0 引言 
绥中发电有限责任公司装有两台俄供TBB-800-2EY3型发电机，分别于1999年和2000年相继投入运行。由于局部或全部更换定子绕组及定子铁心局部过热等原因，根据俄罗斯电力工厂《TBB-800-2EY3型发电机运行规程》的规定，我们对上述两台发电机进行过多次定子铁心试验，在对试验结果进行了分析和研究后，提出以下三个问题。 
1 定子铁心有效长度 
1.1俄供定子铁心的基本数据 
定子外径D1=295.0cm 
定子内径D2=140.0cm 
定子齿高hc=22.2cm 
定子铁心总长度L1=715.6cm 
定子铁心通风沟宽度b=0.5cm 
正常定子铁心通风沟数n=153；铁心径向通风沟中，有3段的宽度为1.0cm。 
1.2绥中电厂实测定子铁心数据 
首先，我们提出了定子铁心有效长度的定义，即定子铁心有效长度是指通过主磁通的定子铁心长度。然后根据这一定义，对两台TBB-800-2EY3型发电机的定子铁心进行了实测。发现俄供定子铁心基本数据之一，定子铁心总长度715.6cm中，包含铁心两侧的四段磁屏蔽和四段压指。而在国产发电机定子铁心总长度中，不包含磁屏蔽和压指。由于中、俄对定子铁心总长度的定义方法不同，因此用国内通用公式计算俄供发电机定子铁心有效长度是欠妥的；此外，我们还发现该机定子铁心为150段，通风沟为149个，而俄供定子铁心基本数据中，通风沟为153个，显然与实际情况不符。俄供TBB-800-2EY3型发电机定子铁心结构见图1。 
图1发电机定子铁心结构示意图 
1.3定子铁心有效长度计算 
1.3.1按俄供定子铁心基本数据计算 
目前国内通用的计算公式为： 
L=K（L1-bTFG）=0.93[715.6-（0.5×150+1.0×3）]=593（cm）（1） 
1.3.2按绥中电厂实测定子铁心数据计算 
根据定子铁心有效长度的定义，由于磁屏蔽、压指和绝缘垫片不通过主磁通，显然不能算作定子铁心有效长度。因此我们认为，在计算TBB-800-2EY3型发电机定子铁心有效长度时，国内通用计算公式应修正为： 
L=K（L1-bTFG-bCPB-bYZ-bJYP） 
=0.93[715.6-（0.5×146+1.0×3）-2.3×2×2-（2.2+3.7）×2-0.05×150]=568（cm）（2） 
以上两式中： 
L-定子铁心有效长度，cm； 
L1-定子铁心总长度，cm； 
bTFG-定子铁心通风沟总宽度，cm； 
bCPB-定子铁心磁屏蔽总厚度，cm； 
bYZ-定子铁心压指总厚度，cm； 
bJYP-定子铁心绝缘片总厚度，cm； 
K-定子铁心填充系数，取0.93。 
1.3.3试验结果比较 
与定子铁心有效长度相关的数据计算见表1。 
表1与定子铁心有效长度相关的数据计算 
计算标准 
数据名称 按俄供定子铁心基本数据 
及L=K（L1－bTFG）计算 按绥电实测定子铁心数据及 
L=K（L1-bTFG-bCPB-bYZ-bJYP）计算 
定子铁心有效长度L（cm） 593 568.3 
定子铁轭截面积A（cm2） 32793 31427 
励磁线圈匝数W（匝） 5 6 
定子铁心轭部重量G（T） 193 185 
定子铁心实测磁密B（T） 1.37 1.45 
折算磁密系数K 1.04 0.932 
