某抽水蓄能电站3#机转子热套措施

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摘 要 转子叠片完成后，转子热缩应用电磁感应原理，通过在转子磁轭上绕一次电缆，利用产生的涡流发热，最终完成整个热套过程。结果证明，通过磁化试验的办法对转子进行热套工作，是现实可行的。

关键词 热套；磁轭；磁场；涨量

中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0121-01

1 概述

某抽水蓄能电站300 MW可逆式发电电动机有ALSTOM公司供货，转子叠片在工地现场由安装单位进行组装。由于现场技术要求，叠片完成后需要对转子进行热缩。由于现场条件限制，我们现场采取了利用电磁感应原理，通过在转子磁轭上绕一次电缆，利用产生的涡流发热，最终完成整个热套过程。

1.1 发电机转子主要参数

转子轮辐半径D2：2565 mm；转子主键半径：2590 mm；磁轭高度L：0.791 m；安匝系数aω：1.355×103A/m；叠片后磁轭半径D1：3371±1 mm；热套后磁轭半径：3372.6±1 mm；叠片高度h：2718 mm；单片高度：3 mm；单片重量：36.7 kg；磁轭总重量：278.5 t。

1.2 热套加热方式

由于现场条件限制，3#机转子加热采取本文所述的加热的办法。由于加热的叠片热容量大、体积大、环形体且散热大等特点，根据工地的情况和特点，布置好励磁电缆后，用厂家到货的防火布保温。同时，为防止转子中心体和转子磁轭同时升温，从而达不到热套的效果，因此，在转子中心体和转子磁轭之间隔了一层保温棉。

2 转子热套工作原理

1）由于转子磁轭原来的薄垫子厚度为1.1 mm，现根据需要，要换成一根2.7 mm的厚垫子，故转子加热需要达到2.7-1.1=1.6 mm的涨量，再加上一个0.5 mm的裕度，最终我们需要达到的涨量为1.6+0.5=2.1 mm。

L=α×D2×T （D2=2565mm，钢=12×10-6K）

T= L/α×D2=2.1/（2565×12×10-6）=68.2K

要达到68.2K的温升，整个过程大概要7个小时。由于68.2K只是一个理论计算值，所以，实际上可能需要更长的时间来达到一个更好的温差。

2）励磁绕组的计算。

铁芯有效面积S=L×h=0.791×2.718=2.15 m2；

安匝数Aω=π×（D1-h）×aω=3.14×（3.371-0.791）×1.355×103=10982.7 At/m；

励磁变压器采用ALSTOM提供的变压器10kV/800V 112.5A/1407A；

磁场强度B=0.094T；

测量电压U2=4.44BSf=4.44×0.094×2.15×50=44.9 V；

励磁绕组匝数W1=800/44.9=17.8匝（取18匝）；

励磁电流I=Aω/W1=10982.7/18=610 A。由于励磁电流为610 A，根据现场情况，励磁绕组采用6分支并联的方式，选择了2500/5的电流互感器。零序保护装置采用ALSTOM提供的RESY M40。测温用热电偶均为ALSTOM提供。

所需容量U1×I=800×610=488 kVA。

3 加热前的准备工作

1）转子热套实际接线如下图。

2）在转子周围合适的位置布置变压器、高压开关柜、测控仪表等。且变压器及高压开关柜均进行过常规试验，测控装置及仪表进行过校验。

3）用3×35高压电缆连接变压器高压侧与开关柜出线侧，然后连接开关柜进线侧至临时厂用变高压侧。接线前高压电缆应进行常规试验。

4）按图所示，在磁轭上绕制70 mm2电缆。绕制电缆时，应按6个分支并联均匀缠绕，每分支18匝，并在回路上安装好CT后将电缆连接至变压器。（注意电缆绕制时，应在电缆与磁轭接触的部位事先敷设玻璃棉布，在有棱廓的部位放置绝缘橡皮。）电缆敷设前应进行电气试验。

5）励磁电缆敷设完成后，用1000 V绝缘摇表检测绝缘。

6）用2.5 mm2单股线绕制1匝测量线圈。

7）按接线图所示安装测量表计及保护装置。并对保护装置进行整定。

8）远方分合10 kV断路器，并模拟保护装置动作，应能可靠分断断路器。

9）在+X、+Y、-X、-Y方向对应的磁轭上下各布置1个温度计，在对应的轮辐上也布置1个温度计，共12个温度计。

10）检查转子磁轭无一物，并用高压气清理干净。

11）在转子磁轭搭设防火布，并在转子中心体和转子磁轭之间隔了一层保温棉。

12）对转子支架及相关试验设备接地。

4 转子磁轭热套

1）初始加温前，记录各测温部位初始温度，然后投入电源，观察有无异常，如有异常，应立即停电检查。

2）一切正常后，每隔15分钟记录一次温度。待2～3小时候，可每隔半小时记录一次温度，并记录励磁电压、电流及频率。

3）整个热套过程大概持续7～9小时。当温度达到90℃时，开始测量磁轭的涨量。当涨量大道3.2 mm时，即可将原有的薄垫子换成厚垫子，从而完成整个热套工作。

5 注意事项

1）励磁线圈和测量线圈必须绝缘良好，有破损的地方应包扎好。避免因导线绝缘不良，发生对地短路烧伤铁芯。

2）制定专门的安全措施，防止金属工具、杂物等落在转子内。

3）避免用金属物件（如钢尺、无绝缘的电缆、水银温度计等）靠近铁芯。

4）所有接地应可靠。

5）热套操作人员应穿绝缘鞋。

6）热套实施人员应严密监视、仔细观察，当发现数据异常、铁芯松动或通风沟内有残余金属杂物等异常情况时应立即报告、终止热套。

7）热套时应协调各方保证好施工电源可靠。

8）热套过程中保证统一指挥、通讯通畅。

6 最终结论

整个热套过程从晚上9点开始，第二天早上5点钟检测涨量达到要求，持续了8个小时，最终顺利完成了某抽水蓄能电站3#机转子的热套工作，最终的结果证明，通过磁化试验的办法对转子进行热套工作，是现实可行的。

参考文献

[1]吴立忠.定子铁芯磁化试验[J].水电站机电技术，1989（04）.

[2]陈正新，陈剑锋，何幼军.三峡左岸电站VGS机组定子铁芯磁化试验[J].中国三峡建设，2002（12）.

[3]周绍庚.一种新型铁芯故障检测方法[J].湖南电力，2007（03）.