Способ контроля креплений обмотки электрической машины Советский патент 1993 года по МПК H02K15/02 

Изобретение относится к электротехуи- ческой промышленности, к диагностике технического состояния электрических машин, а именно к способу контроля крепления обмоток электрических машин.

Цель изобретения - обеспечение контроля за состоянием крепления обмотки на работающей электрической, машине.

Цель достигается применением известного способа контроля теплового состояния электрической машины, описанного в статье Гущина Е.В., Цветкова В.А., Полякова В.И. Повышение чувствительности штатных средств теплового контроля обмоток генераторов - Электрические станции, 1989, N 12. Аналогичный способ описан в циркуляре Ц-10-85(Э) от 28.05.85 Об организации водно-химического режима системы охлаждения обмоток статора турбо- и

гидрогенераторов - Сборник решений и циркуляров ГлавтехугтравлеНия Минэнерго СССР за 1985 г. (Электретехническая часть). М.; СПО Союзтехэнерго, 1986 г.

Здесь измеряют температуры стержней обмотки статора генератора с помощью термодатчиков, прижатых к изоляции обмотки ее-креплением (клином). Сравнивают измеренные значения температур с эталонными. Если измеренные значения существенно превышают эталонные, диагностируют загрязнение охлаждения стержня.

В статье Гущина Е.В., Цветкова В.А.. Полякова В.И. Повышение чувствительности ... в качестве диагностического параметра принят параметр 0, представляющий собой превышение температуры стержня над средней температурой стержней генератора. А также параметр

00

ы о с

CJ

CJ

ДО , представляющий собой отклонение параметра 0от эталонного значения.

Поставленная цель достигается тем, что контролируют плотность клиновки путем применения известного способа тепловой диагностики, включающего измерение температурных параметров элементов обмотки с помощью термодатчиков, прижатых к изоляции обмотки ее креплением, а также сравнения измеренных значений с эталонными.

Об общем состоянии клиновки судят по величине среднего.квадратического отклонения (СКО) параметра Д0 , которое рассчитывают по формуле:

V

2Д©1

1

ле

м-Г --

где Д0|-параметр ДЭдля 1-го элемента (стержня) обмотки,

N - число элементов, для которых определен параметр Д0.

Для определения состояния крепления отдельного элемента (стержня) дополнительно измеряют и изменяют температуру охлаждающей среды генератора и судят о состоянии крепления элемента по изменению показаний термодатчика, контролирующего этот элемент.

Например, на генераторе с газовым ох- лаждением статора и водяным охлаждением обмотки состояние крепления стержня считают неудовлетворительным, если соблюдается условие:

У1 Уср-35)г.

где yi - производная показаний термодатчика i-ro стержня по температуре меди этого элемента,

Уср.- среднее значение производной для всех стержней,

S - СКО параметра у.

Здесь у находят по изменению показаний термодатчика:

.

(v«1 - V&2) -( ) ( Vxn - Vxrj ) - ( Vx31 Vxj2 )

где VA i и v 2 показания термодатчика стержня до - 1 и после - 2 изменения параметров охлаждающих сред;

vx.j2 - температуры холодного дистиллята обмотки статора в режимах 1 и 2;

Vxri, температуры холодного газа статора в режимах 1 и 2.

На фиг. 1 показан узел контроля температуры обмотки статора с водяным охлаж

дением. Здесь 1 - стержень обмотки. 2 - сердечник статора, 3 - полый проводник для циркуляции дистиллята. 4 - клин крепления обмотки, Ъ - термодатчик, на фиг.2. Rr 5 тепловое сопротивление между термодатчиком и газом в корпусе машины, RM - тепловое сопротивление между термодатчиком и медью стержня, vr - температура газа, vj - температура (показания) термодатчика,

Ю VM - температура меди стержня.

Выражение (3) получено их схемы замещения на фиг.1 с учетом того, что при заданной нагрузке превышение температуры меди над температурой холодного дистил15 лятэ и превышение температуры газа в районе установки термодатчика над температурой холодного газа является постоянными величинами,

При ослаблении крепления стержня 1

20 (ослабление плотности клиновки) ухудшается контакт термодатчика 5 с изоляцией стержня 1, усиливается контакт термодатчикз 5 с окружающим газом. В эквивалентной схеме замещения при этом возрастает сопро25 тивление RM и уменьшается Rr, что приводит к еще более сильному уменьшению производной у , которая и служит диагностическим параметром. .

Известно, что в ходе эксплуатации ос30 лабление клиновки статора идет неравномерно. Часть стержней сохраняет плотность клиновки. У другой части стержней крепление ослабевает, что приводит к достаточно большому увеличению СКО па35 раметра Д© , который также может служить эффективным диагностическим параметром для контроля общего состояния крепления обмотки статора.

Путем измерений, выполненных на тур40 богенераторах ТВВ-320-2, установлено, что при неизменном состоянии клиновки параметр 5де имеет величину около 0,15°С, с течением времени эксплуатации он растет и достигает 1°С при ухудшении клиновки до

45 состояния, требующего вывода генератора в ремонт для восстановления крепления обмотки путем ее частичной переклиновки.

Как видно из приведенных цифр, параметр 5дв является очень чувствительным к

50 изменению состояния крепления обмотки. Переход клиновки обмотки из удовлетворительного в неудовлетворительное состояние сопровождается увеличением параметра S приблизительно в семь раз.

55 На генераторе ТВВ-1000-4 было выполнено измерение параметра у.

Среднее значение параметра оказалось равным 0,287 при СКО. равным 0,039. Обнаружено ослабление крепления стержней в

пазах 19 и 49 по условию (2). Здесь оказалось yi9 0,121, yi9 - 0,155.

При осмотре генератора обнаружено, что пазы 19 и 49 имеют клинья особой конструкции. Эти клинья удлинены для торможения газа н воздушном зазоре машины. В силу особенностей конструкции проверка плотности клиновки в этих пазах традиционным методом простукивания не дает результата. Поэтому ослабления клиновки пазов в эксплуатации не обнаруживалось.

Факт ослабления крепления обмотки в пазах 19, 49 подтвержден при ремонте. Плотность клиновки восстановлена добавлением двух подклинов.ых прокладок в каждом пазу. Тем самым предотвращено возможное вибрационное разрушение

0

5

стержней обмотки в пазах 19, 49 из-за ослабления крепления, которое ранее имело место на другом генераторе того же типа. Формула изобретения 1.Применение способа контроля теплового состояния обмотки электрической машины, в котором измеряют тепловые параметры обмотки с помощью термодатчиков, прижатых к изоляции обмотки ее креплением, сравнивают измеренные теп- лоные параметры с эталонными, в качестве способа контроля креплений обмотки электрической машины,

2 Применение способа по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что дополнительно измеряют и изменяют температуру охлаждающей среды электрической машины.

Использование: электротехника, а именно диагностика технического состояния обмотки электрической машины. Применяют способ контроля теплового состояния обмотки, в котором измеряют тепловые параметры обмотки с помощью термодатчиков, прижатых к изоляции обмотки ее креплением, сравнивают измеренные параметры с эталонными. По результатам сравнения устанавливают качество общего состояния креплений обмотки. Для оценки состояния крепления отдельных элементов (стержней) обмотки изменяют температуру охлаждающей среды электрической маши-, ны и по изменению тепловых параметров элемента судят о техническом состоянии его крепления. Изобретение обеспечивает контроль за состоянием крепления обмотки на работающей электрической машине. 1 з.п ,ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

я

И