книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

чение 30 мин. Торцевые щиты в них должны быть не только газоплотными, но и иметь достаточную жесткость, чтобы заметно не деформироваться от номинального давления во­ дорода внутри генератора, так как это привело бы к наруше­ нию взаимного расположения между вентилятором, уплот­ няющим диском на валу ротора и элементами, связанными с торцевым щитом, — вкладышем и корпусом уплотнения вала и диффузором вентилятора. Разъемы между корпусом и торцевыми щитами, а также между половинками щитов уплотняются при помощи резинового шнура, закладывае­ мого в канавки. В корпусе генераторов с водородным охла­ ждением размещаются горизонтально или вертикально газоохладители.

Повреждения корпуса очень редки. Наиболее распрост­ раненный вид повреждения — появление трещин в свароч­ ных швах в результате усталости металла от длительного воздействия вибрации. В генераторах с водородным охла­ ждением трещины в сварочных швах приведут к утечке водорода.

Сердечник собирается из листов высоколегированной ста­ ли (горячекатаной) марки Э43, Э43А или холоднокатаной — марки ЭЗЗО толщиной 0,5 мм. При мощности генераторов выше 100 МВт применяется холоднокатаная сталь, листы которой располагаются так, чтобы направление магнитного потока в спинке сердечника совпадало с направлением про­ катки стали. Из листов стали набираются пакеты, а из па­ кетов — сегменты сердечника. Вентиляционные каналы между пакетами выполняются при помощи распорок (тавриков) из немагнитной стали.

По мере сборки сердечника ведется его опрессовка с соз­ данием давления от 10 до 17 кгс/см2. Окончательно опрессованный сердечник закрепляется нажимными кольцами из немагнитной стали и стяжными болтами, пропускаемыми за спинкой сердечника. Под нажимные кольца устанавли­ ваются нажимные пальцы из немагнитной стали, создающие опрессовку крайних пакетов в зоне зубцов. Для уменьше­ ния потоков рассеивания в лобовых частях мощных гене­ раторов под нажимными кольцами прокладываются кольца из меди. В наиболее мощных генераторах зубцы крайних пакетов разрезаны пополам для уменьшения потерь в стали.

В генераторах серии ТВВ и генераторах типа ТГВ-200 применяется эластичная подвеска сердечника в корпусе для уменьшения передачи вибрации с частотой 100 Гц, возникающей при работе генератора. Для той же цели

90

в генераторе ТГВ-500, в котором сердечник в корпусе за­ креплен жестко, средняя часть корпуса опирается на фун­ дамент через эластичные лапы (пружины).

Сердечник статора, как и корпус, во время работы вос­ принимает механические усилия, исчисляемые десятками тонн. Ослабление прессовки сердечника поэтому может вы­ звать опасные вибрации отдельных листов и сердечника

вцелом. Вибрация всего сердечника, передаваясь корпусу статора, может вызвать в последнем разрушения сварочных швов или нарушить монолитность крепления статора к фун­ даменту, а в наиболее тяжелых случаях привести к появле­ нию трещин в фундаменте. Вибрация' листов активной стали может привести к повреждению изоляции между ними и появлению вихревых токов, создающих дополнительный на­ грев стали. Этот нагрев может вызвать «пожар стали», т. е. выплавление дефектного участка с поврежденной изоля­ цией. Аналогичное повреждение стали может возникнуть при сплавлении листов электрической дугой в случае замы­ кания обмотки статора на корпус. Вибрация листов стали

взубцовой зоне может вызвать истирание изоляции стерж­ ней обмотки статора или даже поломку отдельных листов и

повреждение изоляции отломившейся частью листа, что может привести к замыканию обмотки на корпус. Признаком ослабления прессовки стали является появление на поверх­ ности спинки или в расточке сердечника налета ржавчины от так называемой контактной коррозии в месте соприкос­ новения вибрирующих деталей (листов).

Обмотки статора выполняются двухслойными корзи­ ночного типа; в каждом пазу укладываются два стержня, принадлежащие двум разным секциям. Разрез лобовой части такой обмотки показан на рис. 4-1.

Для механической устойчивости к токам к. з. лобовые части опираются на бандажные кольца, к которым они при­ крепляются прочным шпагатом. В обмотках корзиночного типа применяется н е п р е р ы в н а я изоляция прямого участка и лобовых частей полусекций стержня. Непрерыв­ ная изоляция выполняется наложением необходимого числа слоев микаленты вполнахлеста, т. е. таким образом, что последующий виток микаленты перекрывает предыдущий на половину его ширины. Микалента изготавливается на асфальтовом или битумном масляном лаке. В процессе изо­ лирования стержень проходит к о м п а у н д и р о в к у , заключающуюся в сушке изолируемого стержня в вакууме при температуре 150—160° С и последующей пропитке его

91

под давлением и при той же температуре компаундом, со­ стоящим почти из чистого битума. При сушке из изоляции стержней удаляется влага, воздух и летучие составляющие лака, а при пропитке компаундом заполняются все поры, что препятствует последующему проникновению в изоля­ цию влаги и воздуха. В зависимости от толщины изоляции стержня применяются две, три, а иногда и четыре компаундировки.

Рис. 4-1. Крепление лобовых частей обмотки статора кор­ зиночного типа.

/ —» лобовая часть обмотки; 2 — бандажные кольца; 3 — крон* штейн; 4 — нажимная плита; 5 — стяжной болт.

