本实用新型专利技术公开了一种大型发电机定子铁心损耗检测装置，包括升压变压器、补偿电容器、励磁绕组、测量绕组和铁损计算单元，升压变压器的输出端通过补偿电容器和励磁绕组相连，励磁绕组、测量绕组分别套设于发电机定子铁心上，铁损计算单元包括电流检测模块、电压检测模块和铁心损耗仪，电流检测模块布置于励磁绕组和补偿电容器的连接导线之间，电压检测模块并联布置于测量绕组的输出端，电流检测模块、电压检测模块的输出端分别与铁心损耗仪相连。本实用新型专利技术能够大幅减小大型发电机定子铁心损耗测试所需电源的容量、试验装置体积和重量较传统试验装置大幅减小、易于运输和操作、提供的电源容量和质量满足试验要求且不会影响发电厂用电质量。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及大型发电机定子铁心损耗检测技术，具体涉及一种大型发电机定子铁心损耗检测装置。
技术介绍
大型发电机定子铁心由重达数百吨硅钢片叠装而成，为验证制造、装配后以及检修处理后的发电机铁心是否符合实际要求，需要测量铁心在规定磁密B＝1.4T下的损耗。定子铁损试验试制造厂工序检查中和发电厂的发电机铁心缺陷处理时必不可少的试验项目。发电机定子铁损试验是利用专用的励磁线圈，在铁心内部造成交变的磁通(接近饱和状态)，使铁心产生涡流损耗，温度升高，持续规定时间后利用红外成像仪测量铁心各部分温升，同时利用功率表测量铁心的励磁损耗，计算铁心单位质量的损耗，根据上述两项试验结果按照相关标准判断铁心是否合格。600MW以及以上火电机组、大型水电机组定子铁心损耗测量的视在容量一般在1000kVA左右，试验使用电压近千伏，电流上千安培，功率因数约0.1～0.2。为了完成大型发电机的定子铁心损耗试验，可以使用大容量的变压器直接进行，这样铁心损耗试验装置不仅体积重量庞大，运输和试验场地的架设难度大，而且单相大负荷、低功率因数电源将造成三相供电电源电压不对称，产生负序分量及零序分量，影响厂用电质量。该试验电源与常规试验电源不通用，试验装置研制投资额大、工期长、经济效益低下且无法增容，难以适应今后发电机市场发展的需要。为解决上述问题，国内学者提出用厂用6kV变压器(如汽机变)替代发电机铁心损耗试验需要的大容量变压器，虽然可以解决电源问题，但该方法灵活性差，试验接线繁琐，对厂用电的风险较大，且并不适用于所有电厂的实际情况。目前尚未见到有效解决大型发电机铁损试验电源的检测技术方案。技术内容本技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够大幅减小大型发电机定子铁心损耗测试所需电源的容量、试验装置体积和重量较传统试验装置大幅减小、易于运输和操作、提供的电源容量和质量满足试验要求且不会影响发电厂用电质量的大型发电机定子铁心损耗检测装置。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种大型发电机定子铁心损耗检测装置，包括升压变压器、补偿电容器、励磁绕组、测量绕组和铁损计算单元，所述升压变压器的输出端通过补偿电容器和励磁绕组相连，所述励磁绕组、测量绕组分别套设于被检测的发电机定子铁心上，所述铁损计算单元包括电流检测模块、电压检测模块和铁心损耗仪，所述电流检测模块布置于励磁绕组和补偿电容器的连接导线之间以检测流过励磁绕组的电流，所述电压检测模块并联布置于测量绕组的输出端，所述电流检测模块、电压检测模块的输出端分别与铁心损耗仪相连。优选地，所述补偿电容器为可调电容器。优选地，所述励磁绕组、测量绕组之间的平面角度α为90°。优选地，所述升压变压器、补偿电容器之间设有用于滤除试验电源中谐波分量的平波电抗器。本技术大型发电机定子铁心损耗检测装置具有下述优点：1、本技术利用补偿电容器来补偿发电机定子铁心损耗中的无功分量，通过绕设于定子铁心上的励磁绕组对定子铁心进行励磁，检测流过励磁绕组的电流并通过绕设于定子铁心上的测量绕组检测的励磁感应电压，使得铁心损耗试验的电源容量可以减小至传统试验方法和装置容量的1/4～1/5，能够大幅减小大型发电机定子铁心损耗测试所需电源的容量、提供的电源容量和质量满足试验要求且不会影响发电厂用电质量。2、本技术仅包含升压、无功分量补偿器件，以及励磁绕组、测量绕组和铁心损耗仪，使得大型发电机铁心损耗装置整体体积和重量大大减小，易于运输、组装和操作，使得试验装置体积和重量较传统试验装置大幅减小、易于运输和操作。附图说明图1为本技术实施例方法的基本流程示意图。图2为本技术实施例装置的结构示意图。