GB/T20835-2016
发电机定子铁心磁化试验导则
Guidesformagnetizationtestofgeneratorstatorcore
- 中国标准分类号（CCS）K20
- 国际标准分类号（ICS）29.160.20
- 实施日期2016-09-01
- 文件格式PDF
- 文本页数12页
- 文件大小388.70KB
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发电机定子铁心磁化试验导则
国家标准 GB/20835一2016 代替GBT20835一2007 发电机定子铁心磁化试验导则 Guidlesformgnetizationtestofgeneratorstatorcore 2016-02-24发布 2016-09-01实施 中毕人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管厘委员会国家标准
GB/T20835一2016 目 次 前言 范围 规范性引用文件 符号 试验准备 试验要求 试验方法 铁心质量判别 附录A资料性附录定子铁心比损耗 附录B规范性附录试验数据的修正 附录C资料性附录电磁铁心故障检测仪(EELCID)
GB/T20835一2016 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准代替GB/T20835一2007《发电机定子铁心磁化试验导则》
与GB/T20835一2007相比,主 要变化如下 -增加了引用标准GB/T2521《冷轧取向和无取向电工钢带(片)》,GB/T20160(《旋转电机绝缘 电阻测试(见第2章); 删除了引用标准GB/T7064《隐极同步发电机技术要求》和GB/T8564《水轮发电机组安装技 术规范见2007年版的第2章). 修改了定子铁心叠压系数的取值(见4.1和2007年版的A.l); -增加了实际磁感应强度B的计算公式[见6.4.1公式(7)]; 增加了铁心磁化试验时,磁通密度的最低限值(见6.4.1) -增加了额定频率为60Hz发电机的试验及其质量判别(见6.4.2和第7章); 修改了隐极同步发电机的定子铁心比损耗试验折算[见附录A式(A.1)和2007年版的附录A 式(A.1]; -增加了附录B(见附录B) -增加了附录c见附录C). 本标准由电器工业协会提出
本标准由全国大型发电机标准化技术委员会(SAC/TC511)归口
本标准起草单位哈尔滨大电机研究所、哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电气集团东方电机有限 公司、上海电气电站设备有限公司发电机厂山东齐鲁电机制造有限公司、电建集团华东勘测设计 研究院有眼公司、长江三峡集团公司,国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、华北电力科学研 究院有限责任公司、东芝水电设备(杭州)有限公司、浙江富春江水电设备股份有限公司、福建南电股份 有限公司,湘潭电机股份有限公司
本标准主要起草人;富立新、于呜、苟智德、舒武庆,李渝珍、成德明、付长虹、邹祖冰、王健军、 王劲松,张忠海,吴金水、王金勇、李索平
本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T20834一2007
业
GB/T20835一2016 发电机定子铁心磁化试验导则 范围 本标准规定了发电机定子铁心磁化试验的试验准备,试验要求,试验方法和铁心质量判别
本标准适用于电压等级为6.3kV及以上隐极同步发电机和水轮发电机定子铁心磁化试验,用于发 电机定子铁心装配质量的检验
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T25212008冷轧取向和无取向电工钢带(片y GB/T20160旋转电机绝缘电阻测试 符号 下列符号适用于本文件 -定子通风道宽,单位为米(m) " B 试验时定子铁心轭部磁通密度,单位为特斯拉(T); 定子铁心外径,单位为米(nm); o 定子铁心内径,单位为米(nm) D 试验电源频率,单位为赫兹(H2) 基作朗半.0H(对于0H发电机成或0H以(对于OH发电机),单位为赫放(Ht. -试验时的实测电源频率,单位为赫兹(H2); -定子轭部磁场强度,单位为安每米(A/m) 定子铁心轭高,单位为米(m). h， 定子槽深,单位为米(m); w 励磁线圈电流,单位为安(A); k 定子铁心叠压系数; K
