Пофазно-экранированный токопровод Советский патент 1979 года по МПК H02G5/06 

(54) ПОФАЗНО ЭКРАНИРОВАННЫЙ ТОКОПРОВОД

1

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано ha нулевых выводах генераторов мощных электростанций.

В связи с увеличением единичных мощностей генераторов одной из основных и наиболее сложных проблем при проектировании токопроводов является проблема их охлаждения.

Известен пофазно экранированный токопровод, содержащий кожухи и токоведущие шины 11. Однако такой токопровод не может быть использован для генераторов большоЦ| мощности, например свыще 800 МВт, так как рост передаваемой мощности вызыв ет резкое увеличение габаритов токопровода, а следовательно, его металлоемкости и требуемых строительных объемов, а также усложняет конструкцию системы вентиляции.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пофазно экранированный токопровод, содержащий кожухи, и токоведущие щин-я с водяныМ охлаждением, закрепленные в кожухах при помощи опорных изоляторов и соединенные патрубками, подсоединенными к подающим и от

водящим охлаждающую жидкость трубопроводам {2. Этот токопровод может передавать сравнительно больщую мощность, однако ошиновка нулевых выводов мощных генераторов с расщепленньши фазами, имеющих щесть выводов вместо обычных трех, требует по крайней мере удвоения количества комплектов токопроводов, а следовательно, увеличения металлоемкости, габаритов и строительных объемов.

Целью изобретения является снижение

металлоемкости и уменьшение габаритов токопровода при использовании его для ошиновки нулевых выводов мощных генераторов 0ТО достигается тем, что в предлагаемолв гокопроводв каждая из токоведущих шин