表中两组数据的差异，不仅影响定子铁心试验中的相关数据，而且使俄供数据自相矛盾。例如：俄供定子铁轭重量为185吨，励磁线圈匝数为6匝。而按俄供定子铁心基本数据算出的定子铁轭重量为193吨，励磁线圈匝数为5匝。如果按绥电实测定子铁心数据计算，则定子铁轭重量为185吨，励磁线圈匝数为6匝，均与俄供数据相符。由此可见，根据俄供定子铁心基本数据，用国内通用公式计算定子铁心有效长度及其相关数据是欠妥的，且对定子铁心温升试验的结果影响较大。例如：2004年4月30日绥电#1发电机全部更换定子线棒，按俄罗斯规程规定，进行定子铁心损耗与温升试验，当试验持续到20分钟时，发现励侧13-14槽间第7段齿局部过热，温度高达150℃。绥电检修人员进行了认真细致地处理，于2004年5月31日进行试验，试验持续45分钟，定子铁心各部位温度如下： 
铁心初始温度：汽、励两侧43℃，中部45.9℃，故障部位41.5℃； 
45分钟时，铁心最低温度：汽、励两侧47.7℃，中部50℃；故障部位温度：第7段铁心58℃，第8段铁心55℃，其余各部分发热均匀，状态良好。 
定子铁心电气试验数据见表2。 
表2定子铁心电气试验数据 
时间 励磁线圈电压（V） 励磁电流（A） 损耗（KW） 电源频率（HZ） 实际磁密（T） 
12:10 6120 702.0 620.64 49.97 1.46 
12:20 6090 693.6 613.44 50.00 1.45 
12:30 6090 693.6 613.44 50.04 1.45 
12:40 6090 696.0 613.44 50.00 1.45 
12:50 6072 698.4 612.00 49.98 1.45 
12:55 6072 698.4 612.00 50.00 1.45 
根据上述试验数据，计算结果见表3。 
表3试验数据的计算结果 
计算数据 
试验参数 按俄供定子铁心 
基本数据计算 按绥电实测 
定子铁心数据计算 俄供定子铁心 
试验标准 
定子铁心故障部位的齿温升（℃） 17.2 15.4 25 
定子铁心冷、热齿最大温差（℃） 10.7 9.6 10 
单位定子铁心损耗（W/kg） 3.3 3.1 3.9 
从表3可知，按俄供定子铁心基本数据计算的试验结果，均大于按绥电实测定子铁心数据计算的试验结果。特别是冷、热齿最大温差为10.7℃大于俄罗斯规程规定的10℃，使检修人员误认为#1发电机定子铁心故障经处理后仍不合格，于是继续进行处理，这样不仅要延长大修工期，而且会造成人力和物力的浪费。 
2定子铁心试验中的励磁安匝数 
2.1绥电定子铁心试验接线图及试验条件 
2.1.1绥电定子铁心试验接线见图2 
  1励磁线圈 
 2定子铁心 
 3测量线圈 
 D1定子外径 D1定子外径 
 D2定子内径 
 hC定子齿高 
 he定子轭高 
图2励磁线圈和测量线圈在定子铁心两侧对称布置 
2.1.2绥电定子铁心试验条件 
（1）试验磁密BS=1.4T 
（2）试验电压US=6KV 
（3）励磁线圈匝数W1=6匝 
（4）测量线圈匝数W2=2匝 
2.2俄供定子铁心试验接线图及试验条件 
2.2.1俄供定子铁心试验接线见图3 
  
 1励磁线圈 
 2定子铁心 
 3测量线圈 
 D1定子外径 
 D2定子内径 
 hC定子齿高 
 he定子轭高 
图3励磁线圈和测量线圈在定子铁心单侧集中布置 
2.2.2俄供定子铁心试验条件 
（1）试验磁密BS=1.4T 
（2）试验电压US=6KV 
（3）励磁线圈匝数W1=6匝 
（4）测量线圈匝数W2=2匝 
2.3两种试验接线测算结果比较 
测算结果比较见表4。 
表4两种试验接线测算结果 
试验接线方式试验测算结果 绥电定子铁心 
试验接线图 俄供定子铁心 
