ТУРБОГЕНЕРАТОР С ГАЗОВЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ РОТОРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК H02K1/22 

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться на тепловых и атомных электростанциях.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является (1) турбогенератор с газовым охлаждением ротора, содержащий подключенные к ротору блок возбуждения и датчик снижения сопротивления изоляции ротора. При снижении сопротивления изоляции ниже установленного уровня производится остановка генератора (2). Это снижает надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что турбогенератор снабжен двумя замыкающими ключами, включенными последовательно между выводами ротора, а средняя точка этих ключей через конденсатор соединена с заземлением.

Дополнительное отличие состоит в том, что параллельно конденсатору включен резистор.

Еще одно дополнительное отличие заключается в том, что последовательно с каждым ключом включен диод.

Отличие также состоит в том, что последовательно с резистором включены размыкающие блок-контакты ключей.

Цель также достигается во втором варианте изобретения за счет того, что турбогенератор снабжен двумя ключами, включенными последовательно между выводами ротора, а средняя точка этих ключей через резистор соединена с заземлением, к управляющим входам ключей подсоединены формирователи, входами подключенные к управляющим контактам.

На фиг.1-5 приведены схемы устройств, соответствующие номерам формулы.

Турбогенератор 1 роторными выводами соединен с блоком 2 возбуждения и датчиком 3 снижения сопротивления изоляции ротора. Статор генератора 1 через выключатель 4 связан с шинами 5 сети. Конденсатор 6 подключен к полюсам ротора через замыкающие ключи 7 и 8. Второй вывод конденсатора 6 подключен к заземлению 9. На фиг.2 параллельно конденсатору 6 включен резистор 10. На фиг.3 последовательно с ключами 7 и 8 включены диоды 11 и 12. На фиг.4 дополнительно размыкающие блок-контакты 13 и 14 включены последовательно с резистором 10.

На фиг.5 ключи 7 и 8 выполнены бесконтактными (транзисторными и т.п.), а средняя тока ключей соединена с заземлением 9 через резистор 10. Формирователи 15 и 16 подключены выходами к управляющим входам ключей 7 и 8, а входами - к управляющим контактам 18 и 19.

Устройства работают следующим образом.

Турбогенератор 1 вращается и передает электроэнергию через замкнутый выключатель 4 в сеть 5. Блок 2 возбуждения подает постоянный ток в ротор, а датчик 3 контролирует сопротивление изоляции ротора по отношению к земле. Если сопротивление изоляции выше десятков Ом, то никакой работы дополнительные элементы на работу генератора 1 не оказывают. Если сопротивление изоляции ротора мало и составляет десятки Ом, на выходе датчика 3 появляется сигнал. По этому сигналу замыкается один из ключей 7 или 8. При замыкании этого контакта через конденсатор 6 и замыкающий элемент протекает импульс тока. При очень низком сопротивлении изоляции, о котором идет речь, причиной замыкания является попадание металлического замыкающего элемента (провод, стружка) в ротор. Обмотка турбогенератора выполняется медными шинами, располагаемыми в U-образных изоляционных желобах. Заземляющий элемент соединяет шину обмотки с корпусом ротора. Ток, протекающий через замыкающий элемент, невелик по сравнению с током ротора. Однако из-за взаимодействия этого тока с магнитным полем на замыкающий элемент воздействует сила. Заземляющий элемент срывается с ротора и уносится потоком охлаждающего воздуха или водорода. Если воздействие первым ключом не вызывает эффекта повышения сопротивления, производится воздействие вторым ключом.

На фиг.2, 3, 4 в промежутке между срабатываниями ключей через резистор 10 производится разряд конденсатора 6. Ключи 7 и 8 могут иметь электрическую и (или) механическую блокировку.

Импульс тока конденсатора имеет колебательный характер, что ослабляет среднюю величину усилия, воздействующего на замыкающий элемент. Диоды 11, 12 на фиг.3 исключают колебательный характер тока. Импульс тока в этом случае имеет форму половины синусоиды (колокол). Усилие имеет такую же форму.

На фиг.5 используются бесконтактные ключи. При воздействии на контакты 17, 18 формирователи 15, 16 подают на ключи 7, 8 отпирающие сигналы заданной, определенной длительности. Ток в цепи ограничивается резистором 10.

Все операции по удалению замыкающего элемента осуществляются без остановки турбогенератора. Более того, в большинстве случаев генератор можно не отключать от сети. Благодаря этому повышается надежность работы турбогенератора.

Источники информации

1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М., Энергия, 1971, стр.470.

2. Основные правила обеспечения эксплуатации атомных станций. М., ЗАО "Центр Принт", 2002, стр.182.

Турбогенератор предназначен для использования в электротехнике на тепловых и атомных электростанциях. Турбогенератор содержит подключенные к ротору блок возбуждения и датчик снижения сопротивления изоляции ротора, два замыкающих ключа, включенных последовательно между выводами ротора, причем средняя точка этих ключей через конденсатор соединена с заземлением; параллельно конденсатору может быть включен резистор, а последовательно с каждым ключом включен диод. Кроме того, последовательно с резистором могут быть включены размыкающие блок-контакты ключей; причем средняя точка этих ключей через резистор соединена с заземлением, а к управляющим входам ключей подсоединены формирователи, входами подключенные к контактам. Изобретение обеспечивает повышение надежности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Турбогенератор с газовым охлаждением ротора, содержащий подключенные к ротору блок возбуждения и датчик снижения сопротивления изоляции ротора, отличающийся тем, что он снабжен двумя замыкающими ключами, включенными последовательно между выводами ротора, а средняя точка этих ключей через конденсатор соединена с заземлением.2. Турбогенератор по п.1, отличающийся тем, что параллельно конденсатору включен резистор.3. Турбогенератор по п.1, отличающийся тем, что последовательно с каждым ключом включен диод.4. Турбогенератор по п.2, отличающийся тем, что последовательно с резистором включены размыкающие блок-контакты ключей.5. Турбогенератор с газовым охлаждением ротора, содержащий подключенные к ротору блок возбуждения и датчик снижения сопротивления изоляции ротора, отличающийся тем, что он снабжен двумя ключами, включенными последовательно между выводами ротора, а средняя точка этих ключей через резистор соединена с заземлением, к управляющим входам ключей подсоединены формирователи, входами подключенные к контактам.