电源容量系数; 定子铁心净长,单位为米(m); 定子铁心长度,单位为米(m); 定子铁心轭部质量,单位为千克(kg); m2 定子通风道数 心 实测功率,单位为瓦(w); -试验计算的定子铁心比损耗,单位为瓦每千克(w/kg); P,(1.0) -定子铁心硅钢片材料在1.0T,50Hz或60Hz时的标准比损耗,单位为瓦每千克(w/kg) P,(1.5) 定子铁心硅钢片材料在1.5T,50Hz或60Hz时的标准比损耗,单位为瓦每千克(w/kg); 定子铁心轭部截面面积,单位为平方米(m')
GB/T20835一2016 硅钢片密度,单位为千克每立方米(kg/m'); S 试验电源的容量,单位为千伏安(kVA); 试验时间,单位为分(min) 环境温度,单位为摄氏度(C): t 试验时第i测温点的温度,单位为摄氏度(C); 励磁线圈电压,单位为伏(V); u 测量线圈电压,单位为伏(V); u 励磁线圈数; w w -测量线圈匝数; -从试验开始到试验结束,铁心的最大温升,单位为开尔文(K) Amas 从试验开始到试验结束,铁心的最小温升,单位为开尔文(K); Anmin 从试验开始到试验结束,定子铁心相同部位(定子齿或槽)最大温升与最小温升之差， 即 -Aa,单位为开尔文(K) -修正后的铁心最大温升,单位为开尔文(K); A'mx 实测铁心最大温升,单位为开尔文(K) Anmx0 修正后的铁心温差,单位为开尔文(K); A" 实测铁心温差,单位为开尔文(K). A0 本标准以下各章中量的符号和单位按本章规定
试验准备 4.1励磁线圈匝数与励磁电流计算 励磁线圈匝数w由U确定,按式(1)计算后取整: U W= 4.44QB 式中: =.h mm'); =kF.l一6、n、 m); -D一D)一h
m -般为50(H2)或60(H2); 按设计值确定
一般情况下,当硅钢片厚度为0.35mm时,k既取值范围为0.93~0.96;当 硅钢片厚度为0.50mm时,k取值范围为0.940.97;k的取值可参考GB/T2521 2008中7.1.1条款中的表3. B -隐极同步发电机取1.4T),水轮发电机取1.0(T)
励磁线圈电流1按式(2)计算: x(D一h,)H W 式中: 已 -硅钢片在1.4T(隐极同步发电机)或1.0T(水轮发电机)时的磁场强度,单位为安每米(A/m)
其值由制造厂给定
总励磁安匝Iw按式(3)计算 (3 Iw=x(D一h,)H
GB/T20835一2016 4.2定子铁心轭部质量 定子铁心轭部质量按式(4)计算 从=r(Di一h,)Q 4.3电源容量 试验电源容量S按式(5)计算: S =KsUI×10 式中: K、 -般取1.1,或根据实际需要确定
励磁线圈与测量线圈 4.4 励磁线圈 4.4.1 按式(2)计算得出的电流值,确定励磁线圈的线规,励磁线圈电缆不得使用带有屏蔽及铠装电缆
励磁线圈应在整个铁心圆周上均匀缠绕或对称布置,各励磁线圈的包绕方向应相同
励磁线圈与铁心接触的棱角部位应垫设绝缘材料
励磁线圈与定子铁心及机座之间应有足够的绝 缘,测量的绝缘电阻值应符合GB/T20160的规定
4.4.2测量线圈 测量线圈的布置,对于励磁线圈在铁心上均匀排绕的,可布置在圆周上任意位置;对于励磁线圈为 对称布置的,应布置在相邻两励磁线圈的中间位置;对于励磁线圈是单匝的,测量线圈应放置在正交位 置
测量线圈宜只包绕定子铁心
4.5测量线圈电压 测量线圈电压按式(6)进行估算,并以此选择电压表的量程
w U2=U w 式中: W 测量线圈匝数，一般取1或2 4.6铁心温度测量 铁心温度优先采用红外线热成像仪进行测量
若埋设检温元件,则沿定子铁心内、外圆周上、中、下 部位均匀布置热电偶或温度计,温度计应尽可能放置在铁心轭部通风道内
试验要求 5.1试验电源 试验电源应是合格的交流电源,其容量应满足式(5)计算得出的电源容量值
5.2测量仪器和仪表 5.2.1电气测量仪器和仪表 电气测量仪器和仪表的准确度应不低于0.5级,功率表应选用低功率因数瓦特表
应按实际读数
GB/T20835一2016 的需要,选择仪表量程
5.2.2仪用互感器 测量用仪用互感器的准确度应不低于0.2级
5.2.3温度测量要求 温度测量可采用红外线热成像仪、酒精温度计或热电偶测温仪等,不允许使用水银温度计
