Способ диагностики развивающихся термических дефектов стержней обмотки электрической машины

(51)5 Н 02 К 15 ЕНИЯ ение относится к быть использован фектов стерж) ой машины, напр электротех о для диа ей мащ имер турб й ется повышеутем обнаруктных проводией хладагенаграмма темти изоляции ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт электродинамики АН УССР и Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт Производственного электромашиностроительного объединения "Электросила" им. С.М.Кирова(56) Титов В.В.,Хутугецкий Г.М, и др, Турбогенераторы. Расчет и конструкция - Л.:Энергия, 1967.Войтенко Н.С., Гуревич Э.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 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙМАШИНЫ 57) Изобретение относится к электротехни ке, в частности к эксплуатации электриче Изобретке и можетстики деэлектрическнератора.Целью изобретения явлние точности диагностикижения местоположения дефеников с нарушенной циркуля та. На фиг, 1 представлена ди пературного паля паверхносских 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 йным и = - , где Й - количество полых2 - 3проводников 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 термопреобразователя ( отношения приращения показанийтермопреобразователя к приращению превышения температуры закупоренного проводника) на боковой поверхности изоляциистержня от их количества на этой поверхности,Способ диагностики развивающихсядефектов стержней обмотки электрическоймашины, содержащей сплошные 1 и полые2 проводники, уложенные в один или несколько рядов по ширине стержня, и охлаждаемых циркулирующим по каналам 3полых проводников 2 хладагентом, заключается в том, что для обнаружения местоположения дефектного проводника 4 попериметру стержня на пазовой изоляции 5устанавливаются термопреобразователи 6и 7. Затем при фиксированном значениитока в стержне измеряют показания термопреобразователей и производят сравнениефактического распределения температурыпо поверхности изоляции стержня с диаграммами температурного поля 8, которыенесколько меньше, чем значения температуры 9 отдельных проводников стержня,С целью исключения влияния температуры стали пакетов сердечника статора напоказания термопреобразователей послед ние устанавливают либо в лобовой частиобмотки, либо в зоне выхода стержней обмотки из паза сердечника статора электрической машины,Диаграммы деформации температурного поля поверхности изоляции стержня могут быть получены либо путем численногоэксперимента на математической моделитеплового состояния стержней обмртки, либо путем эксперимента на физической модели стержня, либо непосредственно наэлектрической машине,Как видно из фиг, 1, местное повышениетемпературы поверхности изоляции стержня в зоне расположения дефектного проводника составляет 6,2 К (приведеныабсолютные температуры), Однако установка одного термопреобразователя на боковую поверхность изоляции стержня не даетвозможности 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 изоляциистержня установлены по три термопреобразователя 10, приведены на фиг.З. При этомпоказания термопреобразователя, ближайшего к закупоренному проводнику, почти на4 К превосходят показания термопреобраэователя при отсутствии каких бы то ни бы 25 ло нарушений циркуляции. Таким образом, при таком количестве термопреобразователей на боковой поверхности изоляции стержня может быть обнаружена закупоркаодного полого проводника и: его положениев 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 ЬОд к вызвавшему это приращение повышению температурыблизлежащего проводника Л растетпропорционально количеству термопреобразователей и до значения и = 3 - 4, послекоторого 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- 3полых элементарных проводника, При таком количестве и оасположении термопре- образователей путем сопоставленияфактического распределения температуры изоляции стержня с диаграммами деформаЭО ции температурного поля при частичной илиполной закупорке одного или несколькихпроводников, полученными предваритель. но методами математического или физического моделирования, для одинакового35 значения тока в стержне могут быть выявлены дефекты на ранних стадиях нарушенияциркуляции хладагента в стержне, определено количество и. местоположение дефектных проводников в стержне, проконт 40 ролирована динамика развития дефекта,степень его опасности для эксплуатации машин,Таким образом, предлагаемый способ;диагностики развивающихся термических45 дефектов стержней обмотки электрическоймашины позволяет выявить дефекты стержней обмотки электрической машины на ранних стадиях Нарушения циркуляциихладагента в стержне, определить количест 50 во и местоположение дефектных проводников.Формула изобретенияСпособ диагностики развивающихсятермических дефектов стержней обмотки55 электрической машинысодержащей полыеи сплошные проводники, уложенные в одинили несколько рядов по ширине стержня, иохлаждаемые циркулирующим по полымпроводникам хладагентом, включающийконтроль 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности диагностики путем обнаружения местоположения дефектных проводников с нарушенной циркуляцией хладагента, термообразователи устанавливают по перий метру стержня в количестве и =2-3 где М - 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. Б,В1576997 Уб,д 64 Ь 8 А й0,0Составитель Д,Румянцеведактор В,Бугренкова Техред М;Моргентал Корректор М.Самборск Заказ 1852 Тираж 449 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101