Трехфазные синхронные генераторы разных мощностей, разных систем охлаждения, разного конструктивного исполнения имеют разные схемы соединения фазных обмоток, разное количество выводов отдельных фаз, разные системы возбуждения.
Примеры схем принципиальных первичных цепей турбогенераторов электростанций приведены в разделе примеры проектов. Фазные обмотки их могут соединяться звездой (Y) или треугольником (Δ). Измерительные трансформаторы тока устанавливаются в линейных и нулевых выводах фазных обмоток. Трансформаторы напряжения подключаются к линейным выводам фаз. Чаще всего при этом могут использоваться один трансформатор, составленный из трех однофазных. Измерительные трансформаторы напряжения подключаются к выводам через разъединители и предохранители.
Генераторы большой мощности в большинстве случаев имеют фазные обмотки, выполненные двумя параллельными ветвями. Каждая из ветвей соединяется звездой или треугольником и звезды между собой объединяются через трансформатор тока.
Измерительные трансформаторы тока линейных выводов фаз встраиваются в токопровод, а в нулевых выводах – могут быть встроенными в токопровод или в корпус генератора. Встроенные в нулевые выводы генератора трансформаторы тока устанавливаются в каждом выводе и могут иметь две, три или четыре вторичные обмотки.
Для размещения измерительного оборудования и обеспечения соединения выводов генератора нашим предприятием разработан специализированный модуль, индивидуального изготовления, соответствующий самым высоким стандартам по надежности, удобству обслуживания и обладающий длительным сроком службы, рассчитанным на весь жизненный цикл генератора. Модуль GenAir-GAN изготавливается по ТУ-27.12.10-011-90066304-2018.
Типовые решения разработаны для подключения к генераторам:
ПАО «Элсиб»,
General Electric (ООО «Русские газовые турбины»)
ПАО «Силовые машины».
Номинальные параметры
Номинальное напряжение, кВ
10,5, 20
Номинальный ток, А
4000 – 20 000
Ток электродинамической стойкости, кА
250–400
Ток термической стойкости при коротком замыкании в течение 3с, кА
От 100
Вид охлаждения
естественное, воздушное
Степень защиты
IP 55,IP 65
Климатическое исполнение
УХЛ
Категория размещения
1
Тип атмосферы на объекте применения по ГОСТ 15150-69
IV
Условия хранения по ГОСТ 15150-69
3
Условия транспортирования по ГОСТ 15150-69>
8
Устойчивость к воздействию механических факторов по ГОСТ 17516.1-90
М5
Способ охлаждения
естественное, воздушное
Температура нагрева для шин, не более °С
+105
Температура нагрева для оболочек и разборных контактных соединений с учетом солнечной радиации, не более °С
+80
Сейсмичность района установки, баллов по шкале MSK-64
8
Назначенный срок эксплуатации, лет
40
Схема электрического соединения
Y, Δ
Номинальное напряжение, кВ
Источник
Концевой вывод обмотки статора электрической машины
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Республик (»)886151 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.03.80 (21) 2914970/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М, Кл з
Н 02 К5/22 (23) Приоритет-Гасударственный камитет
Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44
Дата опубликования описания 30.11.81 (53) УДК 621.313. .713 (088.8) па аелам изобретений и аткрмтий (72) Авторы изобретения
В. Ю. АвРУх, Е. Х. ГлидеР, Н. В. Куцен, А. А. Сиротенко и Б. В. Спивак
Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электрических машинах, например турбогенераторах с водородным охлаждением.
Известен статор электрической. машины, содержащий, корпус, сердечник и концевые выводы обмотки, проходящие через корпус и изолированные от него с помощью керамического изолятора (1).
Однако такая конструкция негерметична и не может применяться в крупных электрических машинах с водородным охлаждением.
Наиболее близким к предлагаемому является концевой вывод обмотки статора электрической машины с водородным охлаждением, проходящий через корпус и содержащий ленточную изоляцию и керамический изолятор, установленный с наружной стороны корпуса с образованием полости между ним и ленточной изоляцией вывода (2)
Недостаток известного устройства концевые выводы обмоток статоров турбо- 2т1 генераторов представляют собой конструкцию, состоящую из медных цилиндров, на которые нанесена изоляция ленточного типа.
При понижении температуры в машинном зале на изоляцию концевых выводов с внутренней стороны статора происходит выпадание росы, изоляция увлажняется. На увлажненной изоляции происходит скопление металлической пыли, что приводит к ухудшению качества изоляции, электрическому
«пробою» изоляции или поверхностному перекрытию ее в процессе работы турбогенератора. Кроме того, между стыками опорной втулки и ленточной изоляцией концевого вывода из-за нарушения газоплотности уплотнительных элементов этих стыков происходит утечка водорода, находящегося под избыточным давлением в корпусе статора. Указанные недостатки приводят к снижению надежности работы электрической машины.