图例说明：1、升压变压器；2、补偿电容器；3、励磁绕组；4、测量绕组；5、铁损计算单元；51、电流检测模块；52、电压检测模块；53、铁心损耗仪；6、平波电抗器。具体实施方式下文将以一台功率为600MW汽轮发电机的铁损试验计算实例，对本实施例大型发电机定子铁心损耗检测方法及装置进行进一步的详细说明。I)发电机定子铁心的尺寸如下：通风沟宽度L2为0.6cm。II)定子铁心有效面积的计算。定子铁心的轴向净长Lef(Lef＝K(L1-L2*n))为544.35cm。定子铁心有效面积S0(S0＝Lef*hj1)为28273.539cm2。定子铁心重量GFe(厂家提供)为146283.5kg。如图1所示，本实施例大型发电机定子铁心损耗检测方法的步骤包括：1)将试验电源的输出电压升压至铁心损耗检测所需的励磁电压；2)利用可调的补偿电容器来补偿发电机定子铁心损耗中的无功分量；3)通过绕设于定子铁心上的励磁绕组对定子铁心进行励磁，检测流过励磁绕组的电流并通过绕设于定子铁心上的测量绕组检测的励磁感应电压；4)将流过励磁绕组的电流、测量绕组输出的感应电压输入铁心损耗仪计算铁心损耗。本实施例中，步骤1)中试验电源的视在功率不小于如式(1)所示的额定视在功率； S = P 2 + ( Q - Q c ) 2 - - - ( 1 ) ]]>式(1)中，S表示额定视在功率，P表示发电机定子铁心损耗的有功功率，Q表示发电机定子铁心损耗中的无功分量，Qc表示补偿电容器补偿的无功分量。本实施例中，励磁绕组、测量绕组之间的平面角度α为90°，使得励磁绕组产生的磁通最大限度的垂直穿过测量绕组以减小误差。本实施例中，励磁绕组的线圈匝数为1～2匝，测量绕组的线圈匝数为1～2匝。例如当施加电压为U1为750V，频率f为50Hz，磁密B为1.2T时，励磁绕组的匝数W1满足下式：上式中，W1表示励磁绕组的匝数，U1表示励磁绕组上施加电压，f表示磁绕组上施加电压的频率，S0表示定子铁心有效面积，B表示磁密。本实施例中，步骤4)中铁心损耗仪计算铁心损耗的函数表达式如式(2)所示；式(2)中，P1表示发电机定子铁心损耗，U2表示励磁感应电压，Ie表示流过励磁绕组的电流，为铁心损耗仪中的功率表功率因数。本实施例中，步骤2)针对励磁电压补偿发电机定子铁心损耗中的无功分量之前，还包括对励磁电压滤除试验电源中谐波分量的步骤，以防止试验电源中的高次谐波的干扰以及在发电机铁心中产生的高频损耗。本实施例中，将励磁绕组的匝数W1校核表示1匝，则可以计算出校核励磁绕组的匝数Wl后得到的磁密B表示1.195T。此时，流过励磁绕组的电流满足下式： I e = π × D a v本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大型发电机定子铁心损耗检测装置，其特征在于：包括升压变压器(1)、补偿电容器(2)、励磁绕组(3)、测量绕组(4)和铁损计算单元(5)，所述升压变压器(1)的输出端通过补偿电容器(2)和励磁绕组(3)相连，所述励磁绕组(3)、测量绕组(4)分别套设于被检测的发电机定子铁心上，所述铁损计算单元(5)包括电流检测模块(51)、电压检测模块(52)和铁心损耗仪(53)，所述电流检测模块(51)布置于励磁绕组(3)和补偿电容器(2)的连接导线之间以检测流过励磁绕组(3)的电流，所述电压检测模块(52)并联布置于测量绕组(4)的输出端，所述电流检测模块(51)、电压检测模块(52)的输出端分别与铁心损耗仪(53)相连。
【技术特征摘要】
1.一种大型发电机定子铁心损耗检测装置，其特征在于：包括升压变压器(1)、补偿电容器(2)、励磁绕组(3)、测量绕组(4)和铁损计算单元(5)，所述升压变压器(1)的输出端通过补偿电容器(2)和励磁绕组(3)相连，所述励磁绕组(3)、测量绕组(4)分别套设于被检测的发电机定子铁心上，所述铁损计算单元(5)包括电流检测模块(51)、电压检测模块(52)和铁心损耗仪(53)，所述电流检测模块(51)布置于励磁绕组(3)和补偿电容器(2)的连接导线之间以检测流过励磁绕组(3)的电流，所述电压检测模块(52)...
【专利技术属性】
技术研发人员：任章鳌，由凯，郝剑波，闫迎，晏桂林，徐波，
申请(专利权)人：湖南省湘电试验研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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