Высоковольтная обмотка статора электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K3/24 H02K9/19 

1.

Изобретение относится к электротехнике и высоковольтным электрическим машинам переменного тока напряжением выше 110 кВ.

Известна высоковольтная обмотка статора электрической машины, каждая катушка которой имеет пластмассовый кожух, внутри кожуха размещены проводники катушки с многослойной изоляцией, между витками выполнены кана- ,ц лы для охлаждающего масла, а токовые отводы катушки совмещены с. отводами для подачи и слива охлаждающего масла , а токовые отводы катушки совмещены с отводами для подачи и слива 5 охлаждающего масла, расположены в зоне стыка прямолинейных и криволинейных участков катушки и представляют собой медные или изоляционныеперфорированные трубы, внутри кото- 20 рых циркулирует масло и находятся токоведущие проводники 1.

Такая обмотка из-за сложности конструкции отводов катушки в местах

их присоединения требует при изготовлении большого объема ручных работ при наложении изоляции. Механизация изолировочных работ невозможна. Весьма трудоемко выполнение межкатушечных соединений (вручную на месте монтажа) и монтажа катушек. Все катушки фазы такой обмотки соединены последовательно, вследствие чего требуется высокое давление в системе охлаждения обмотки для циркуляции охлаждающего масла и обеспечение соответствующей прочности кожуха каждой катушки.

Отводы катушек существенно увеличивают их габаритные размеры, что затрудняет проведение технологических процессов (наложение изоляции, сушка и вакуумирование в печах), а также транспортировку и хранение.

