向家壩定子磁化試驗(yàn)方案

1、向家壩水電站左岸電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程合同編號(hào)：XJB/ME-JA-202104-SJ左岸定子鐵芯磁化試驗(yàn)方案審查：多中國(guó)水利水電第四工程局SNrIYDRO向家壩機(jī)電安裝工程工程部二O一三年元月六日向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部1 1向家壩水電站右岸定子鐵芯損耗試驗(yàn)方案1.概述1.1.簡(jiǎn)述金沙江向家壩左岸水電站發(fā)電機(jī)組由哈爾濱電機(jī)制造廠有限責(zé)任公司制造。發(fā)電電動(dòng)機(jī)定子采用工地現(xiàn)場(chǎng)組裝的安裝方式，五瓣定子機(jī)座在安裝間組焊，在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行鐵片疊裝與壓緊，隨后進(jìn)行鐵芯磁化試驗(yàn)，合格后進(jìn)行定子下線工作。1.2.磁化試驗(yàn)的目的大、

2、中型水輪發(fā)電機(jī)組由于運(yùn)輸尺寸、重量等方面的因素限制，發(fā)電機(jī)定子機(jī)座通常采用分瓣制造運(yùn)輸，在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝焊接、鐵芯堆積及定子下線等工作。鐵芯磁化試驗(yàn)在 定子鐵芯堆積、初步壓緊完成后進(jìn)行， 其目的就是確認(rèn)定子鐵芯硅鋼片設(shè)計(jì)制造、現(xiàn)場(chǎng)堆積、壓緊等整體質(zhì)量，檢查鐵片間是否有短路情況，絕緣是否良好。發(fā)電機(jī)定子鐵芯是由薄硅鋼片現(xiàn)場(chǎng)疊裝而成，在鐵芯硅鋼片的制造或現(xiàn)場(chǎng)疊裝過(guò)程中，可能存在片間絕緣損壞，從而造成片間短路。為防止運(yùn)行中因片間短路引起局部過(guò)熱，威脅到機(jī)組的平安運(yùn)行，在現(xiàn)場(chǎng)定子鐵芯組裝完成后，必須進(jìn)行鐵芯磁化試驗(yàn)。另外鐵芯磁化試驗(yàn)還能通過(guò)振動(dòng)和發(fā)熱使鐵芯下 沉，到達(dá)僅由加壓所不能到達(dá)的進(jìn)一步壓緊鐵

3、芯的目的。1.3.試驗(yàn)根本原理鐵損試驗(yàn)的根本原理是： 在疊裝完成的發(fā)電機(jī)定子鐵芯上纏繞勵(lì)磁繞組，繞組中通入交流電流，使之在鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生接近飽和狀態(tài)的交變磁通，從而在鐵芯中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵芯發(fā)熱。同時(shí)，如果鐵芯中片間絕緣受損或劣化，這一局部將產(chǎn)生較大的渦流，溫度就 會(huì)很快升高。用埋設(shè)的熱電偶測(cè)量定子鐵芯、上、下壓板及定子機(jī)座的溫度，計(jì)算出溫升和溫差；用 熱成像儀查找局部過(guò)熱點(diǎn)及輔助測(cè)溫；在鐵芯上纏繞測(cè)量繞組， 測(cè)量其感應(yīng)電壓，計(jì)算出鐵芯總的有功損耗。根據(jù)測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)要求比擬，來(lái)判斷定子鐵芯的制造、安裝質(zhì)量。1.4.試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)制造廠的試驗(yàn)程序規(guī)定，試驗(yàn)時(shí)間為90min,試驗(yàn)磁通密度(1

4、.01.1)T ,鐵損量符合廠家要求，鐵芯外表溫升小于25K,溫差不大于15k為合格。向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部2 21.5.編制依據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?GB/T 8564-2003發(fā)電機(jī)定子鐵芯磁化試驗(yàn)導(dǎo)那么?GB/T30835-2007向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部3 3發(fā)電機(jī)定子磁化試驗(yàn)導(dǎo)那么?(GB/T20835)。哈爾濱電機(jī)制造廠有限責(zé)任公司技術(shù)文件2.2.1.試驗(yàn)計(jì)算與試驗(yàn)設(shè)備選擇勵(lì)磁電源選擇根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，選用10kV勵(lì)磁電源，電

