Способ контроля перехода турбогенератора в асинхронный режим Советский патент 1991 года по МПК G01R31/34 H02K15/00 

1

(21)4495685/07

(22)18.10.88

(46) 30.03.91. Бюл. № 12

(71)Ленинградское производственное электромашиностроительное объединение Электросила им. С.М.Кирова

(72)В.И. Косачевский, Б.А.Решко и Г.М.Хуторецкий

(53) 621.313 (088.8)

(56) Бронштейн Э.Л. и др. Сравнительные испытания датчиков асинхронного режима турбогенераторов при потере возбуждения, - Электрические станции, 1979, № 6, с. 26-28.

Авторское свидетельство СССР № 442546, кл. Н 02 Н 7/06, 1974.

Веряйская Л.А. и др. Исследование теплового состояния крайних пакетов турбогенератора п режимах недовозбуждения и асинхронных. - Электротехника, 1987, № 9, с. 38-42.

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕРЕХОДА ТУРБОГЕНЕРАТОРА В АСИНХРОННЫЙ РЕЖИМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упро пение реализации способа и повышение его эффективности. Способ контроля перехода турбогенератора Р асинхронный режим заключается в том, что измеряют скорость измерения темпера- туры крайних пакетов сердечника статора турбогенератора, непрерывно сравнивают ее с эталонной скоростью нагрева, а о переходе в асинхронный режим судят по превышению измеренной скорости над эталонной. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к мощным электрическим машинам, и касается, в част- ности, контроля перехода турбогенератора в асинхронный режим.

Цель изобретения - упрощение реализации способа и повышения его эффективности. I

На фиг.1 показано изменение температуры ДТ двух генераторов в функции времени t, начиная с момента перехода генератора в асинхронный режим при отключении возбуждения (t 0), после включения синхронизации (t t,) и после подачи возбуждения (t t) при мощности в асинхронном режиме Р 0,4 Рн и Р 0,6 Рн, где РЦ - номинальная мощность; на фиг.2 изменение температуры стали статора во времени от набора нагрузки в рабочем режиме . i

В асинхронных режимах добавочные потери в крайних пакетах, вызываемые вихревыми токами от осевой составляющей магнитной индукции, значительно больше, чем в режимах недовозбуждения. Большие значения потерь, выделяющихся в крайних пакетах сердечника статора в асинхронном режиме,

05

со оо оь оо оо

j16

приводят к более быстрому росту температур в крайних пакетах по сравне- нию с другими режимами. В результате асинхронный режим связан прежде всего с высокими термическими на - грузками крайних пакетов сердечника статора, превышающими термические нагрузки при других режимах (в частности, недовозбуждения), сопостави- мых по характеру электромагнитных процессов в торцовой зоне. Таким образом, при упрощенной схеме достигается эффективное диагностирование асин

хронного режима при использовании для измерения штатного набора термопар.

Способ определения возникновения асинхронного режима мощного турбогенератора осуществляется следующим образом.

Расчетную скорость изменения температуры vtT1;nac, соответствующую асинхронному режиму с нулевой активной мощностью, определяют расчетным путем. Методика расчета v Qc заключается в численном расчете электромагнитного поля и потерь в крайних пакетах сердечника статора, которые используются в качестве тепловых ис- точников при решении нестационарного уравнения теплопроводности для определения температур в крайних пакетах

Скорость изменения температуры

крайнего пакета v ор определяют по по- 35 для контроля состояния крайних пакеказаниям термопары, установленной в середина зубца первого пакета по середине его высоты, и сравнивают ее с расчетной. Если в какой-то момент времени v оп vm;n QC, то это означа- 40 ет, что турбогенератор перешел в асинхронный режим работы.

К нагреву крайних листов пакета статора, имея в виду 1-3 торцовых пакета, как это принято в практике 45 исследований и анализа, приводит не только наличие асинхронного режима (фиг.1), но и изменение нагрузки (фиг.2), его характеристика и т.д.

тов в турбогенераторах не предусматривается .

