Способ диагностики развивающихся термических дефектов стержней обмотки электрической машины

Способ диагностики развивающихся термических дефектов стержней обмотки электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации электрических машин. Цель изобретения - обнаружение местоположения дефектных проводников с нарушенной циркуляцией хладагента. Способ диагностики развивающихся термических дефектов стержней обмотки электрической машины заключается в том, что по периметру наружной поверхности изоляции стержня устанавливают термопреобразователи, причем их количество выбирают равным N = N/2-3, где N - количество полых проводников в ближайшем к поверхности ряду. Затем при фиксированном значении тока в стержне снимают показания термопреобразователей и производят идентификацию термического дефекта путем сравнения фактического распределения температуры по поверхности изоляции стержня с диаграммами деформации температурного поля при закупорке по меньшей мере одного проводника стержня при таком же значении тока в нем. Термопреобразователи могут быть установлены в лобовой части обмотки либо в зоне выхода стержней обмотки из пазов сердечника статора. 4 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4373902/24-07 (22) 01.02.88 (46) 07.07.90. Бюл. N. 25 (71) Институт электродинамики АН УССР и Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт

Производственного электромашиностроительного объединения "Электросила" им. С.М.Кирова (72) Г.M.Ôåäoðåíêî. О.Г.Кенсицкий, B,Ï.×åðHÿâñêèé и В,И,Иогансен (53) 621.313.713 (088.8) (56) Титов В.В..Хутугецкий Г.М, и др. Турбогенераторы. Расчет и конструкция — Л.:Энергия, 1967.

Войтенко Н.С., Гуревич 3.И., Карташова Т.Н. Проявление скрытых термических дефектов в активных частях турбогенератора.— Электричество, 1986, М 3, с. 28-34. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАЗВИВАЮЩИХСЯ ТЕРМИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ СТЕРЖНЕЙ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации электричеИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для диагностики дефектов стержней мощной электрической машины, например турбогенератора.

Целью изобретения является повышение точности диагностики путем обнаружения местоположения дефектных проводников с нарушенной циркуляцией хладагента.

На фиг. 1 представлена диаграмма температурного паля поверхности изоляции

„„ 4 „„1576997 А1 ских машин. Цель изобретения — обнаружение местоположения дефектных проводников с нарушенной циркуляцией хладагента.

Способ диагностики развивающихся термических дефектов стержней обмотки электрической машины заключается в том, что по периметру наружной поверхности изоляции стержня устанавливают термопреобразователи, причем их количество выбирают рав N ным n = . где N — количество полых

2 — 3 проводников в ближайшем к поверхности ряду. Затем при фиксированном значении тока в стержне снимают показания термопреобразователей и производят идентификацию термического дефекта путем сравнения фактического распределения температуры по поверхности изоляции стержня с диаграммами деформации температурного поля при закупорке по меньшей мере одного проводника стержня при таком же значении тока в нем. Термопреобразователи могут быть установлены в лобовой части обмотки либо в зоне выхода стержней обмотки из пазов сердечника статора. 4 ил. стержня турбогенератора с полным водяным охлаждением мощностью 800 МВт при закупорке одного полого проводника; на фиг. 2 — показания термопреобразователей, установленных па периметру стержня, когда на боковой поверхности установлен один термапреобразователь, при закупорке одного полого проводника; на фиг. 3 — то же, когда на боковой поверхности установлены три термопреобразавателя, при закупорке одного полого проводника; на фиг. 4 — зависимость чувствительности термопреобразо1576997 вателя (отношения приращения показаний термопреобразователя к приращению превышения температуры закупоренного проводника) на боковой поверхности изоляции стержня от их количества на этой поверхности, Способ диагностики развивающихся дефектов стержней обмотки электрической машины, содержащей сплошные 1 и полые

2 проводники, уложенные в один или несколько рядов по ширине стержня, и охлаждаемых циркулирующим по каналам 3 полых проводников 2 хладагентом, заключается в том, что для обнаружения местоположения дефектного проводника 4 по периметру стержня на пазовой изоляции 5 устанавливаются термопреобразователи 6 и 7. Затем при фиксированном значении тока в стержне измеряют показания термопреобразователей и производят сравнение фактического распределения температуры по поверхности изоляции стержня с диаграммами температурного поля 8, которые несколько меньше, чем значения температуры 9 отдельных проводников стержня.