5、源從10kV供電點(diǎn)引入。定子鐵芯斷面圖1所示:圖 1 1 定子鐵芯斷面圖(d1d1 不包含齒距)一 ，一 -2.2.2.3.定子根本參數(shù)定子相關(guān)根本參數(shù)如下：鐵芯內(nèi)徑d1= 19410(mm)鐵芯高度h=3250(mm)通風(fēng)溝高度b=6(mm)硅鋼片安匝數(shù)取h0=2.0(安匝/cm),取B=10500(高斯)槽深h1 : 224.5(mm)鐵片密度：d=7.60g/cm3試驗(yàn)計(jì)算(1)鐵芯有效高度L=k x (h-n x b)= 0.95(2)鐵芯軸部高度(3)鐵芯軸部截面積鐵芯外徑d2 =20400(mm)鐵芯壓緊系數(shù)取k=0.95通風(fēng)溝數(shù)量n=69定子鐵芯軸部高度h : 270.5槽數(shù)：8

6、4槽X (3250-69 X 6)=2694.2(mm)ha=(d2-d1)/2-h1=(20400-19410)/2-224.5=270.5(mm)S=L X ha=2694.2 X 270.5=0.7287811 (m2)(mm向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部4 4(4)勵(lì)磁繞組匝數(shù)W1=U1/ (4.44 X f X SX B) =10000/ (4.44 X 50X 0.73 X 1.05 ) =58.7Q 59(注：磁通可略大于1T按1.05計(jì)算，試驗(yàn)時(shí)取59匝) 勵(lì)磁繞組電流1=兀xh0(d2-ha)/W1 =3

7、.14x 2.0 x 102x(20.4-0.2705)/59=214.26(A)h0=2.0 X 102A/m(單位長(zhǎng)度安匝數(shù))(6)勵(lì)磁電源容量P=U1 X I1=10000 X 235=2350kVA測(cè)量電壓測(cè)量線圈取W2=1匝，那么測(cè)量電壓為：U2=U1X W2/W1 =169.5(V)(8)勵(lì)磁線圈導(dǎo)線的選擇：按3A/mn2截流計(jì)算，所需勵(lì)磁電纜芯線截面積為214/3 -f 272mm。3.試驗(yàn)準(zhǔn)備3.1.技術(shù)交底在試驗(yàn)前，本試驗(yàn)方案經(jīng)監(jiān)理工程師審查批準(zhǔn)后，組織全體試驗(yàn)人員及有關(guān)各方參加的技術(shù)交底會(huì)，由技術(shù)負(fù)責(zé)人詳細(xì)介紹交代試驗(yàn)技術(shù)措施的內(nèi)容、工作要點(diǎn)、考前須知與組織分工，使每位參試

8、人員都明白自身職責(zé)與平安考前須知，確保試驗(yàn)工作順利完成。3.2.定子清掃與檢查(1)定子鐵芯疊片已完成；(2)定子鐵芯周圍已經(jīng)徹底清掃干凈，通風(fēng)溝等溝槽內(nèi)要著重吹掃，通風(fēng)溝、上下端部位置、各環(huán)板間各處保證無(wú)殘留金屬物；(3)移除定子內(nèi)所有無(wú)關(guān)鐵器；(4)定子機(jī)架用不小于50mm2的銅線與接地網(wǎng)聯(lián)接；(5)壓緊螺栓分幾步拉伸到預(yù)定的壓強(qiáng)值，所有壓緊螺栓絕緣電阻符合要求；(6)定子基座與地面根底已可靠焊接，確保試驗(yàn)不會(huì)從根底上震落；(7)在安裝間試驗(yàn)時(shí)，保存防護(hù)棚；在機(jī)坑試驗(yàn)時(shí)，關(guān)閉風(fēng)洞門(mén)，以確保試驗(yàn)不受周圍環(huán)境影響。3.3.勵(lì)磁線圈纏繞(1)定子緊壓結(jié)束，清掃徹底，具備磁化試驗(yàn)條件后，可纏繞勵(lì)磁

9、與測(cè)量線圈；(2)為使試驗(yàn)的磁通密度盡量均勻，59匝勵(lì)磁線圈分為6組，每組10匝，對(duì)稱分布串聯(lián)纏繞。采用70 mm2單芯電纜纏繞到規(guī)定部位，纏繞線圈時(shí)，電纜要拉緊并緊靠向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部5 5鐵芯，勵(lì)磁線圈應(yīng)貼在鐵芯齒外表，棱角處墊厚度為5mm的橡皮進(jìn)行保護(hù)。 纏繞線圈時(shí)，每個(gè)線圈的纏繞方向必須一致，纏完線圈后，在每個(gè)線圈的頭部作好標(biāo)記；(3)測(cè)量線圈采用2.5 mm2的銅芯電纜線，按180方向纏繞在任意兩個(gè)勵(lì)磁線圈中間部位，在齒部和槽底纏繞2個(gè)測(cè)量線圈，在纏繞測(cè)量線圈時(shí)， 繞組導(dǎo)線應(yīng)從上下齒壓板的縫隙中穿過(guò)，

