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

выточкой (рис. 4-11, б) или выточкой в виде диафрагмы. Однако и при полуэластичных центрирующих кольцах появление повреждений посадочных мест на бочке ротора и на носике бандажного кольца полностью не устраняется. Надежной работы двухпосадочных бандажей удалось до­ стичь только при установке под носик бандажа изоляцион­ ной прокладки из стеклотекстолита. Такая посадка приме­ няется в турбогенераторах ТВФ и ТВВ. На действующих турбогенераторах мощностью 50 МВт и выше с двухпосадоч­ ными бандажами прокладки под носик бандажа устанавли­ ваются при капитальных ремонтах.

Втурбогенераторах ТГВ применяются роторные бандажи

содной посадкой на бочку ротора (рис. 4-11, г). Центрирую­ щее кольцо в этом бандаже с ва­ лом ротора не соприкасается и

служит только для опоры обмот­ ки ротора и осевом направлении.

При несимметричной на­ грузке и асинхронном режиме

работы генератора в поверхностных слоях бочки ротора и бандажных кольцах циркулируют токи, как показано на рис. 4-12. При этом контактные поверхности между конце­ выми клиньями и зубцами, а также посадочные поверхно­ сти бандажного кольца на бочку ротора могут сильно разо­ греваться, а при недостаточно плотном контакте подгорать и выплавляться. Для исключения подгара мест посадки при отсутствии изоляционной прокладки под носиком бандаж­ ного кольца должен быть обеспечен надежный металличе­ ский контакт между носиком бандажного кольца и бочкой ротора путем создания необходимого натяга.

При номинальной скорости вращения витки обмотки ро­ тора турбогенератора прижимаются центробежной силой к клиньям и друг к другу настолько сильно, что возникаю­ щие между ними силы трения защемляют витки и не позво­ ляют им удлиняться от нагрева при нагрузке. В результате а витках возникают силы сжатия, Если напряжение от сил

100

сжатия превысит предел текучести меди, то после снятия нагрузки и остывания обмотки в витках появится остаточ­ ная деформация — они укоротятся. Наибольший нагрев имеют витки, лежащие внизу паза. От многократного на­ грева и остывания они и укоротятся на большую величину (рис. 4-13). Деформация витков может привести к их замы­

пусной коробки в нагретом состоянии, загибается внахлест

печке, т. е. многократному прогреву и прессовке катушек. При выпечке излишки лака и растворителей, входящие в па­ зовую и витковую изоляцию, удаляются, а оставшиеся лаки полимеризуются — переходят в неплавкую и нераствори­ мую стадию. После опрессовки витки в пазу образуют

101

механически прочный монолит с большой теплопровод­ ностью.

Схема непосредственного охлаждения обмотки ротора турбогенераторов ТВФ и ТВВ показана на рис. 4-15. Пазо­ вая часть катушек обмотки ротора выполнена из голой шинной меди прямоугольного сечения (рис. 4-15, б). Витковая изоляция выполнена прокладками из стеклотексто-

В

Рис. 4-15. Непосредственное охлаждение обмотки ротора турбогене­ раторов ТВФ и ТВВ.

лита, наклеенными на одну сторону медной шинки. На бо­ ковых поверхностях катушки профрезованы сквозные на­ клонные канавки от верха до дна паза.

Водород из зазора между ротором и статором в зоне входа газа захватывается заборниками 1, имеющимися в пазовых клиньях ротора, и направляется в наклонные канавки. Дойдя по канавкам с одной стороны катушки до дна паза, он по полукольцевым каналам под катушкой поступает в наклонные канавки с другой стороны катушки и, пройдя ее, выбрасывается снова в зазор, но уже в зоне выхода газа (рис. 4-15, а). При прохождении по канавке водород

102

непосредственно соприкасается с голой поверхностью меди обмотки, благодаря чему и обеспечивается интенсивное охлаждение ее.

Пазовая изоляция катушек выполнена в виде коробок, изготовленных из стеклоткани, пропитанной эпоксидно­ фенольным лаком, и выпеченных в пресс-форме. Над верх­ ним витком положена изолирующая прокладка из стекло­ текстолита толщиной не менее 10 мм.

Лобовые части витков обмотки ротора выполнены из двух медных шинок П-образного сечения (рис. 4-15, г). Шинки уложены полками навстречу друг к другу и образуют внутренний канал, соединяющийся в пазу с наклонным каналом. Водород для охлаждения лобовой части обмотки забирается из вентиляционных каналов между валом ро­ тора и центрирующим кольцом бандажа. Пройдя по внут­ ренним каналам в меди лобовой части обмотки, он поступает в наклонные канавки в пазах и выбрасывается в зазор между ротором и статором (рис. 4-15, а).

Для обеспечения более равномерного охлаждения обмо­ ток ротора и статора по всей длине в турбогенераторах ТВФ применена радиальная многоструйная система вентиляции (рис. 4-16), в которой холодный газ по перепускным каме­ рам подается в отсеки, расположенные равномерно по длине машины. Выходные отсеки статора в этих генераторах находятся напротив входных зон ротора (согласованная система).

Турбогенераторы ТВВ имеют радиальную одноструйную систему вентиляции сердечника статора, в которой охла­ ждающий газ по всей длине статора направлен в зазор ме­ жду ротором и статором, тогда как в роторах этих генерато­ ров зоны входа и выхода газа чередуются по всей длине ротора (4-15, а).

Втурбогенераторах типа ТГВ-200 и ТГВ-300 витки об­ мотки как в пазовой, так и в лобовой части выполнены из двух П-образных шинок, образующих в меди витка внут­ ренний канал (рис. 4-17, а).