红外热 像仪的测温准确度应不超过士2C或测量值乘以士2%(C)
酒精温度计或热电偶温度测量的准确度 应不超过士1C
5.3安全要求 试验应符合相关的安全规程,应由有相关知识和经验的人员操作
试验方法 6.1试验接线 按4.4的要求绕制励磁线圈与测量线圈,试验接线原理如图1所示
用日 -M M 说明 S 交流电源;QF -断路器;M 励磁线圈;M--测量线圈;TV -电压互感器; TA w 电流互感器 -频率表，V,V -电压表; -电流表; 低功率因数瓦特表
图1试验接线原理示意 6.2安全检查 定子铁心、绕组及所有检温元件应可靠接地
试验前、后应测量定子铁心拉紧(穿心)螺杆的绝缘 避免定子拉景(穿心)螺杆技地
定子铁心败内不可存放金属容器等物
若定子已经下线,铁心磁化试 验时,定子线棒或绕组应处于开路状态
GB/T20835一2016 6.3初始温度测量 试验前,应测量定子铁心初始温度和环境温度,二者温差应不超过5K
6.4试验 6.4.1额定频率为50Hz的发电机 6.4.1.1试验时的磁通密度和时间 试验时,在励磁线圈中施加工频交流电源
按测量绕组感应电压值计算实际磁感应强度(磁通密 度)B,计算公式见式(7) B一 (7 ow 在表1规定的磁通密度和时间,进行定子铁心磁化试验
试验时,隐极同步发电机的磁通密度应在 1.4T左右,最低应不低于1.26T;水轮发电机的磁通密度应在1.0T左右,最低应不低于0.9T
表1磁通密度和试验时间 磁通度 试验时间 发电机类型 min 隐极同步发电机 45 1,4 水轮发电机 1.0 90 6.4.1.2试验时间修正 当试验磁通密度不满足表1规定时,可按式(8)和式(9)对试验时间进行修正 隐极同步发电机 -( ×45 8) 水轮发电机试验 .O ×90 9 万 6.4.2额定频率为60Hz的发电机 6.4.2.1概述 可按下述两种方法中的一种进行试验 a)直接采用60Ha试验电源进行试验; b)利用频率为50Hz的工频电源进行试验,延长试验时间
6.4.2.2直接采用60H试验电源进行试验 直接采用0H试验电源进行额定频率O目的发电机试验,与50H试验电源进行额定频率 50Hz的发电机试验的方法相同,试验时的磁通密度和试验时间也相同
6.4.2.3利用频率为50llz的工频电源进行试验,延长试验时间 利用频率为50Hz的工频电源进行试验,试验时的磁通密度按表1进行,延长试验时间.见式(10)
GB/T20835一2016 和式(11 隐极同步发电机 60 ×45 (10 5o 水轮发电机 60 ×90 50 6.5试验记录 至少每隔15min分别测量并记录频率,励磁线圈端电压,测量线圈端电压,励磁线圈电流,功率,定 子铁心温度和环境温度
有条件时可以测量铁心预埋检温计的温度
由各次测得的结果计算实际磁通密度、功率损耗、单位铁损耗、最高铁心温升和最大铁心温差
6.6试验注意事项 试验中应密切监测定子铁心温升,振动和噪声情况
当出现冒烟,局部发热及严重异常声响时,应 切断电源,停止试验
分析其原因,并排除异常后再继续试验
铁心质量判别 铁心最大温升的限值 在规定的磁通密度下,试验经过规定时间后,50Hz/60Hz发电机铁心最大温升限值小于或等于 25K
铁心相同部位(定子齿或槽)温差的限值 7.2 在规定的酷通密度下,试验经过规定时间后,0H/oH.发电惧相同部位(定子齿或糟)温差限价 小于或等于15K
GB/T20835一2016 附录A 资料性附录 定子铁心比损耗 A.1定子铁心比损耗的试验折算 定子铁心比损耗P按式(A.1)或式(A.2)换算 隐极同步发电机,换算到磁通密度1.5丁和基准频率f.(50Hz或者60H2)，额定频率50Hz a 的发电机的基准频率为50Hz,额定频率60Hz的发电机的基准频率为60H2 pwA5 尸W P1.5)= (A.1 mn b 水轮发电机,换算到磁通密度1.0T和基准频率f.50Hz或者60Ha).: P "货 A.2 P(1.0 mm U 其中, B一 A.3 4.44fQW， A.2定子铁心比损耗的限值 作为辅助的铁心质量判别方法,定子铁心比损耗(P,)限值 隐极同步发电机 a P1.3P,(1.5 (A.4 水轮发电机 b 额定功率<500Mw (A.5 P1.3P.(1.0 ？ 1.4P.(1.0) 额定功率500MW A.6