С целью исключения влияния температуры стали пакетов сердечника статора на показания термопреобразователей послед ние устанавливают либо в лобовой части обмотки, либо в зоне выхода стержней обмотки из паза сердечника статора электрической машины.

Диаграммы деформации температурного поля поверхности изоляции стержня могут быть получены либо путем численного эксперимента на математической модели теплового состояния стержней обмртки, либо путем эксперимента на физической модели стержня, либо непосредственно на электрической машине.

Как видно из фиг, 1, местное повышение температуры поверхности изоляции стержня в зоне расположения дефектного проводника составляет 6,2 К (приведены абсолютные температуры). Однако установ ка одного термопреобразователя на боковую поверхность изоляции стержня не дает возможности выявить дефект такого масштаба, так как показания термопреобразователя при этом увеличиваются на 1,2 К (фиг.2), что может быть вызвано также отключением технологических параметров.

Показания термопреобразователей, когда на боковой поверхности изоляции стержня установлены по три термопреобразователя 10, приведены на фиг.3. При этом показания термопреобразователя, ближайшего к закупоренному проводнику, почти на

4 К превосходят показания термопреобраэователя при отсутствии каких бы то ни было нарушений циркуляции. Таким образом, при таком количестве термопреобразователей на боковой поверхности изоляции стержня может быть обнаружена закупорка одного полого проводника и: его положение в стержне. На фиг.4 представлена зависимость чувствительности термопреобразователя на боковой поверхности изоляции стержня от их количества на ней, Чувствительность термопреобразователей д. равная отношению приращения показаний термопреобразователя ЛО д к вызвавшему это приращение повышению температуры близлежащего проводника А4п, растет пропорционально количеству термопреобразователей и до значения n = 3 — 4, после которого увеличение и уже не дает значительного повышения чувствительности д.

Если учесть, что в данном примере в каждом ряду исследуемого стержня содержится 8, полых элементарных проводников, то, следовательно, можно считать оптимальным, когда каждый термопреобразователь своим чувствительным элементом охватывает 2-3

25 полых элементарных проводника. При таком количестве и оасположении термопре образователей путем сопоставления фактического распределения температуры изоляции стержня с диаграммами деформаЭО ции температурного поля при частичной или полной закупорке одного или нескольких проводников, полученными предварительно методами математического или физического моделирования, для одинакового значения тока в стержне могут быть выявлены дефекты на ранних стадиях нарушения циркуляции хладагента в стержне, определено количество и. местоположение дефектных проводников в стержне, проконт40 ролирована динамика развития дефекта, степень его опасности для эксплуатации машин, Таким образом, предлагаемый способ; диагностики развивающихся термических

45 дефектов стержней обмотки электрической машины позволяет выявить дефекты стержней обмотки электрической машины на ранних стадиях Нарушения циркуляции хладагента в стержне, определить количест50 во и местоположение дефектных проводников.

Формула изобретения

Способ диагностики развивающихся термических дефектов стержней обмотки

55 электрической машины,,содержащей полые и сплошные проводники, уложенные в один или несколько рядов по ширине стержня, и охлаждаемые циркулирующим по полым проводникам хладагентом, включающий

1576997

35, контроль температуры наружной поверхности изоляции стержней при помощи установленных на ней термопреобразователей, и сопоставлении показаний термообразователей с установленными нормами, о т л и - 5 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности диагностики путем обнаружения местоположения дефектных проводников с нарушенной циркуляцией хладагента, термообразователи устанавливают по пери- 10

N метру стержня в количестве n =

2-3 где N — количество полых проводникОв в ближайшем к поверхности ряду, затем при фиксированном значении тока в стержне измеряют показания термопреобразователей и производят идентификацию термического дефекта путем сравнения фактического распределения температуры по поверхности изоляции стержня с диаграммами температурного поля при закупорке по меньшей мере одного из проводников стержня при таком же значении тока в нем.

1576997

36,8

5, 7

93

ЗФ,Ф

Фиг.2 р= Лдпя йдзп

0,04 0,0Z

2 3

Фиг. Ф

Составитель Д,Румянцев

Редактор В.Бугренкова Техред М;Моргентал Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 1852 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101