Вэтих турбогенераторах применена аксиальная одно­ струйная вентиляция (рис. 4-18) обмоток с наличием зон низкого и высокого давления. Высоконапорный центро­ бежный компрессор 1 забирает часть охлажденного в газоохладителе газа и нагнетает его в зону повышенного давле­ ния, откуда он поступает в вентиляционные каналы —

трубки «обмотки статора и в каналы меди обмотки ротора. В обмотку статора газ поступает со стороны возбудителя,

103

V

а выходит со стороны турбины. В обмотку ротора газ из зоны высокого давления поступает с обеих сторон через кольцевые щели между валом ротора и центрирующими кольцами и выбрасывается в зазор между ротором и стато­ ром в средней части ротора (рис. 4-17, б). Газ из зазора и из обмотки статора попадает на всас осевого вентилятора 2, который нагнетает его в зону низкого давления и оттуда

а )

вгазоохладители и в радиальные вентиляционные каналы магнитопровода статора. Из каналов его газ вновь попадает

взазор.

Обмотка ротора с непосредственным охлаждением в связи с большей высотой ее проводников (что обусловлено нали­ чием внутренних вентиляционных каналов) имеет меньшее количество витков, чем обмотка с поверхностным охлажден нием. Поэтому для машин одной и той же мощности ток ротора с непосредственным охлаждением в 2—2,5 раза больше тока ротора с поверхностным охлаждением. При­ мерно во столько же раз больше и количество щеток на кольцах.

105

Для размещения большего числа щеток контактные коль­ ца в машинах с непосредственным охлаждением , выпол­ няются более широкими. На поверхности контактных колец нарезаются по спирали канавки шириной 3 мм и глубиной б мм, снижающие давление воздушной подушки под щет­ ками, что способствует плотному прилеганию щеток к кольцу и их работе без искрения.

Рис. 4-18. Схема охлаждения турбогенератора ТГВ-200.

В обмотках с непосредственным водородным охлажде­ нием плотность тока в меди в 2,5—3 раза выше, чем в обмот­ ках с поверхностным охлаждением. Они более чувствительны к перегрузкам и требуют более внимательного и ответствен­ ного обслуживания. Например, удлинение меди витков ро­ тора в генераторах серии ТВФ при длительности форси­ ровки возбуждения больше разрешенной может привести к перекрытию наклонных каналов в пазах, так как при этом длина стеклотекстолитовых прокладок между витками мо­ жет не успеть измениться в такой же мере, как длина меди. А перекрытие наклонных каналов прекратит циркуляцию по ним водорода и приведет к быстрому возрастанию тем­ пературы меди обмотки ротора до температуры плавления. Поэтому аварийные перегрузки генераторов с непосредст­ венным охлаждением ограничены как по величине, так и по времени, что будет показано в гл. 5.

Генераторы с поверхностным водородным охлаждением могут работать на воздушном охлаждении при сниженной нагрузке. Для генераторов с непосредственным охлажде­ нием работа с нагрузкой на воздушном охлаждении недо­

106

пустима. Генераторы серии ТВФ должны быть переведены на водород до включения в сеть, а генераторы серии ТВВ и ТГВ при воздушном охлаждении могут работать на х. х. только без возбуждения и то кратковременно.

Ротор гидрогенератора явнополюсный в отличие от ро­ тора турбогенератора. Состоит он из вала, дискового или

ных между двумя коваными башмаками, и спрессованы стяжными болтами. Стальные листы и щеки имеют Т-образ­ ный хвост, при помощи которого полюсы крепятся к ободу с расклиновкой стальными клиньями.

Полюсы некоторых гидрогенераторов имеют успокои­ тельную обмотку в виде массивных латунных или бронзо­ вых стержней, заложенных в полюсные наконечники и сое­ диненных между собой накоротко шинами. Успокоительная обмотка кроме уменьшения колебания нагрузки при резких

107

4-4. Масляные уплотнения

Для предотвращения утечки водорода из корпуса гене­ ратора в местах прохождения вала через торцевые крышки предусматриваются масляные уплотнения. Применяются два типа уплотнений — кольцевые (цилиндрические) и торцевые.

Кольцевые уплотнения, с которыми выпускались ранее генераторы ТВ-50-2, ТВ2-100-2, ТВ2-150-2, представлены на рис. 4-21. Масло поступает в камеру масла 3, откуда

-----------А =— 7= i

Рис. 4-22. Разделка уплотнений кольцевого типа с гидродинами­

через кольцевую выемку вкладыша 4 направляется в зазор между валом 5 и вкладышем 2, вытекая одним потоком в сто­ рону водорода, а другим — в сторону воздуха. Поток масла, идущий в сторону водорода, предотвращает утечку водо­ рода из корпуса генератора через зазор между валом и вкладышем. Из-за большого зазора между вкладышем и валом (0,3—0,4 мм) расход масла в сторону водорода пре­ вышает 5—10 л/мин. Из масла выделяется воздух, снижаю­ щий чистоту водорода. Очистка поступающего на уплот­ нение 1 масла от воздуха и попутно от водорода осуществ­ лялась вакуумной установкой.

При повышении давления водорода в генераторе расход масла на уплотнения увеличивается, маслоочистительная установка не успевает очищать масло и чистота водорода быстро снижается. Поэтому генераторы с такими кольце­ выми уплотнениями могут работать с избыточным давле­ нием водорода всего лишь 0,05 кгс/см2.

109