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发电机铁损试验

作者：佚名转贴自：电力安全论坛点击数：304更新时间：2008-7-6

发电机铁损试验原理与实际运用

通过对发电机铁损试验原理的阐述及实际运用的介绍，使电气一次专业人员掌握铁损试验的具

体方法和步骤。

内容摘要：

在发电机试验中，需要对定子铁芯的绝缘状况进行重点检查，铁损试验是检查定子铁芯最直接

和有效的方法。通过对发电机铁损试验原理的介绍，详细说明了做铁损试验两种不同电压等级

的具体方法和步骤，对于顺利完成试验工作，确保发电机主设备的安全具有很大的指导意义。

培训内容：

一、设备概况：

1、试验目的：1号机小修发电机试验中，需要对定子铁芯的绝缘状况进行重点检查。

2、发电机有关参数：

型号：QFSN-600-2额定容量：667MVA

功率因数：0.9频率：50HZ

额定功率：600MW转速：3000r/min

定子电压：20kV定子电流：19245A

定转子绝缘等级：F（按B级使用）出厂序号：60SH007

出品日期：2003年生产厂家：上海汽轮发电机有限公司

3.定子铁芯数据：

铁芯轭部面积：28413cm2铁芯轭部重量：146200kg

二、方法一：（1.4T,6Kv电源）

试验标准：

1、根据DL/T596-1996《电气设备预防性试验规程》，励磁磁通密度为1.4T(特斯拉)下持续试

验时间为45min。齿的最高温升不超过25K，齿的最大温差不大于15K，单位铁损不得超过该

型号硅钢片的允许值（一般在1T时为2.5W/kg）。

2、试验时的各部分温升和铁损值与出厂值比较，不应有明显增大。

三、铁损试验（1.4T）原理图及参数计算

3.11号发电机出厂试验数据：

励磁电流：1465A励磁线圈匝数：2匝次级电压：883V

磁通密度：1.4T铁芯损耗值：159kW单位损耗：1.11W/kg（1.0T下）

3.2试验接线图：

图中，B：

励磁变压器，20kV/6.3kV，2300kVACT：电流互感器，1500A/5A，0.2级

PT:3000V/400VV：电压表Wl：励磁绕组W2：测量绕组

损耗测试仪：400V，60AG：被试发电机铁芯

3．2．1励磁变压器容量的计算：

在电源容量足够大的前提下，励磁侧的励磁电压应为：

U1=KU2=2×883=1766（V）

由于励磁电流为1465A，因此，单侧励磁电源容量为：

S0=U1I1=1766×1465=2588（KVA）

铁芯损耗试验原理图

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如果用一台三相变压器作为励磁电流，则三相变压器的容量至少为：

S1=√3S0=1.732×2588=4482.416（KVA）

3．2．2励磁电压及励磁绕组匝数容量的计算：

根据公式：U1=4.44fBSW1，其中：电源频率50HZ，B：铁芯中的磁密，S：铁轭面积

选取W1=7，此时：

U1=4.44fBSW1=4.44×50×1.4×2.8413×7=6181.5(V)

U2=U1/k=6181.5/7=883.1(V)