10、只包繞定子有效鐵芯而不包繞定子機(jī)座，測(cè)量線圈匝數(shù)為1匝。纏繞完畢后，用1000V兆歐表測(cè)量勵(lì)磁及測(cè)量線圈對(duì)地絕緣，應(yīng)大于10MQ。3.4.設(shè)備及表計(jì)連線(1)將 高 壓開(kāi)關(guān)柜、隔離開(kāi)關(guān)、變壓器及測(cè)量表計(jì)等布置在安裝場(chǎng)下游適當(dāng)位置，按照?qǐng)D2所示試驗(yàn)接線圖接線。其中，10kV高壓電纜箱式變電源側(cè)和試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)暫不連接。設(shè)備外殼必須可靠接地；圖中：V1V1、V2-V2-感應(yīng)電壓測(cè)量電壓表 V3-V3-感應(yīng)電壓測(cè)量電壓表 f-f- 頻率計(jì)A-A-勵(lì)磁電流測(cè)量電流表W-W-低功率因素瓦特表PT-PT- 電壓互感器 CT-CT-電流互感器圖 2 2 定子鐵芯磁化試驗(yàn)接線圖(2)接線結(jié)束后，仔細(xì)檢查各設(shè)

11、備、 表計(jì)接線的正確性與可靠性，用1000V兆歐表測(cè)量回路絕緣電阻；(3)進(jìn)行10kV斷路器的電動(dòng)操作試驗(yàn)，分合閘應(yīng)靈活可靠；(4)可靠斷開(kāi)10kV斷路器并確保在試驗(yàn)開(kāi)始前不能合閘。斷開(kāi)10kV遠(yuǎn)端跌落保險(xiǎn)，T接10kV箱式變電源側(cè)電纜；(5)合上跌落保險(xiǎn)，10kV電源送至斷路器上側(cè)。3.5.溫度傳感器布置溫度測(cè)量傳感器的布置：鐵芯上按+X、-X、+Y、-Y四個(gè)方向的上、中、下部各安裝一個(gè)溫度傳感器，總共安裝12個(gè)溫度傳感器；在+X、-X方向的上下壓板上，也各安裝一個(gè)溫向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部6 6度傳感器，上下壓板

12、安裝的溫度傳感器總共是4個(gè)；在對(duì)應(yīng)上下壓板安裝溫度傳感器的位置上，定子機(jī)座上按對(duì)應(yīng)中下部鐵芯溫度傳感器的位置安裝2個(gè)溫度傳感器，然后用測(cè)量線將所有溫度傳感器的信號(hào)接入測(cè)溫裝置，測(cè)溫裝置和溫度傳感器以及專用測(cè)溫線由發(fā)包方提供。假設(shè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)測(cè)溫裝置和溫度傳感器及測(cè)溫線，那么用酒精溫度計(jì)代替。傳感器布置如圖3圖5所示：上壓板測(cè)溫點(diǎn)4.試驗(yàn)程序(1)試驗(yàn)與警戒人員根據(jù)分工就位，測(cè)量并記錄原始溫度。試驗(yàn)區(qū)平安隔離后， 試驗(yàn)開(kāi)始；(2)斷開(kāi)勵(lì)磁電纜，合10kV斷路器，檢查PT及表計(jì)工作是否正常；下壓板測(cè)溫點(diǎn) 心測(cè)機(jī)座一測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)電壓量線圈圖 3 3 測(cè)量布置剖面圖圖 4 4 定子鐵芯溫度傳感器布置方位圖(單號(hào)

13、在上，雙號(hào)在下)+YEIB鐵芯上部測(cè)溫點(diǎn)一鐵芯下部測(cè)溫點(diǎn)機(jī)座2圖 5 5 定子齒壓板及機(jī)座溫度傳感器布置方位圖(定子齒壓板測(cè)溫傳感器單號(hào)在上、雙號(hào)在下)向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部7 7(3)斷開(kāi)10KV斷路器，確保其不能合閘。將勵(lì)磁電纜與開(kāi)關(guān)柜可靠連接；(4)合上10KV斷路器，密切觀察勵(lì)磁回路及定鐵芯有無(wú)異常情況，檢查各表計(jì)讀數(shù)是 否正常，并記錄起始勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、功率、感應(yīng)電壓，記錄各測(cè)點(diǎn)的原始溫 度；(5)試驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)密監(jiān)視設(shè)備與定子情況，每隔10min記錄一次各表計(jì)數(shù)據(jù)；(6)用熱成像儀不間斷的掃差各部位溫