GB/T20835一2016 附 录B 规范性附录 试验数据的修正 当试验时的磁通密度不满足1.4T(隐极同步发电机)或1.0T(水轮发电机),试验电源频率不是基 准频率时,按式(B.l),式(B.2)、式(B.3)和式(B.4)对试验数据进行修正
对于隐极同步发电机 B1) Ammx1=A'mmx0 (份 1=A% (B.2 对于水轮发电机: ” =ms0 (B.3 max1 (” (B.4) =-
GB/T20835一2016 附 录c 资料性附录 电磁铁心故障检测仪(ELcID) (ELectromagneticCoreImperfectionDetector-ELCID,电磁铁心故障检测仪 特定的定子铁心局部故障时,可采用ELcD试验
ELCID试验使用一个环形线圈对定子铁心激磁,产生环路磁场来确定定子铁心短路位置
此方法 只需施加正常状态励磁量的4%,由通过定子铁心表面的一个感应探头来检测因定子铁心短路电流产 生的磁场,而不是检测定子铁心短路产生的热效应
该方法所要求电力容量很低,大多数工作地点的电 源容量均可满足,例如对几十万千瓦容量的发电机,只需要电源容量为2kVA一3kVA的电源
由于施加励磁及定子铁心短路涡流电流的存在,在定子铁心产生了环路磁场
磁场会在定子铁心 表面产生磁位梯度,由 Chattock电位计来测量磁位差
Chattock放置于每两个相 邻槽的外缘,通过对铁心表面,沿铁心齿槽进行纵向扫描,每一次对每个槽和其相邻两个齿进行检查,最 终检测所有铁心齿槽
磁位差的检测包括两部分 部分是励磁提供的在铁心表面的恒定磁场;另一部 分是定子铁心内任何短路点电流在定子铁心表面形成磁位差,这两种信号都由Chatock检测
Chattock电位计的输出信号值等比于它两端的磁位差
电磁铁心故障检测仪接收Chattock信号,并将其与取自励磁电流的参考信号进行分析
检测信号 与参考信号同相的部分主要来自励磁产生的磁场,这部分信号较强
而铁心短路引起的涡流电流与励 磁电流有90"相位差,这就是 交电流或交轴电流)电流
信号处理主机通过取自 OLUADRATIURE正 励磁电流的参考信号及同步检测器分析出Chattoek信号内的QUADRATURE成分,这两种信号可被 显示并记录
信号处理主机已被校正,能直接显示QUADRATURE电流值
信号处理主机会记录 Chattock检测的每两个相邻铁心齿的信号,以给出每个槽的QUADRATURE曲线
这些曲线会显示 电流幅值,通过手持小型的hatock对铁心齿面和槽内壁(在定 铁心短路点位置及QUADRATURE 子线棒取出的情况下)进一步检测,可进一步确认铁心短路点位置
ELCID是一种高敏感度的检测仪器， ，对 -些微小损坏也可检测出
这种高敏感度对电机铁心是否 存在短路点提供可靠的依据
从数十年的经验及众多的实际应用案例显示,如QUADRATURE电流 使用4%额定励磁)超过100mA时,就需要进一步对铁心进行检查,并注意历史数据的对照,最终判 断依据以高磁密铁心试验为主
ELCID判定参考依据,见表C.1
表.1ELCID判定参考依据 发电机类型 QUADRATURE电流 隐极同步发电机 100mA 100mA 水轮发电机 ELCID准则与传统方法(铁心磁化试验)比较,对相同的定子铁心短路,有5K~10K的温差
在 不同的励磁水平下进行测试,QUADRATURE电流的判断参考依据也要相应等比例的提高或降低
但由于铁心磁化的非线性,不推荐在额定励磁2%10%以外的励磁水平进行测试
发电机定子铁心磁化试验导则GB/T20835-2016
发电机定子铁心磁化试验导则GB/T20835-2016是一份非常重要的标准文件，旨在规范发电机定子铁心磁化试验的操作流程、参数设置以及测试方法等方面的内容。该标准文件包含了发电机定子铁心磁化试验的各项指标，确保了试验数据的准确性和可靠性，为发电机的生产和使用提供了有效的保障。
在进行发电机定子铁心磁化试验时，我们需要遵循标准文件中所规定的步骤和要求，确保试验的科学性和严谨性。尤其需要注意的是，试验过程中应尽量减少外部干扰因素，确保试验结果的准确性。同时，在对试验数据进行分析和评估时，我们还需要根据标准文件中所规定的指标进行判断和比较，以便得出正确的结论。
综上所述，发电机定子铁心磁化试验导则GB/T20835-2016的制定对于保障发电机的生产和使用具有重要的意义。通过遵循标准文件中所规定的步骤和要求，我们可以更好地了解发电机定子铁心的磁性能，为发电机的正常运行提供有效的保障。
