抽蓄电站定子铁心穿心螺杆绝缘结构和矽钢片选择介绍

抽蓄技术交流 2022-08-22

矽钢片

1138 字丨阅读本文需 6 分钟

一、定子铁心穿心螺杆绝缘结构

近10年大型水轮发电机(发电电动机)定子铁心广泛采用穿心螺杆压紧系统。为保证穿心螺杆对铁心叠片具有可靠的绝缘,较多抽蓄电站发电电动机采用整体绝缘套管结构。该结构具有螺杆绝缘性能可靠、稳定,散热较好及安装稍复杂等特点。

某蓄能电站为例,穿心螺杆一般采用42CrMo4优质高强度合金钢,整体绝缘套管为F级环氧浸渍玻璃坯布模压管3242。每根穿心螺杆由4段长度为850mm的绝缘管组成,在工地安装时组装成整体绝缘套管。穿心螺杆直径为24mm,长度为3400mm。绝缘套管的单边厚度为2.5mm。螺杆与套管的双边间为1.5mm,套管与叠片铁心的双边间隙为1.5mm。经分析计算。结果显示,螺杆的第一阶、二阶、三阶的固有频率均避开电网倍频的±10%。

绝缘套管全部装完后,应测量其绝缘电阻值(多次测量),满足图纸要求。按工艺守则中铁心最终压紧的要求,整体再压紧一次铁心,保证铁心压紧力均匀。按图纸及工艺守则做最终检查,并做记录。

按定子铁心装配工艺守则,进行铁心磁化试验,应符合GB/T20835的规定。铁心磁化试验后,在热状态下再次压紧铁心。测量绝缘螺杆电阻值应符合图纸要求。

 二、定子矽钢片选择

定子叠装完成后必须进行磁化试验,通过实测定子铁心单位质量的损耗,测量铁轭和齿的温度,检查各部温升是否超过规定值,从而综合判断铁心片间的绝缘是否良好,以防止发电机在运行中,定子铁心因局部涡流过大而引起铁心局部过热,造成烧伤定子绕组或烧伤铁心事故。

对于电机而言,通常采用的是非晶粒取向矽钢片。一些制造厂在60 Hz 的发电抽蓄电站电动机上,为减少铁心损耗,采用了晶粒取向矽钢片,这样可以补偿因频率增加而造成的损耗增加。但这样势必增加机组造价。对于一台300MW、500 r/min 的发电电动机,采用不同类型的硅钢片,机组价差也较为可观。不同类型硅钢片的选择,取决于机组效率要求和材料费用的综合平衡。对于非晶粒取向矽钢片的选择,不同制造厂对不同机组的考虑不尽相同。一些制造厂为提高机组的效率,采用高级矽钢片,如某蓄能机组上采用35H210。但是,纵观机组的总损耗,铁心损耗所占比例较小,对于一台300 MW、500 r /min 的发电电动机,采用35H210 与采用50A250 相比,铁心损耗约减少80 kW。约占总损耗的2%,机组总效率差0. 026%。高等级矽钢片的采用对降低损耗不明显。  

压指安装在定子铁心两端的压板下,用来压紧定子扇形冲片,特别是压板不能到达的齿部。压板上适当的部位钻有孔,位于铁心外圆的拉紧螺杆从这些孔中穿过,拉杆两端拧上压紧螺母后,把压板牢牢地压在压指上,设计时会根据压指的受力情况,选择压指的尺寸。

采用0.35 mm 的矽钢片,应注意其有一定的缺点,如防翘曲性能和强度等较0.5 mm 的差些; 铁心叠压力过大将增大铁心片间绝缘短路的可能性;铁心叠压力过大将使铁心端部齿压指区域应力加大,增大断齿风险等。

随着科技的发展,设计水平的提高,材料的选用范围更为广阔,可选用高等级的抗疲劳材料,高等级的矽钢片材料,可进一步降低机组损耗。

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