Непрерывная микалентная изоляция является основным видом изоляции турбо- и гидрогенераторов. Однако в связи с дальнейшим ростом единичных мощностей и особенно удельных токовых нагрузок генераторов, возросших в 1,5—2 раза, начали проявляться и некоторые малозамет­ ные ранее недостатки этой изоляции, прежде всего недоста­ точная механическая прочность в разогретом состоянии. Поэтому для мощных турбогенераторов начали применять термореактивную изоляцию.

В термореактивной изоляции основным изолирующим материалом является стекломикалента, изготовленная из лепестков слюды и двойной подложки из стеклоткани, или стеклослюдинитовая (стеклослюдопластовая) лента, являю­ щаяся композицией из слюдобумаги и подложки из стекло­

92

ткани. В качестве связующего служат искусственные тер­ мореактивные смолы (главным образом, эпоксидные), зат­ вердевающие при температуре 150—160° С и не размягчаю­ щиеся при повторных нагреваниях.

Термореактивная изоляция имеет лучшие электрические характеристики. Так, диэлектрические потери в ней при нагревании от 20 до 120° С возрастают в среднем на 150%, в то время как при микалентовой на асфальтовом лаке — на 200—250%. Механическая прочность новой изоляции значительно выше, что позволяет выполнить более плотную обтяжку стержней лентой. Термореактивная изоляция не размягчается при нагреве. Стержни обмотки в нагретом состоянии остаются жесткими и не деформируются. Это обстоятельство делает ремонт обмотки с выемкой стержней из пазов более сложным и трудным.

При обоих видах изоляции для исключения вредного влияния ионизации между стержнем и пазом поверх изоля­ ции стержни покрываются полупроводящей железистой асбестовой лентой или асбестовой лентой, на которую нано­ сится графитовый порошок на асфальтовом лаке.

По мере увеличения толщины изоляции относительная электрическая прочность изоляции из твердого слоистого диэлектрика понижается. Для увеличения общей электри­ ческой прочности при толщине изоляции 6 мм и более целе­ сообразно применять прокладку для деления изоляции на два слоя.

На рис. 4-2 показаны сечения стержня статора. Обмотка статора в генераторах серии ТГВ охлаждается при цирку­ ляции водорода по трубкам из нержавеющей стали, уложен­ ным между двумя рядами элементарных проводников стер­ жня, а в генераторах серии ТВВ — при циркуляции воды (дистиллята) по полым проводникам стержня, уложенным вперемежку со сплошными элементарными проводниками.

В пазах стержни закрепляются клиньями (рис. 4-3) из гетинакса или волокнита, а в ранее выпускавшихся машинах из дерева (/ на рис. 4-2, а). Клинья устанавливаются в пазах так, чтобы их вентиляционные скосы способствовали заходу или выходу газа в вентиляционные каналы магнитопровода. Заклиновка обмотки в пазах должна быть достаточно плот­ ной. При слабой заклиновке стержень будет вибрировать в пазу, что приведет к истиранию изоляции. В генераторах мощностью до 25 МВт (а в ранних конструкциях до 50 МВт) пайка соединений стержней выполнялась мягким припоем ПОС-61 или ПОС-40 с применением медной обоймы, В круп-

93

\

ных генераторах пайка соединений стержней выполняется твердым припоем ПСр-15 (15% серебра), что обеспечивает

Рис. 4-2. Сечения стержня статора с поверхностным охлаждением (а), с непосредственным охлаждением водородом (б) и с непосредственным охлаждением водой (в).

/— клин; 2 — корпусная изоляция стержня; 3 — сплошной элементарный проводник; 4 — полый элементарный проводник; 5 — трубка для газа.

хороший электрический контакт, если даже пропаялось только 50% всей контактной поверхности. Кроме того, сое­ динения с помощью твердого припоя в отличие от соедине­

Щеки стягиваются болтами и затем пропаиваются. Головка стержня генератора ТГВ со снятым наконечни­ ком показана на рис. 4-5, Соединения стержней выполняются

94

пайкой каждой пары элементарных проводников твердым припоем внахлест.

Подвод и отвод воды к стержням статора генераторов серии ТВВ выполняются при помощи эластичных шлангов

Рис. 4-4. Соединения стержней твердым припоем.

из фторопласта, обладающих высокой электрической прочно­ стью (рис. 4-6). Ранее применявшиеся шланги из резины часто текли и из-за снижения электрической прочности пе­ рекрывались по поверхности на корпус.

Рис. 4-5. Головка стержня статора генератора ТГВ (а) и ее изолирующий наконечник (б).

Водяные коллекторы выполняются из медной трубы, укрепляются на изоляторах (рис. 4-7) и соединяются с внеш­ ним трубопроводом через проходной изолятор, что позволяет измерять сопротивление изоляции обмотки, когда провод­ ники ее заполнены водой.

95

Вывод обмотки статора с водяным охлаждением (рис. 4-8) состоит из токопровода 1 и внутренней трубы 2. На токопровод надет изолятор 6, Охлаждение выводов осу­ ществляется водой, циркули­ рующей, как показано стрел­ ками на этом рисунке.

Аналогичную схему охлаждения, но не водой, а газом, имеют выводы обмотки статора генераторов ТГВ-200 и

Рис. 4-8. Вывод обмотки статора с водяным охлаждением.

ТГВ-300 и линейные выводы генераторов ТВФ-100. Цирку­ ляция газа внутри токопровода происходит за счет того, что входной штуцер вывода соединен с напорной камерой генера­

9 6