CN206990758U - 一种发电机定子铁损实验装置 - Google Patents

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

一种发电机定子铁损实验装置

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系统，试验电源已有条件只能采用400V系统。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系统连接可靠，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。