I

В асинхронных режимах из-за резко

возрастающей интенсивности магнитного поля в зоне лобовых частей обмоток потери в крайних пакетах статора возрастают Однако глубина проникновения торцового магнитного потока не превышает 3-4 пакета. Таким образом, штатные измерители температуры не реагируют на резко возросшие потери в крайних пакетах. Кроме того, из-за исчезновения тока возбуждения в асинхронном

Однако, как показали результаты много- режиме несколько уменьшается темпечисленных исследовании, характер и уровень изменения нагрева торцовых пакетов статора в этих случаях принципиально отличен от асинхронного режима.

Только в асинхронном режиме происходит практически скачкообразный рост аксиальной составляющей магнит-

ной индукции в зоне лобовых частей обмоток. Этот рост индукции вызывает очень интенсивный рост потерь в 1-3 пакетах сердечника статора, а именно это явление, характерное только для асинхронного режима, может служить диагностирующим элементом метода (фиг.1). Что касается режимов набора нагрузки, то. как известно, это происходит постепенно, за сравнительно большой промежуток времени (десятки минут) в силу значительных выдержек времени системы регулирования тепловой части блока. Тепловое, состояние крайних пакетов если и изменяется, то крайне незначительно, и происходит за относительно большой промежуток времени (фиг.2).

В случае внутренних коротких замыканий обмоток изменение теплового состояния сердечника статора не происходит.

Система теплового контроля турбогенераторов предусматривает контроль температуры активной стали сердечника статора по термометрам сопротивления, устанавливаемым на дно пазов в районе 5-7 пакетов, обмотки статора - по термометрам сопротивления, устанавливаемым между слоями обмотки статора, температуры охлаждающего газа - по термометрам сопротивления в горячей и холодной камерах. Никаких датчиков

тов в турбогенераторах не предусматривается .

I

В асинхронных режимах из-за резко

возрастающей интенсивности магнитного поля в зоне лобовых частей обмоток потери в крайних пакетах статора возрастают Однако глубина проникновения торцового магнитного потока не превышает 3-4 пакета. Таким образом, штатные измерители температуры не реагируют на резко возросшие потери в крайних пакетах. Кроме того, из-за исчезновения тока возбуждения в асинхронном

5

ратура охлаждающего газа, что, в свою очередь, приводит к некоторому снижению температуры, фиксирующейся термосопротивлением, установленным на активную сталь сердечника. Что касается термосопротивлений, установленных в обмотку статора, то они реагируют только на изменение температуры обмотки. Поэтому именно датчики, устанавливаемые для целей диагностики в активную сталь крайних пакетов, надежно информируют-о моменте начала асинхронного режима и служат для регламентации параметров режима: допустимой величины активной мощности генератора и времени работы в асинхронном режиме.

Пример. Для турбогенератора мощностью 160 МВт рассчитанное значение минимальной скорости нарастания температуры крайних пакетов vrn;nQc в асинхронном режиме составляет

vn,mac 0,25°C/c.

С.величиной УП,;,, непрерывно сравнивают величины von - измеряемого значения скорости изменения температуры крайнего лакета. Величину VQ получают путем дифференцирования по времени сигнала, снимаемого с термопар, установленных в крайнем пакете сердечника статора.

В исследованных режимах недовоз- буждения выполняется неравенство

on

i v

mm ас

Если в некоторый будет von , .

ствует о наступлении асинхронного режима.

i

Технике-экономическая эффективность способа определения возникновения асинхронного режима состоит в повышении эффективности диагностирования при простой измерительной схем использующей штатные термодатчики турбогенератора, установленные у крайних пакетов сердечника статора. Формула изобретения

Способ контроля перехода турбогенератора в асинхронный режим, заключающийся в том, что непрерывно измеряют и сравнивают величину измеряемого показателя, характеризующего асинхронный режим турбогенератора, с эталонным и по его превышению определяют переход генератора в асинхронный режим, отличающийся тем, что, с целью упро.щения реализации способа и повышения его эффективности, в качестве измеряемого показателя используют скорость изменения температуры крайних пакетов сердечника статора турбогенератора.

k Ч)

i

fe

Чэ

40 5 20 SS & 25 tO 5

Фиг. 2

Составитель В.Никаноров Редактор М.Циткина Техред С.Мигунова Корректор Н. Король

Заказ 927

Тираж 432

ВНИИПИ Государстве много комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

ь