книги из ГПНТБ / Инструкция по эксплуатации и ремонту генераторов на электростанциях [утверждено 28 июня 1973 г

следней в точке С. Из точки С опу­ скают перпендикуляр на линию АВ. Индуктивное сопротивление

Потье хр равно отрезку CD, если построение произведено в относи­

тельных единицах.

В том случае когда построение произведено в именованных еди­ ницах, х р вычисляется по формуле

/ 3 / нои

Для определения номинального тока возбуждения по оси абсцисс характеристики х. х. откладывают вектор номинального тока статора испытываемого генератора /»0м, а под углом фном к вектору тока — вектор номинального напряжения (рис. 7). Из конца вектора напря-

Рис. 7. Графическое построение для определения номинального тока возбуждения.

жения перпендикулярно току откладывают вектор падения напряже­ ния у з / помд.-р; падением напряжения в активном сопротивлении об­

мотки статора пренебрегают.

Геометрическая сумма векторов номинального напряжения й па­ дения напряжения j/З / ВОм*р дает вектор э. д. С; Еп. Вектор тока

69

возбуждения in, создающий эту э. д. с., определяют по характеристи­ ке х. х. и откладывают из начала координат под углом 90° к вектору.

По характеристике к. з. определяют составляющую тока возбуж­ дения in, компенсирующую реакцию якоря при токе к. з., равном но­ минальному току. Эта составляющая является разностью между то­ ком возбуждения, соответствующим номинальному току статора, определенным по характеристике к. з., i„ и током возбуждения, со­ ответствующим падению напряжения в индуктивном сопротивлении

ра in параллельно току статора.

Геометрическая сумма двух найденных векторов тока возбуж­ дения дает вектор номинального тока возбуждения.

Для построения регулировочной характеристики ток возбуждения определяется при нескольких значениях тока статора.

При графическом определении тока возбуждения допускается и другое взаимное расположение отдельных частей диаграммы.

Хотя описанная диаграмма предназначена для определения тока возбуждения машин с неявновыраженными полюсами, ее можно при­ менять и для явнополюсных, так как получаемые при этом значения токов возбуждения близки к действительным. Более точные резуль­ таты для явнополюсных генераторов дает так называемая шведская диаграмма.

П р и л о ж е н и е 9

УКАЗАНИЯ ПО СУШКЕ ГЕНЕРАТОРОВ

I. Сушка методом потерь в стали статора

Нагрев генератора осуществляется потерями на персмагкичивание и вихревые токи в стали статора от создаваемого в ней переменного магнитного потока. Сушка может производиться как со вставленным ротором, так и без него.

Переменный магнитный поток создается намагничивающей об­ моткой, наматываемой через расточку статора. Схема подключения намагничивающей обмотки приведена на рис. 8.

Измерения сопротивления изоляции обмотки статора во время сушки могут производиться без снятия напряжения с намагничиваю­ щей обмотки, так как создаваемый ею магнитный поток, направлен­ ный по окружности статора, наводит в отдельных полувптках обмот­ ки статора э. д. с., взаимно компенсируемые вследствие четного числа полувнтков.

При сушке, генератора со вставленным, ротором, если контактные кольца расположены по разным сторонам бочки ротора, в обмотке ротора будет наводиться напряжение одного витка, в связи с чем из­ мерение сопротивления изоляции обмотки ротора можно производить, только сняв предварительно напряжение с намагничивающей обмотки или закоротив обмотку ротора.

Магнитный поток, создаваемый специальной намагничивающей обмоткой при сушке со вставленным ротором, будет наводить вдоль бочки ротора э. д. с. одного витка. Во избежание короткого замыкания необходимо изолировать один конец вала ротора. Кроме того, долж­ на быть устранена возможность замыкания на ротор лабиринтных уплотнений в торцевых щитах при закрытом генераторе.

70

Рис. 8. Схема подключения намагничи­ вающей обмотки для сушки генератора методом потерь в стали статора.

В связи с тем что э. д. с. вдоль ротора может достигать величии, при которых недопустимо прикосновение обслуживающего персонала к концу вала, изолированный конец вала должен быть ограждеи н должны быть вывешены предупредительные плакаты.

До проведения сушки должно быть тщательно проверено,.нет ли каких-либо металлических предметов в расточке статора, наличие 'которых может вызвать замыкание стали статора и ее повреждение.

А. Устройство намагничивающей обмотки

Намагничивающая обмотка выполняется изолированным прово­

дом.

З а п р е щ а е т с я применение освинцованного или бронирован­

ного кабеля.

Располагать обмотку по всей окружности статора нет необходи­ мости; она может быть расположена в одном месте.