Цель изобретения — повышение надежности статора электрической машины.
Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции концевой вывод с внутренней стороны корпуса статора снабжен защитным кожухом с уплотнительными элементами, образующим между кожухом и ленточной изоляцией вывода герметичную полость, соединенную с упомянутой полос88615! тью между керамическим изолято, л и ленточной изоляцией вывода.
Указанная полость соединена с камерой, заполненной инертным газом с давлением, превышающим давление водорода в корпусе статора. 15
Таким образом предотвращается увлажнение изоляции концевого вывода с внутренней стороны корпуса статора от выпадания росы, так как изоляция отделена от объема газа в генераторе защитным кожухом. Кроме того, предотвращается утечка водорода через неплотности стыков опорной втулки и ленточной изоляции, так как избыточное давление инертного газа во внутренней и наружной полостях концевого вывода превышает давление газа в корпусе статора.
На фиг. 1 показан статор электрической машины, продольный разрез; на фиг. 2— концевые выводы.
Статор электрической машины состоит из корпуса 1 статора, внутри которого содержится под избыточным давлением охлаж- 20 дающий газ (водород). Через корпус 1 статора выведены концевые выводы обмотки 2 статора, которые состоят из опорной немагнитной втулки 3, токоведущего стержня 4, изолированного высоковольтной ленточной изоляцией 5 конденсаторного типа. Концевой вывод снабжен с наружной стороны корпуса статора керамическим (фарфоровым) изолятором 6, который совместно с уплотнительными элементами 7 образует наружную полость 8 концевого вывода, а с внутренней стороны корпуса статора концевой вывод снабжен защитным кожухом 9, который совместно с уплотнительными элементами 10 образует внутреннюю полость 11 концевого вывода. Внутренняя полость 11 с помощью, гидравлического канала 12, выполненного во втулке 3, сообщается с наружной полостью 8, а полости 11 и 8 с помощью гидравлического канала 13, выполненного в той же втулке 3, сообщаются с емкостью 14, заполненной инертным газом, давление ко40 торого превышает давление водорода в корпусе 1 статора.
Таким образом ленточная изоляция 5 концевого вывода с внутренней стороны корпуса статора защищена кожухом 9, предотвращающим увлажнение изоляции и 4S скопление на ней металлической пыли, а наличие избыточного давления инертного газа во внутренней полости 11 и внешней полости 8 концевого вывода, превышающего избыточное давление охлаждающего газа в корпусе 1 статора, предотвращает утечки водорода через неплотности стыков опорной втулки,3 и изоляции 5 концевого вывода.
Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в предотвращении вынужденных остановов блоков на электростанциях по вине турбогенераторов и, в связи с этим, повышении показателей надежности работы (наработки на отказ, межремонтного периода, коэффициента готовности и др.). Степень улучшения показателей надежности 3 — 60/о.
Ожидаемый экономический эффект, который получит народное хозяйство от использования изобретения, 150 — 300 тыс. руб. в год.
1. Концевой вывод обмотки статора электрической машины, например турбогенератора с водородным охлаждением, проходящий через корпус статора и содержащий ленточную изоляцию и керамический изолятор, установленный с наружной стороны корпуса статора с образованием полости между ним н ленточной изоляцией, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен установленным с внутренней стороны корпуса статора защитным кожухом с уплотнительными элементами, образующим между ним и ленточной изоляцией герметичном> полость, сообщающуюся с упомянутой полостью между керамическим изолятором и ленточной изоляцией.
2. Концевой вывод по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен камерой, заполненной инертным газом с давлением, превышающим давление водорода в корпусе статора, сообщающейся с упомянутой герметичной полостью между керамическим изолятором и ленточной изоляцией.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Алексеев А. Е. Конструкция электрических машин. ГЭИ, 1958, с. 63.
2. Беднарчук Ю. В. и др. Исследование режимов и усовершенствование конструкций мощных турбогенераторов. Киев, «Наукова думка», 1972, с. 5 — 16.
