УКАЗАНИЯ ПО СУШКЕ ГЕНЕРАТОРА

 

1. Сушка методом потерь в стали статора

 

Нагрев генератора следует осуществлять методом потерь на перемагничивание и вихревые токи в стали статора от создаваемого в ней переменного магнитного потока. Сушку можно производить как со вставленным ротором, так и без него.

Переменный магнитный поток создается намагничивающей обмоткой, наматываемой через расточку статора. Схема подключения намагничивающей обмотки приведена на рис. П13.1.

 

 

Рис. П13.1. Схема подключения намагничивающей обмотки для сушки генератора методом потерь в стали сердечника статора:

1 - выключатель; 2 - трансформатор; 3 - рубильник (у стола дежурного);

4 - намагничивающая обмотка; 5 - ротор; 6 - сердечник статора

 

Измерения сопротивления изоляции обмотки статора во время сушки можно производить без снятия напряжения с намагничивающей обмотки, так как создаваемый ею магнитный поток, направленный по окружности статора, наводит в отдельных полувитках обмотки статора ЭДС, взаимно компенсируемые вследствие четного числа полувитков.

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 измерение 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 ЭДС одного витка. Во избежание короткого замыкания необходимо изолировать один конец вала ротора. Кроме того, должна быть устранена возможность замыкания на ротор лабиринтных уплотнений в торцевых щитах при закрытом генераторе.

В связи с тем, что ЭДС вдоль ротора может достигать значений, при которых недопустимо прикосновение обслуживающего персонала к концу вала, изолированный конец вала должен быть огражден и 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.

 

1.1. Устройство намагничивающей обмотки

 

Намагничивающую обмотку следует выполнять изолированным проводом.

Запрещается применять освинцованный или бронированный кабель.

Располагать обмотку по всей окружности нет необходимости; она может быть расположена в одном месте.

Учитывая, что в расточке статора температура воздуха будет значительно превышать температуру окружающей среды, нагрузка на провод намагничивающей обмотки принимается равной 0,5-0,7 предельно 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 недостаточным воздушным зазором при сушке генератора со вставленным ротором.

От витков намагничивающей обмотки выполняются отпайки, соответствующие различным значениям индукции. Это позволяет производить регулирование теплового режима во время сушки при неизменном значении подводимого напряжения.

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

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

 

1.2. Расчет намагничивающей обмотки

 

Количество витков намагничивающей обмотки определяется по формуле:

где U – действующее значение напряжения на намагничивающей обмотке, В;

f - частота подводимого напряжения, Гц;

Q - поперечное сечение спинки статора, см²;

B - индукция, необходимая для создания соответствующего теплового режима, Т.

Принимая f = 50 Гц, получаем:

где: - осевая длина сердечника статора, см;

K - коэффициент заполнения для стали (для лакированной K = 0,93, для оклеенной бумагой K =0,9);

l - полная осевая длина сердечника статора с изоляцией и вентиляционными каналами, см;

n_КАН - число вентиляционных каналов;

l_КАН - ширина вентиляционного канала, см;

h_СП - высота спинки статора, см;

D_внеш - внешний диаметр сердечника статора, см;

D_внутр - внутренний диаметр сердечника статора, см;

h_зуб - высота зуба или глубина паза, см.

Приведенные геометрические размеры стали статора указаны на рис. П13.2

 

 

Рис. П13.2. Эскиз сердечника статора

 

Ток намагничивания (А) подсчитывается по формуле:

,

где F = p D ₀ H ₀ – полная намагничивающая сила (н. с.), А;

D ₀ = D_внеш – h_СП - диаметр сердечника, соответствующий середине спинки статора, см;

H ₀ - напряженность поля (действующее значение), А/см.

Полная мощность источника питания (кВ·А), необходимая для сушки, определяется по формуле:

Активная мощность (кВт), необходимая для сушки

P = p G

где р - удельные потери в стали сердечника собранного статора для данной индукции, Вт/кг;

G - масса сердечника статора без зубцового слоя, кг (зубцовый слой не учитывается, так как магнитный поток в нем весьма мал).

Принимая плотность g = 7800 кг/м³, получаем G в тоннах:

G = 24,5 D ₀ Q · 10^-6.

Значения напряженности поля и удельных потерь в зависимости от индукции В приведены в табл. 10.

Сушка методом потерь в стали статора может применяться в сочетании 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:

где U_НОМ - номинальное напряжение статора, В;

I_C - ток в обмотке при сушке статора, А;

I_НОМ - номинальный ток статора, А.

 

Таблица 10

 

Напряженность поля и удельные потери в стали статора генератора при сушке методом потерь в стали статора (усредненные данные)

 

Наименование	Значение параметров генератора при индукции, Т	Марка активной стали
0,5	0,6	0,7	0,8	1,0
Для генераторов выпуска до 1958 г.
Напряженность поля, А/см	0,66-0,85	1,0-1,2	1,3-1,45	1,7-2,0	2,15-2,8
Удельные потери, Вт/кг	0,55	0,72	1,08	1,41	2,2	Э–4А; Э–4АА; Э-42
Для генераторов выпуска с 1958 г.
Напряженность поля, А/см:
линия проката стали сегментов поперек зубцов	0,5-0,6	0,8	0,9-1,0	1-1,2	1,3-1,5
линия проката вдоль зубцов	0,8-1,1	1,1-1,3	1,3-1,5	1,6-1,8	2,0-2,2	Э 320 (3412)
Удельные потери, Вт/кг:
линии проката поперек зубцов	0,4	0,6	0,8	1,05	1,6	Э 330 (3413)
линии проката вдоль зубцов	0,6	0,85	1,15	1,5	2,3
Примечание: Для генераторов выпуска до 1932 г. мощностью до 10000 кВ·А напряженность поля и удельные потери примерно в два раза больше.

 

Для быстрого подъема температуры в начале сушки значение индукции В рекомендуется принимать равным 0,7-0,9 Т. После подъема температуры индукцию следует снижать до такого значения, чтобы потери в стали покрывали потерю тепла при установившимся тепловом режиме. Значение индукции при установившемся тепловом режиме может быть снижено до 0,4-0,6 Т.

Снижение индукции может достигаться регулированием подводимого напряжения или увеличением числа витков намагничивающей обмотки при неизменном напряжении, подводимом к намагничивающей обмотке.

В табл. 11 приведены основные данные, необходимые для расчета намагничивающей обмотки. Данные относятся к турбогенераторам отечественного производства.

Расчет витков намагничивающей обмотки для генераторов других 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. 10.