“涡流效应”对励磁系统的影响及消除技术

☆项目详细内容

针对发电机励磁交流进线柜出现发热现象，在交流进线柜内部分柜内固定三相母排的横梁构成闭合导磁铁芯，闭合铁芯处于交变磁场中，由于这些固定横梁为金属导磁材质，交变的磁通量使闭合铁芯中产生感应电流，形成涡电流。由于固定横梁是金属材质的，其电阻很小，产生的涡电流很大，电流的热效应可以是铁的温度达到很高的，甚至是铁（或金属）的熔点，使铁熔化。正是由于“涡流效应”的存在，导致金属导磁横梁发热严重，致使固定在横梁上的布线槽盒发热烧损，甚至烧损部分二次线，长时间下去会导致励磁系统故障；其次，柜内横梁严重发热，导致柜内温度升高，对柜内相关电器元器件寿命有一定的影响。通过技术攻关，有效防止由于“涡流效应”造成的电气二次设备发热烧损事件。

☆主要技术创新

通过对励磁交流进线柜内有针对性技术改造，使柜内固定横梁材质、布局更合理化，彻底避免交流进线柜由于“涡流效应”存在，导致二次电缆及电器元器件老化、烧损，在技术改造过程中，主要创新点有以下几点：

1、“涡流”产生的原因彻底分析

在三相交流进线中的其中一相或两相同时穿过柜内金属导磁材质固定横梁构成闭合回路，当有较大的交变电流流过时，在闭合的横梁上产生交变磁场，交变磁场能够感应产生电能，并且电能只能在金属内部流动，就相当于电流在金属内部不断流动，金属本身有电阻，在电流的作用下就会产生高温。

2、“涡流”消除方法研究

交流进线柜内使用固定三相母排的横梁为金属导磁材质，具有很强的导磁性。而将金属导磁材料更换为非导磁材质的铜、铝、钢薄片进行磁屏蔽处理，既有防止外磁场对内部的影响，也有防止内部磁场泄漏而对外部产生影响两方面的作用。

3、去除“涡流”材质的选型

彻底消除“涡流”，首先对固定横梁的材质进行更换、选型。从固定衡量用途来看，主要为固定三相母排，因此非导磁材质必须具有一定的硬度，结构布置保证稳定性。综合考虑，最后选择不锈钢的奥氏体型的304 材质，为无磁或弱磁材质。

4、改造实施过程

在改造过程中，首先将柜内固定一次母排且用于固定二次线槽盒的金属导磁材料横梁更换为不锈钢304 非导磁材质的横梁，从而断开交变磁场的通路（固定横梁的稳定性保证），彻底消除涡流的产生；其次将布置二次线的槽盒及二次线远离交流进线柜内的闭合横梁，远离三相交流母线，保障励磁进线柜内电气二次设备安全稳定运行。

☆项目应用情况

此项技术在景泰电厂两台660MW 机组励磁调节器中成功应用后，先后在甘肃公司励磁专业技术交流会、甘肃电科院励磁专业技术交流会进行交流、推广。同时，甘肃公司三改一促进专项活动，科技成果创新活动中推广，并在哈尔滨电机厂励磁项目部同类机组中进行交流并推广应用。

☆企业效益情况

机组运行中，若由于“涡流效益”发热导致柜内CT 二次侧开路，柜内起火爆炸，烧损柜内电气元器件（起励变变压器、风机变、自用变，内部通讯线等）或造成柜内其他设备烧损甚至发生爆炸，造成很大的经济损失，甚至引起重大电网事故 该项目能大大提高发电机励磁设备可靠性和发电机运行安全性，有利于电网安全稳定运行，具有可观的间接经济效益。项目设计和施工工作量较小，费用低，国内应用ABB 励磁系统的电厂很多，都存在同样问题，通过改造能大大提高设备安全、可靠性，有利于电网安全稳定运行，具有很重要的社会效益。