也就是说，当监测U2达到883.1V时，铁芯中的磁密即达到了1.4T。

3．2．3实际励磁电流的计算：

当选取U1=6225V时，励磁电流为I1=S0/U1=2588×1000/6225=416（A）

计算补充说明：上述参数均是在励磁电源容量足够大的前提下计算出来的，当励磁电源容量并

非足够大时，某些参数将有少许出入。发电机铁芯中的磁密是否达到了B=1.4T,最终是通过监

测发电机次级电压U2是否达到了883.1V来确定。

四、试验的具体实施步骤：

6.1试验电源的确定

1号发电机铁芯损耗试验需要电压等级为6KV的两相单线制电源，选取的6KV电源开关为

6KV1BBB10备用开关，由1号启备变的1BBB10分支带。6KV软电缆从6KV1BBB10备用开关A相

出来，通入发电机铁芯并在铁芯内缠饶7圈后接回6KV1BBB10备用开关C相，电流约为4168A。

试验电压的调整通过调节1号启备变的有载调压开关调整，1号启备变低压侧先调到6KV左右，

再逐级进行升压，直到满足试验需要的6225V左右为止。

6.2试验电源的实施：

1)试验人员将一根6KV的150mm2的电缆从6KV配电室1BBB10备用开关柜外敷设至

1号发电机，并均匀地在发电机定子膛内部缠饶7圈后，将电缆敷设回1BBB10备用开关下口。

电缆敷设完毕后将电缆两端头分别接在1BBB10备用开关A、C相出线端子上。电缆敷设前应对

电缆做交流耐压试验，加压6KV1分钟合格后才能对该电缆进行敷设。电缆送电前应对电缆进

行绝缘测试。将6KV1BBB10备用开关的就地控制电缆敷设至1号发电机旁，并接好1BBB10备

用开关的就地分、合闸按钮。将铁损试验测试仪、二次PT、CT线接好并调试完毕。

2)运行人员停运1号发电机定冷水系统，并将6KV1BBB段所有负荷腾空。电气二

次按照1号发电机铁损试验保护计算完成开关的保护整定设置。运行人员对1号启备变有载调

压开关进行调整，调整6KV1BBB段母线电压在6000V左右。注意纪录调整前有载调压开关的档

位，试验结束后应恢复原来有载调压开关的档位。合上6KV1BBB10开关，测量U2电压，如果

U2电压低于883.1V则调节1号启备变有载调压开关直至U2电压为883.1V为止。测量U2电压由

广东中试所张怔平负责，调节有载调压开关由发电部李安民负责。

6.3试验开始。

电压满足要求后，开始计算时间，45分钟后结束，中试所按照以下表格记录试验数据。现场

发现发电机内有异常情况时应立即按下1BBB10备用开关事故按钮跳开电源开关。

试验记录表格：

1、铁芯损耗结果

时间（min）励磁电压U1（V）测量电压U2（V）励磁电流I（A）实测损耗P（kW）

0

15

30

45

试验时实际磁密为：

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B=7U2/(4.44fWS)=7×883/(4.44×50×7×2.8413)=1.4T

持续45min试验后，单位重量铁损值为：

W测/G=W/146200kg=W/kg，

上述结果（大于或小于）2.5W/kg标准要求。

2、温升结果

试验中用PM595型红外热像仪测温。

铁芯表面铁齿起始温度：℃，环境温度：℃。

B=1.4T，t=45min后铁芯最低温度：℃，最高温度：℃。

齿的最高温升为K，最大温差为K。

最高温度点位于：

次高温度点位于：

折算至B=1.0T时，齿的最高温升为＿＿＿＿＿＿K（标准为不超过15K）；

五、方法二：（1.2T,380v电源）

⑴、试验标准：

1根据现场的实际情况和中试所设备的容量，暂定磁通密度为1.2T，持续试验时间为90min。

2根据DT/T596-1996《电气设备预防性试验规程》，励磁磁通密度为1T(特斯拉)下持续试

验时间为90min。齿的最高温升不超过25K，齿的最大温差不大于15K，单位铁损不得超过该

型号硅钢片的允许值（一般在1T时为2.5W/kg）。

3试验时的各部分温升和铁损值与出厂值比较，不应有明显增大。

⑵出厂试验数据：

励磁电流：909A，励磁线圈匝数：2匝，次级电压：826V

磁通密度：1.31T，励磁功率：750.8kVA，铁芯损耗值：152203W

单位损耗：1.04W/kg(在1.0T时)