Редактор Е. Днч и иск а я Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши Заказ 10554!73 Тираж 733 Подписное
ВХИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источник
Балаковская АЭС электрооборудование — Устройство и работа генератора ТВВ-1000
Содержание материала
Генератор представляет собой трехфазную неявнополюсную электрическую машину. Он состоит из неподвижной части (статор), включающий в себя сердечник и обмотку, присоединяемую к внешней сети и вращающейся части (ротор), на которой размещена обмотка возбуждения, питаемая постоянным током. Механическая энергия, передаваемая от вала турбины на вал ротора генератора, преобразуется в электрическую электромагнитным путем: в обмотке ротора под действием электрического тока создается магнитный поток, который пересекая обмотку статора наводит в ней ЭДС.
5.1.08. Общий вид турбогенератора
Тепловые потери, выделяющиеся в обмотках ротора и статора, в магнитопроводах (сердечник статора, в валу ротора), а также механические потери от трения ротора в газовой среде (вентиляционные потери) и трения в подшипниках и уплотнениях вала, отводятся: дистиллятом (из обмотки статора), водородом (из обмотки и вала ротора, из сердечника статора), маслом (из подшипников и уплотнений вала). Конструктивное исполнение генератора — закрытое, герметичное. 5.1.09. Поперечное сечение турбогенератора
Газонепроницаемый корпус статора выполнен из трех частей: центральной и двух концевых. Центральная часть, содержащая в себе сердечник статора, — неразъёмная и имеет поперечные кольца жесткости и перегородки, обеспечивающие соответствующее направление газовых потоков. Концевые части с встроенными вертикальными газоохладителями имеют для удобства монтажа горизонтальный разъем. Чтобы проникнуть внутрь корпуса, не разбирая наружных щитов, в нижней его части предусмотрены люки (рис. 5.1.09.). Наружные щиты статора непосредственно объединены с внутренними щитами, к которым присоединены щиты вентиляторов, состоящие из шести частей. Все части щитов вентиляторов изолированы от внутренних щитов и между собой. Механическая прочность всех частей корпуса статора и наружных щитов достаточна, чтобы они могли выдержать внутреннее давление в случае взрыва при любом соотношении водорода и воздуха в водородно-воздушной смеси при начальном давлении её, не превышающим атмосферное, более чем на 0,15-0,2 кГс/см 2 . 5.1.10. Паз статора
Сердечник статора собран на ребрах из сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и вдоль оси разделен вентиляционными каналами на пакеты. Поверхность сегментов покрыта изоляционным лаком. Ребра сердечника статора приварены к поперечным кольцам. 5.1.11. Стержень обмотки статора
Обмотка статора и ее система охлаждения
Обмотка статора — трехфазная, двухслойная, с укороченным шагом, стержневая, с транспозицией элементарных проводников. Стержни обмотки, сплетенные из сплошных и полых элементарных проводников, в пазах закрепляются специальными встречными клиньями и гофрированными прокладками из полупроводящего стеклотекстолита. На дне паза и между стержнями установлены прокладки из формующегося материала, запекаемые после укладки обмотки. В пазовые клинья обмотки статора встроены резиновые прокладки, образующие систему вентиляционных перегородок в воздушном зазоре генератора (рис.5.1.10,11,13.). Для охлаждения обмотки по полым проводникам проходит дистиллированная вода. На концах стержней припаяны медные наконечники для подвода воды к полым проводникам и электрического соединения стержней, которое осуществляется медными хомутами и клиньями с последующей пайкой. Охлаждающий дистиллят в обмотке проходит параллельно по всем стержням. Вход дистиллята осуществляется со стороны возбудителя, выход — со стороны турбины. Для подвода и слива охлаждающего дистиллята из обмотки статора имеются кольцевые коллекторы, установленные на кронштейнах из изоляционного материала. Соединение коллекторов со стержнями обмотки осуществляется шлангами из фторопласта. (рис. 5.1.12.) 5.1.14. Упрощенная схема системы водяного охлаждения обмотки статора генератора 1 — изолированный проводник 2 — полупроводящая лента 3 — прокладка (стеклотекстолит) 4 — выравнивающая замазка 5 — основная изоляция 6 — полупроводящая эмаль 5.1.12. Напорный коллектор обмотки статора 5.1.13. Разрез стержня обмотки статора Контроль проходимости дистиллята в стержнях обмотки статора осуществляется измерением температуры обмотки термопреобразователями сопротивления, установленными под пазовыми клиньями для стержней верхнего ряда и на боковую поверхность стержней нижнего ряда на выходе из паза. Повышение температуры одного из стержней паза свидетельствует о нарушении проходимости по стержню.
Для подачи дистиллята в обмотку статора предназначена система водяного охлаждения обмотки статора генератора (SS). Технические характеристики дистиллята в обмотке статора
Параметры дистиллята в обмотке.
Давление дистиллята на входе е обмотку, к Гс/см 2 .