14、度；(7)90min后斷開(kāi)10kV斷路器，試驗(yàn)結(jié)束；(8)撤除10kV電源電纜?；謴?fù)10kV供電。5.試驗(yàn)結(jié)果分析5.1.實(shí)際磁通密度：B =UcX 108/4.44f WeSz俯斯)UL測(cè)量線圈感應(yīng)電壓值f -實(shí)測(cè)頻率5.2.鐵軸重量：G=兀DavSz X 7.60乂103=3.14乂20.1295X 0.7287811乂7.60乂103=350084.859774(kg)5.3.單位鐵損：2.Pfe=(Pfe/G) x (10000/B )2(W/kg)Pfe-實(shí)測(cè)總鐵損(功率表讀數(shù)乘以變比)單位鐵損應(yīng)符合廠家設(shè)計(jì)要求5.4.最高鐵芯溫升：3.t1=(t3-t0) x (10000/B )

15、2( C)t3鐵芯最高溫度t0原始溫度按制造廠規(guī)定， t1不得大于25K.鐵芯與機(jī)座溫差小于15C。5.5.最高鐵芯溫差： t2=(t1-t2) X (10000/B )2( C )t1鐵芯最局溫度t2鐵芯最低溫度(90分鐘時(shí))4.t2不得大于15C5.6.試驗(yàn)結(jié)果分析有以下情形之一，即認(rèn)為鐵芯不合格，要查明原因消除缺陷：(1)紅外測(cè)溫個(gè)別點(diǎn)突出平均溫度10C；(2)鐵芯最高溫升 t2超過(guò)25C ;(3)鐵芯溫度與機(jī)座溫度差超過(guò)15 C。向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程部8 86.試驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量1高壓開(kāi)關(guān)柜1

16、0kV臺(tái)12電源電纜10kV 3 X 95+1 X 25米3勵(lì)磁電纜_210kV 70mm米7504標(biāo)準(zhǔn)PT10kV 0.2級(jí)臺(tái)15標(biāo)準(zhǔn)CT多變比0.2級(jí)臺(tái)16功率表150W 0.5級(jí)臺(tái)17電壓表300V 0.5級(jí)臺(tái)18電壓表150V 0.5級(jí)臺(tái)19電流表1A 0.5級(jí)臺(tái)110頻率計(jì)0100Hz臺(tái)111噪聲儀25130db臺(tái)112酒精溫度計(jì)0100C支5013紅外線點(diǎn)溫計(jì)-50500 C臺(tái)214測(cè)試線2.5 mm2600V米5015兆歐表1000V臺(tái)116兆歐表5000V臺(tái)117紅外線成像儀臺(tái)1向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定子鐵芯損耗試驗(yàn)中國(guó)水利水電第四工程局向家壩機(jī)電安裝工程工程

17、部9 97.試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)總指揮：孫德兆現(xiàn)場(chǎng)指揮：唐以強(qiáng)開(kāi)關(guān)操作：胡文生表計(jì)讀數(shù):王帥試驗(yàn)計(jì)算：雷發(fā)霄溫度記錄：田延峽等5人絕緣測(cè)量：楊光現(xiàn)場(chǎng)警戒：韓秋文8.環(huán)境保護(hù)與職業(yè)健康平安管理8.1.危險(xiǎn)源分析(1)高壓試驗(yàn)防止人員觸電；(2)防止電氣設(shè)備損壞；(3)高空墜落。8.2.危險(xiǎn)預(yù)防措施(1)試驗(yàn)前，進(jìn)行全面徹底的清掃和檢查，驗(yàn)收合格方可開(kāi)始試驗(yàn)；(2)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)周圍須設(shè)置圍欄與警示牌，并派專人警戒，防止非試驗(yàn)人員誤入試驗(yàn)區(qū)域；(3)定子本體與各試驗(yàn)設(shè)備外殼必須可靠接地；(4)在10kV開(kāi)關(guān)柜周圍設(shè)圍欄及“高壓帶電，禁止靠近！ 警示牌；(5)試驗(yàn)過(guò)程中不得隨意走動(dòng)，無(wú)異常情況，不得大聲喧嘩；(6)不得帶金屬物品進(jìn)入定子內(nèi)；(7)試驗(yàn)過(guò)程中不得雙手觸摸定子鐵芯；(8)試驗(yàn)電源派專人看守，嚴(yán)格遵守平安用電規(guī)程；(9)所有試驗(yàn)人員服從命令聽(tīng)指揮，嚴(yán)禁擅自操作；(10)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)必須配備適量的消防器材。8.3.試驗(yàn)應(yīng)急措施(1)在10kV高壓盤(pán)柜前設(shè)專人看護(hù)，負(fù)責(zé)10kV開(kāi)關(guān)的操作、監(jiān)護(hù)10kV高壓設(shè)備防止無(wú)關(guān)人員靠近及緊急狀態(tài)下跳開(kāi)關(guān)；(2)在定子周圍設(shè)專人境界，負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)定子異常聲響及觀察局部溫度過(guò)高、發(fā)紅及防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入；向家壩電站機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試工程試驗(yàn)方案定