录电压表、电流表、瓦特表数据；
每隔10分钟记录各表计和温度一次；对温度异常部位作出标记；
检查并确认各数据真实无误，试验时间达到90分钟，即可结束试验；
试验完毕，断开第一汽机变A低压侧电源开关；
断开第二汽机变B低压侧电源开关；
断开第一汽机变A高压侧开关；
断开第二汽机变B高压侧开关。
基于以上试验得到的结果进行试验数据分析：
依据DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》要求，铁芯齿部最高温升不应超过25K，齿部最大温差不应超过15K，比较记录表中铁芯齿部温度与同位置处初始温度差值，数据不得大于25度。同一时间点铁芯齿部各位置的温度差值不得大于15度。
利用瓦特表记录有功功率损耗数据除以发电机铁芯重量得到定子铁芯单位损耗，依据DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》要求，该数据不大于1.3倍参考值(制造厂给定值310硅钢片1.8W/Kg)。
计算并比较以上试验数据，如果各项数据都满足规程要求，即可认为发电机设备正常。如果温升、温差和铁芯单位损耗都超标则可认为发电机铁芯存在问题，需细致检查铁芯是否有松动，发热处硅钢片绝缘是否已破损等缺陷。
其中，对两台变压器(第一汽机变A和第二汽机变B)加压后，用两台组合仪表、电流、电压表每隔15分钟分别测量一次发电机铁芯损耗及电流、电压值。并用红外热成像仪测量铁芯各部位温度：先用红外测温仪测量铁芯的冷态温度，合上励磁电源10min后开始用红外测温仪扫描膛内各处温度，找出铁芯温度较高与较低的点。以后每隔15分钟用红外测温仪对铁芯温度进行观测，着重观测铁芯温度较高与较低的点，直至90分钟结束。
综上，本发明提供的铁损检测系统和方法具有以下特点：
1、励磁电缆选用普通的380V电缆，三相并联使用，按照要求缠绕1匝，节约材料，节省成本。
2、试验时利用两台电厂汽机变压器，无需另外准备试验变压器，操作简单。
3、敷设电缆只需一匝，测温利用红外成像仪，远距离就可以测得数据，安全便捷。
4、对于各种6MW～660MW发电机都可以利用此种方法进行铁损试验，只是针对不同功率的发电机所采用的电源变压器的容量不同，接线、方法、测温都一样，具有普遍通用性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种大型发电机铁损检测系统，其特征在于，包括：第一汽机变A、第二汽机变B、开关K、第一励磁电源线、第二励磁电源线和第三励磁电源线；
所述第一汽机变A的A相接口与所述第一励磁电源线的一端连接；所述第一励磁电源线的另一端与所述开关K的第一接口连接；所述第二励磁电源线的一端与所述开关K的第二接口连接；所述第二励磁电源线的另一端与所述第二汽机变B的C相接口连接；所述第一汽机变A的C相接口与所述第二汽机变B的A相接口均接地；所述第三励磁电源线穿过待检测大型发电机的定子，且所述第三励磁电源线的一端与所述开关K的第三接口连接，所述第三励磁电源线的另一端与所述开关K的第四接口连接。
2.根据权利要求1所述的大型发电机铁损检测系统，其特征在于，所述第一汽机变A和所述第二汽机变B均为电源变压器。
3.根据权利要求2所述的大型发电机铁损检测系统，其特征在于，所述第一汽机变A的型号和所述第二汽机变B的型号相同。
4.根据权利要求1所述的大型发电机铁损检测系统，其特征在于，所述第一励磁电源线、所述第二励磁电源线和所述第三励磁电源线均为380V电缆。
5.一种大型发电机铁损检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任意一项所述的大型发电机铁损检测系统中；所述铁损检测方法包括：
获取待检测大型发电机中定子铁芯的初始温度；
闭合开关K后，在设定时间间隔后获取所述定子铁芯的电流、定子铁芯不同位置处的温度以及铁芯损耗值；
循环执行“在设定时间间隔后获取所述定子铁芯的电流、不同位置处的温度以及铁芯损耗值”，直至达到设定时间后，根据所获取的所述定子铁芯不同位置处的温度确定定子铁芯的温升值和温差值，根据所述铁芯损耗值确定所述定制铁芯的单位损耗值；
获取温升阈值、温差阈值以及单位损耗阈值；
根据所述温升阈值和所述温升值、所述温差阈值和所述温差值以及所述单位损耗阈值和所述单位损耗值确定所述定子铁心是否发生损坏。
6.根据权利要求5所述的大型发电机铁损检测方法，其特征在于，所述设定时间间隔为10分钟。
7.根据权利要求5所述的大型发电机铁损检测方法，其特征在于，所述设定时间为90分钟。
8.根据权利要求5所述的大型发电机铁损检测方法，其特征在于，所述温升阈值为25摄氏度。
9.根据权利要求5所述的大型发电机铁损检测方法，其特征在于，所述温差阈值为15摄氏度。
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