试验接线图 
励磁线圈电流（A） 700 900 
励磁安匝数（安匝） 4200 5400 
励磁电源容量（KVA） 4200 5400 
2.4两种试验接线分析 
由于绥电采用的定子铁心试验接线图所测得的励磁线圈电流、励磁安匝数、励磁电源容量均小于俄罗斯电力工厂定子铁心试验接线图测得的数值，因此我们认为，在相同的试验条件下，表4中两组数据的差异是两种不同的试验接线方式造成的。当励磁线圈和测量线圈单侧集中布置时，铁心内磁通不均匀，漏磁较大，励磁电抗较小，对试验结果的影响较大；而当励磁线圈和测量线圈两侧对称布置时，定子铁心内的磁通较均匀，漏磁较小，励磁电抗较大，励磁电流较小，励磁安匝数和励磁电源的容量也较小。显然，采用绥电对称布置的这种试验接线对试验电源和试验电缆的选择比较有利。 
3单位长度励磁安匝数H0 
3.1励磁安匝数是一个变数 
由于励磁安匝数与发电机的容量大小及励磁线圈的布置方式有关，即使是型号相同、容量相同的发电机，也不例外。例如：TBB-500-2EY3型发电机的励磁安匝数，俄供数据为4800安匝，盘山电厂实测数据为3870安匝；TBB-800-2EY3型发电机的励磁安匝数，俄供数据为5400安匝，绥中电厂实测数据为4200安匝。因此，励磁安匝数是一个变数。 
  
3.2单位长度励磁安匝数H0是一个常数 
当励磁线圈布置方式一定时，由于励磁安匝数只与发电机的容量成正比，而定子有效铁心磁路平均直径Dav也与发电机的容量成正比。根据H0=IW/(πDav)，且式中π是一个常数。因此，对于型号相同、出力不同的大容量发电机，H0是一个常数。下面以俄制TBB-500-2EY3型和TBB-800-2EY3型发电机为例进行计算，可以得到证实。 
3.2.1TBB-500-2EY3型定子铁心基本数据摘抄： 
定子外径D1=262.1cm 
定子内径D2=131.5cm 
定子齿高hc=22cm 
3.2.2TBB-800-2EY3型定子铁心基本数据摘抄： 
定子外径D1=295.0cm 
定子内径D2=140.0cm 
定子齿高hc=22.2cm 
3.2.3单位长度励磁安匝数H0计算 
笔者曾在盘山发电有限责任公司和绥中发电有限责任公司对TBB-500-2EY3型发电机和TBB-800-2EY3型发电机进行过多次定子铁心试验，现以上述型号相同、容量不同的两种发电机为例计算它们的单位长度励磁安匝数H0，计算结果见表5。 
表5两种型号发电机的单位长度励磁安匝数计算 
机型 
数据计算 TBB-500-2EY3 TBB-800-2EY3 
 按俄供 
数据计算 按盘电 
实测数据计算 按俄供 
数据计算 按绥电 
实测数据计算 
平均直径Dav（cm） 218.8 218.8 239.7 239.7 
励磁安匝数（安匝） 4800 3870 5400 4200 
单位长度励磁安匝数H0（安匝/厘米） 7 5.6 7 5.6 
根据表5可以得出如下结论：俄制TBB型出力不同的大容量发电机，它们的励磁安匝数虽然是一个变数，且与试验接线有关，但它们的单位长度励磁安匝数H0却是一个常数。 
4结论 
4.1对于俄制TBB型发电机，建议用公式L=K（L1-bTFG-bCPB-bYZ-bJYP）计算定子铁心有效长度。 
4.2定子铁心试验接线，建议采用励磁线圈和测量线圈在定子铁心两侧对称布置。 
4.3俄罗斯电力工厂提供定子铁心试验数据时，建议用单位长度励磁安匝数取代励磁安匝数。 
4.4现场试验人员应结合实际对制造厂提供的基本数据进行复核。