выполнена расцепленной по крайней мере на две обхваченные вместе изоляционными бандажами полутрубы, между которыми установлены изоляционные распорки, причем к продольным краям полутруб жестко и герметично прикреплены V-образные перегородки, а подаюише и Отводящие охлаждающую жидкость патрубки смонтированы на полутрубах так, что охлаждающая жидкость проходит через каждую полутрубу пофазно. .Изоляционные бандажи могут быть выполнены в виде обойм, например разъемных, обхватывающих токоведущую шину с зазором, в котором установлены диэлектрические прокладки. На фиг. I дана электрическая схема ошиновки нулевых выводов генератора; на фиг. 2описываемый токопровод, вид сбоку с частичным вырывом; на фиг. 3 - разрез по А- А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 5 - узел I на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез по В-В на фиг. 4; на фиг, 7 - разрез по Г-Г на фиг. 5; на фиг. 8 - схема системы водяного охлаждения, развертка. Обмотка статора 1 мощного генератора выполнена с двумя параллельными на каждую из фаз А, В, С ветвями, каждая из которых имеет отдельный нулевой вывод 2 (, ,ZiZ)). Токопровод 3 соединяет соответствующие ветви обмоток в две параллельные звезды, ветви одноименных фаз которых электрически изолированы друг от друга, а нулевые точки Oi и 0) соединены между собой через трансформатор 4 тока поперечной дифференциальной защиты генератора. Токопровод 3 содержит по две токоведущие шины 5, каждая из которых выполнена в виде полутруб б, к продольным краям которых жестко и герметично прикреплены (приварены) V-образные перегородки 7. К каждому нулевому выводу 2,присоединена соответствующая шина 5, причем обе шины одной фазы заключены в общий кожух 8, механически соединены друг с другом изоляционными бандажами 9, уст;ановленными равномерно по длине токопровода, и фйксируются в кожухе опорным гизоляторами 10, радиально ввинченными в опорные кольца 11 кожуха, и изоляционными распорками 12, размещенными между шинами 5 Изоляционный бандаж 9 содержит цилин дрическую обойму 13 из металлического лис--; та с загибаемыми лапками 14 по торцам. Обойма 13 обхватывает обе полутрубы б с установленными между ними изоляционными распорками 12 с зазором а. В зазоре размещены прокладки 15, каждая из которых выполнена из диэлектрика и представляет собой полукольцо с конической наружной поверхностью. Прокладки 15 установлены обращенными друг к другу меньшими основаниями с натягом и зафиксированы загибом лапок 14 обоймы 13. На концах полутруб 6 каждой фазыи в нулевых точках Oi и Ог смонтированы подающие 16 и отводящие 17 охлаждающую жидкость - дистиллированную воду - патрубки, соединенные с подающим 18 и отводящим 19 трубопроводами и между собой гибкими электроизоляционными шлангами 20. Трубопроводы 18 и 19 в местах присоединения шлангов 20 заземлены. Внутри шин 5 установлены диафрагмы 21, которые вместе с системой соединения патрубков 16 и 17 и трубопроводов 18 и 19 обеспечивают прохождение охлаждающей жидкости через каждую полутрубу пофазнр (направление потока показано стрелками). Токопровод работает следующим образом. В нормальном режиме каждая шина 5 обтекается половиной тока нагрузки генератора. Вследствие симметрии между отдель. ными ветвями обмоток, соединенных в звезду разность потенциалов между нулевыми точ; ками Oi и О2 отсутствует. При возникновении витковых замыканий в ветвях обмоток статора генератора нарушается равенство ЭДС, индуктируемых в полуветвях одной фазы, возникает разность потенциалов между точками Oi и 0 и через трансформатор 4 тока начинает протекать уравнительный ток, на который реагирует поперечная дифференциальная защита генератора. При работе токопровода в аварийном режиме, например при сквозных коротких замыканиях на главных выводах генератора, по каждой шине 5 протекает половина тока короткого замыкания одного направления, при этом возникают динамические усилия, стремящиеся .сблизить шины одной фазы и воспринимаемые изоляционными распорками 12. Динамические усилия, возникающие при коротком замыкании между шинами соседних фаз, значительно ослабляются экранирующим действием кожухов 8 и воспринимаются опорными изоляторами 10. Все тепло, которое выделяется при прохождении тока через щины, отводитсд охлаждающей жидкостью, проходящей по внутренним полостям полутруб 6. Охлаждающая жидкость, в качестве которой используется дистиллированная вода, насосом-22 прогоняется через теплообменник 23 для охлаждения, а затем подается по подающему трубопроводу 18 через гибкий электроизоляционный щланг 20 и патрубок 16, установленный в нулевой точке Oi, в токопровод. Диафрагма 21 обеспечивает подачу воды в полутрубу 6 первой фазы, после чего вода перетекает во вторую полутрубу этой же фазы, а затем направляется диафрагмой 21, установленной около нулевой точки 6, в полутрубу второй фазы и т. д. Таким образом обеспечивается последовательное прохождение охлаждающей воды .через все щины. Из токопровода вода выходит через патрубок 17 в нулевой точке Ог и поступает через отводящий трубопровод 19 к насосу 22. Цикл повторяется. Уменьшение количества потребной воды и повыщение эффективности охлаждения полутруб обеспечиваются выполнением перегородок V-образными, так как это уменьшает

живое сечение полутрубы и одновременно повышает жесткость перегородок.

Предлагаемый пофазно экранированный токопровод обеспечивает работу мощных генераторов, заменяя по крайней мере два токопровода известной конструкции, и тем самым уменьшает потребный расход металла и необходимость в строительных объемах машинного зала. Только одно снижение металлоемкости дает экономию на один генератор в среднем около 5 тыс. р.

Формула изобретения

. Пофазно экранированный токопровоД, содержащий кожухи и токоведущие шины с водяным охлаждением, закрепленные в кожухах при помощи опорных изоляторов и соединенные патрубками, подсоединенными к подающим и отводящим охлаждающую жидкость трубопроводам, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и габаритов токопровода при использовании его для. ощиновки. нулевых выводов мощных генераторов, каждая из токоведущих шин

выполнена расщепленной по крайней мере на две обхваченные вместе изоляционными бандажами полутрубы, между которыми установлены изоляционные распорки, причем к продольным краям полутруб жестко и герметично прикреплены V-ойбразные перегородки, а подающие и отводящие охлаждающую жидкость патрубки смонтированы на полутрубах так, что охлаждающая жидкость проходит через каждую полутрубу пофазно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1960,издание 2-е, с. 417,-рис. 6, 7.

S с

У,г,

г1 ,i

вид 6

I

15 It

п

ft

/

У/////7А

У///У7

/

fuz.S

yfyf-y ;PXx/s r У -уУУ 4;5 х;й/ 2/ %/ЧГХхг /Г Й/г В-в

z

Ш

fiaJ

20

fuz.e