71

Учитывая, что в расточке статора температура воздуха будет значительно превышать окружающую температуру, нагрузка на про­ вод намагничивающей обмотки принимается равной 0,5—0,7 предель­ но допустимой нагрузки для данного сечения.

При отсутствии провода необходимого сечения намагничивающая обмотка может быть выполнена из нескольких параллельных ветвей. Необходимость выполнения намагничивающей обмотки несколькими параллельными ветвями может вызываться также недостаточной ве­ личиной воздушного зазора при сушке генератора со вставленным ро­ тором.

От витков намагничивающей обмотки выполняются отпайки, со­ ответствующие различным значениям индукции. Это позволяет про­ изводить регулировку теплового режима во время сушки при неиз­ менной величине подводимого напряжения.

В расточке статора, а также в местах перегиба провода намаг­ ничивающей обмотки должны дополнительно изолироваться от стали статора и ротора прокладками из изолирующего материала (электро­ картона и т. д.).

Питание намагничивающей обмотки осуществляется обычно от специально выделяемого трансформатора. Если напряжение одного трансформатора недостаточно, можно использовать два, соединяя ли­ нейные и фазные напряжения их вторичных обмоток так, чтобы обес­ печить требуемую индукцию. Нули вторичных обмоток этих трансфор­ маторов должны быть при этом разземлены.

Б. Расчет намагничивающей обмотки

Количество витков намагничивающей обмотки определяется по формуле

6М 0‘ w = -------------

4,44 fQB

где U — действующее значение напряжения на намагничивающей об­ мотке, В; f — частота подводимого напряжения, Гц; Q — поперечное сечение спинки статора, см2; В — индукция, необходимая для созда­ ния соответствующего теплового режима, Тл.

Принимая /=50 Гц, получаем:

45 U

Определение Q производится по формуле

Q = ^спйсп,

где lcn=k(l—Пкап/кан)— осевая длина сердечника статора, см; k — коэффициент заполнения для стали (для лакированной й=0,93, для оклеенной бумагой й=0,9); I — полная осевая длина сердечника ста­ тора с изоляцией и вентиляционными каналами, см; 1иЯп — ширина вентиляционного канала, см; лКап— число вентиляционных каналов;

— высота спинки стали статора, см; DBnem— внешний диаметр сер­ дечника статора, см; DBНут— внутренний диаметр сердечника стато­ ра, см; Лзуб — высота зуба или глубина паза, см.

72

Приведенные геометрические раз­ меры стали статора указаны на рис. 9.

Ток намагничивания (А) подсчи­ тывается по формуле

гг//омакс

“о — ---

V 2

—напряженность поля (действующее значение), Д/см.

Полная мощность источника пи­ тания (кВ .А), необходимая для сушки, определяется по формуле

Активная мощность (кВт), необходимая для сушки,

P=pG,

где р — удельные потери в стали сердечника собранного статора для данной индукции, Вт/кг; G — масса сердечника статора без зубцо­ вого слоя, кг (зубцовый слой не учитывается, так как магнитный по­ ток в нем весьма мал).

Принимая плотность стали у=7 800 кг/м3, получаем G в тоннах:

G = 24,5 D0Q ■Юг6.

Значения напряженности поля и удельных потерь в зависимости от индукции В приведены в табл. 9.

Сушка потерями в стали статора может применяться в сочета­ нии с сушкой переменным током, равным 0,2—0,4 номинального тока статора, подаваемым в обмотку статора. При этом обмотка статора соединяется по схеме разомкнутого треугольника и присоединяется к части намагничивающей обмотки.

Напряжение, которое должно быть приложено к обмотке статора, определяется по формуле

U номА

' U - (0,15-ь0,24)

у13 /ном

где f/ноы —номинальное напряжение статора, В; /нов — номинальный ток статора, А; / с — ток в обмотке при сушке статора, А.

73

Для быстрого подъема температуры в начале сушки значение ин­ дукции В рекомендуется принимать ранным 0,7—0,9 Тл. После подъ­ ема температуры индукцию следует снижать до такого значения, что­ бы потери в стали покрывали потерю тепла при установившемся теп­ ловом' режиме. Значение индукции при установившемся тепловом режиме может быть снижено до 0,4—0,6 Тл.

Уменьшение индукции может достигаться регулированием подво­ димого напряжения или увеличением числа витков намагничивающей обмотки при неизменном напряжении, подводимом к намагничиваю­ щей обмотке.

В табл. 10 приведены основные данные, необходимые для расчета намагничивающейся обмотки. Данные относятся к турбогенераторам отечественного производства.