⑶、试验

接线图

K：空气开关，380V，2×1000A，T：调压器，380V/0~650V，500kVA

B1：中间变压器，2000V/650V，500kVA，B2：补偿变压器，6000V/650V，700kVA

C：补偿电容器组，6000V，100kVar/只，CT：电流互感器，1500A/5A，0.2级

V：电压表，0~600V，0.5级，损耗测试仪：400V，50A

Wl：励磁绕组，W2：测量绕组，G：被试发电机铁芯。

本次试验采用调压器零起升压。中间变压器接为650V/2000V，补偿变压器接为650V/6000V。

励磁电压为U1=1514V，励磁线圈匝数W1=2匝，测量线圈匝数W2=1匝。

在加压试验过程中，监测U2达到757V时，即认为铁芯中的磁密已达到了试验所要求的磁密值

（B=1.2T）。

⑷、试验的具体方法和步骤：

4.1试验电源的准备

4.1.12号发电机准备做铁芯损耗试验需要电压等级为380V的三相四线制电源。其中A、B

两相通入发电机铁芯，电流约为2000A，C相做为控制电源，C相和零线电流均不大于10A。铁

芯损耗试验过程中采取零起升压方式。汽机380V2BFA段变压器低压侧额定电流为2309A，汽

机380V2BFA段电源进线开关额定电流为3200A，2BFA至2BFB分段开关（2BFA09A1）额定电

流为2000A。由于负荷开关额定电流均小于2000A，故临时电源只能接在分段开关上。汽机

380V2BFA、2BFB段工作电源进线开关与分段开关正常情况下实行“三选二”控制方式。临时

铁芯损耗试验原理图

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电缆以分段开关（2BFA09A1）作为起点，经2号汽机380V汽机配电室东门、2号汽机房零米、

2号汽机房6米4拉至2号汽机房13米7的2号发电机励磁端，电缆单根长度需要65米。

4.1.2试验电源的实施：

3)施工人员将两根380V的185mm2的电缆从2号汽机380V汽机配电室2BFA09柜外

至2号发电机励磁端敷设完毕，将电缆接在分段开关2BFA09A1下口，并将分段开关（2BFA09A1）

与380V2BFB段母线的连接板拆除。电气二次修改并确认6KV开关2BBA15的过流值和速断值满

足2号发电机铁芯损耗试验的负荷保护的要求，并确保分段开关（2BFA09A1）在试验过程当中

不跳闸。运行人员根据380V2BFA段负荷需要倒至380V2BFB段或者其它段，将380V2BFA段

所有负荷开关断开，并将所有开关拉至检修位。

4)运行人员合上分段开关（2BFA09A1），中试所做2号发电机铁芯损耗试验。

试验完毕后，由电气一次负责拆除试验电缆，恢复分段开关（2BFA09A1）与380V2BFB段母线

的连接板，通知电气二次恢复原定值。

⑸、试验中应注意的事项：

1试验设备带高压电，无关人员不得进入试验现场。试验现场应设置安全围有醒目的“高压危

险”警示标志牌等；

2必须采取有效的措施，以保证励磁绕组与定子铁芯和定子绕组之间的绝缘。为此，加压前先

用摇表检查电缆的绝缘电阻；

3试验开始及结束时，电厂应及时提供必要的起吊设备，以便于试验设备的吊装；

4试验时发电机定子绕组出线端应三相短路接地，发电机定子铁芯和定子绕组原有的测温功能

应尽可能恢复；

5发电机内冷水系统应停止工作；

6试验时用红外热像仪在定子膛内测温，每10分钟记录一次数据（包括温度、电流、电压和

损耗值）；

7试验过程中如发现异常情况，应立即停止试验；

8试验时发电机上禁止有其他的作业；

9现场应放置有适当的消防器材。

⑹、试验记录：

1、铁芯损耗结果

时间

（min）

励磁电压U1

（V）

测量电压U2

（V）

励磁电流I

（A）

损耗P

（kW）

0

15

30

45

60

75

90

试验最后的实际磁密为：

B=U2/(4.44fW2S)=1514/（4.44×50×2×2.8413）=1.2T

持续90min试验后，单位重量铁损值为：

P/G=＿＿＿＿＿＿

折算到B=1T时的单位重量铁损值为：＿＿＿＿＿＿

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上述结果要小于2.5W/kg的标准要求。

2、温升结果

试验中用红外热像仪测温。

铁芯表面铁齿起始温度：＿＿＿，环境温度：＿＿＿。

90min后铁芯表面铁齿最低温度：＿＿＿，最高温度：＿＿＿。

齿的最高温升为＿＿＿，最大温差为＿＿＿＿。

折算至B=1.0T时，齿的最高温升为＿＿＿＿＿＿K（标准为不超过15K）；

齿的最大温差为＿＿＿＿＿＿K（标准为不超过11K）。