Расчет витков намагничивающей обмотки для генераторов дру­ гих типов может быть выполнен по приведенному выше методу.

Значения напряженности поля в этом случае могут быть взяты соответственно того же порядка, что и приведенные в табл. 9.

II. Сушка методом потерь в меди обмоток генератора при питании их постоянным током

Сушка методом потерь в меди обмоток генератора при питании постоянным током может осуществляться как разобранной машины (отдельно статора и ротора), так н полностью собранном.

Фазы обмотки статора при использовании постоянного тока долж­ ны соединяться последовательно, для того чтобы по всем фазам, а при наличии параллельных ветвей — также и по всем ветвям протекал один и тот же ток. В качестве источника хтока обычно используется отдельный двигатель-генератор, причем перед измерением сопротив­ ления изоляции обмотки статора во избежание ее пробоя необходимо снимать возбуждение с генератора и после этого размыкать цепь. Указанные предосторожности следует выполнять также и при сушке

обмотки ротора.

Значение тока сушки определяется условиями достижения необ­ ходимых температур при непрерывном протекании тока. Как правило,

ток не превышает 0,5—0,7 /ном- Напряжение и мощность, потребляемые при сушке, подсчитыва­

ются по формулам

U=IR; P=12R,

где R — сопротивление обмотки постоянному току (с учетом схемы

соединения обмотки).

Сушку обмотки ротора постоянным током не следует применять, если сопротивление изоляции обмотки будет менее 2 000 Ом. В этом случае применяется сушка ротора воздуходувками.

III. Сушка воздуходувками

При подаче воздуха от воздуходувки должно быть исключено попадание в генератор пыли, мусора и искр (при нагреве воздуха

электрическими нагревателями).

Во время сушки необходимо следить за равномерным нагревом генератора, не допуская перегрева обмотки со стороны подачи горя­ чего воздуха выше допустимого предела.

75

77

Индукция в спннке

5ТХ672501; в знаменателе — по чертежам 5ТК672503.

**Номинальное напряжение 6,3 кВ.

***Номинальное напряжение 10,5 кВ.

****Турбогенераторы с заводскими номерами с 02301 по 012306.

*****Турбогенераторы с заводским номером 02307.

IV. Режим и измерение температуры при сушке генераторов в неподвижном состоянии

При всех методах сушки должна быть обеспечена вентиляция машины или регулярный обмен воздуха.

Для создания равномерного нагрева всего генератора и уменьше­ ния расхода тепла на сушку генератор должен быть тщательно утеп­ лен. Особенно тщательно должны быть утеплены лобовые части об­ мотки статора.

Для повышения температуры в области лобовых частей и созда­ ния вентиляции на время сушки потерями в стали статора рекомен­ дуется установка небольших воздуходувок, подающих нагретый воз­ дух в область лобовых частей; температура входящего воздуха не должна превышать 100—110° С.

Максимально допустимая температура нагрева при сушке не должна быть:

а) для обмотки статора с изоляцией класса В (компаундирован­ ной и некомпаундированной) — выше 90—95° С;

78

б) для запеченной обмотки ротора при косвенном охлаждении с изоляцией класса В — выше 120° С*;

в) для незалеченной обмотки ротора с изоляцией класса В — вы­

ше ,100° С*.

Для обмотки ротора при непосредственном охлаждении с изоля­ цией класса В температура нагрева при сушке должна быть на 10° С ниже допустимой средней температуры по данным завода или ГОСТ.

Сушка должна производиться при температурах, близких к мак­ симально допустимым, но не ниже 80° С.

При нагреве потерями в меди обмоток статора и ротора выде­ ляющееся тепло не успевает распространяться по всему генератору и происходит интенсивный нагрев меди обмоток. Поэтому необходи­ мо следить за тем, чтобы температура не превышала указанных пре­ делов. Для ограничения нагрева ротора или обмотки статора произ­ водятся периодические отключение и включение источника питания. Во время отключения источника питания выделившееся тепло будет распределяться по всему объему генератора.

При сушке турбогенераторов со вставленным ротором следует регулярно поворачивать ротор валоповоротным механизмом.

К о н т р о л ь з а т е м п е р а т у р о й .

1. При сушке методом потерь в стали статора контроль за тем­ пературой в пазовой части можно вести по заводским термоиндн-

* Приведенные значения относятся к случаю измерения темпера­ туры по сопротивлению обмотки; при измерении только термометрами или термопарами температура не должна превышать 110° С для запе­ ченной обмотки, 90° С — для незалеченной и 80° С — для роторов с непосредственным охлаждением обмотки.

7 9