Наиболее близка к предлагаемой высоковольтная обмотка, каждая катушка которой изолирована от корпуса статора бумажной многослойной изоляцией и имеет пластмассовый кожух. Пространство между проводниками заполнено трансформаторным маслом, которое служит жидкой изоляцией и используется для охлаждения проводников. Для циркуляции масла по катушке между рядами ее проводни ков выполнены каналы. Между пластмассовым кожухом и бумажной изоляцией размещен заземленный электростатический экран, выполненный из материала с большим удельным электрическим сопротивлением, что повышает надежность изоляции катушек, В лобовых частях каждой катушки кожух оканчивается горловинами с фланцами, с помощью которых катушка присоединяется к кольцевым маслопроводам. Отводы катушек изготовлены из кабеля, концы их заведены под корпусную изоляцию катушки и припаяны к концам проводников, а др гие концы выходят из горловины кожу ха и служат для соединения с соседними катушками L2J. Однако данная обмотка в местах подсоединения отводов к катушкам имеет сложную конструкцию, требующую при монтаже и изолировке-большого объема ручных работ, не допускающих их механизации. Выход отводов катушек в маслопровод также усложняет обмотку и условия охлаждения катушек. При транспортировке отводы катушек требуют специального крепления и дополнительного места на платформе. Отсутствует защита изоляции катушек от перенапряжений. Цель изобретения - обеспечение возможности механизации изолировочных работ на катушках, облегчение условий их эксплуатации и монтажа и защиты корпусной и продольной изо ляции катушек обмотки от перенапряжений. Для достижения этой цели обмотка снабжена изолированными заполненным электроизоляционной охлаждающей жидкостью камерами, образованными под кожухом между торцами изоляции проводников и введенным опорным изо ляционным кольцом. В одной из камер расположен штуцер подвода хладагента, в другой - штуцер отвода. В камерах размещены отводы катушки. Камеры йогут быть смежными, раздельными глухой перегородкой для разделения входного и выходного отсеков камеры и расположенными в середине одной из лобовых катушек. Возможен так же вариант .конструкции катушки с двумя камерами. В этом случае одна камера размещена в середине верхней Л9бовой части, а вторая камера размещается в нижней лобовой , вследствие чего отпадает необходимость в герметичной перегородке. Каждая камера имеет по одному штуцеру, через один из которых охлаждающий агент подается в катушку, а через другой - отводится. Изоляция проводников катушек выполнена на торцах с уширением к камерам. Отводы катушек и штуцеры для подвода охлаждающего агента разнесены. В центре патрубка с фланцами размещены металлические стаканы, фиксированные опорными изоляционными кольцами., в которых установлен съемный нелинейный резистор, подсоединенный параллельно отводам катушки и служающий для защиты изоляции обмот-. ки от перенапряжений.. Для этой цели могут быть использованы и конденсаторы, .устанавливаемые в нескольких первых катушках фазы. При проведении импульсных испытаний катушек нелинейные резисторы или конденсаторы могут быть удалены из катушек, так как они выполнены съемными. С целью обеспечения надежного электрического соединения отводы каждой катушки подпаиваются к межкатушечным соединителям через гибкие перемычки, которые экранируются конусообразными колпаками. На фиг. 1 представлена катушка, поперечное сечение; на фиг. 2 то же, продольное сечение. Высоковольтная обмотка статора электрической машины переменного тока содержит катушки, каждая из которых имеет кожух 1 из электроизоляционного материала (например эпоксидный компаунд), внутри кожуха размещены проводники 2 катушки с корпусной 3 и продольной k изоляцией, каналы 5 для циркуляции охлаждающего агента для .охлаждения проводников 2и заземленный электростатический экран 6 между корпусной изоляцией 3и кожухом 1. В каждой катушке обмотки в середине верхней лобовой части под кожухом 1 между торцами изоляции 3 проводников 2 и опорным изоля.ционным кольцом 7 образована камера 8, заполненная охлаждающим агентом (элегаз, азот, трансформаторное масло и т.д.) через штуцер 9 при нормальном или избыточном давлении. Камера 8 имеет патрубок с фланцами 10 для-подсоединения межкатушечных соединителей 11. Проводники 2 и отводы 12, размещенные в камере 8, могут иметь покрытие твердым изоляционным материалом. Корпусная 3 и продольная k изоляция проводников 2 может быть бумажно-масляной Вместо каналов 5 между рядами проводников 2 могут быть использованы полые проводники или металлические трубки, заложенные между проводниками катушки и сообщающиеся с камерой 8. Для разделения камеры 2 на входной и выходной отсеки ,в ней по продольной оси катушки установлена глу хая перегородка 13- Для отвода хлад агента служит штуцер It. Катушки, обмотки могут быть соединены в систему охлаждения последовательно или параллельно по наиболее выгодной схеме. В центре патрубка с фланцами 10 каждой катушки размещены металличес кие стаканы 15 и 16, фиксированные в патрубке опорными изоляционными .кольцами 17 и 18, в которых установ лен.съемный нелинейный резистор 19« Вместо резистора может быть использован конденсатор. Отводы катушки подпаиваются к межк атушечным соединениям 11 через гибкие перемычки 20, которые затем заводятся под экранирующие их конус образные колпаки 21. Отводы катушки 12 и штуцеры 9 и для подвода охлаждающего агента раз несены. Корпусная изоляция 3 на торцах в полнена с уширением к камере 8, для чего введен изоляционный конус 22. Изготовление межкатушенных соединителей 11 может быть произведено механизированным способом, так как они имеет разъемное соединение с -ка ту-шками. При транспортировке катушек патр ки с фланцем 10 закрываются заглушками. Заполнение камеры 8 охлаждающим газовым или жидким агентом позволяет свести монтажные работы на отводах 12 до минимума. Таким образом, в отличие от прототипа, предлагаемая обмотка содержит катушки, корпусная и продольная изоляция проводников которых может быть наложена механизированным способом, так как каждая из катушек имеет конструкцию, обеспечивающую свободное перемещение рабочего органа изолировочного станка по всей длине катушки, кроме небольшой зоны в середине верхней лобовой части, где располагается патрубок с фланцем для подсоединения межкатушечных соединителей. Каждая катушка обмотки может быть соединена с соседними катушками фазы параллельно или последовательно в наиболее выгодную схему охлаждения. При соединении катушек в обмотку имеет место малый объем монтажных работ. .Уширение к камере на торцах корпусной изоляции проводников обеспечивает прочность изоляции на этих участках. Корпусная и продольная изоляция проводников каждой катушки обмотки защищена от перенапряжений съемным . нелинейным резистором (или конденсатором) , подсоединенным параллельно отводам катушки..При транспортировке катушки занимают минимальное место на платформе. Надежное электрическое соединение между катушками обмотки обеспечивается тем, что отводы каждой катушки подпаиваются к межкатушечным соединителям через гибкие перемычки. Формула изобретения 1. Высоковольтная обмотка статора электрической машины переменного тока , содержащая заключенные в кожух из электроизоляционного материала, имеющие патрубки с фланцами для подсоединения межкатушечных соединителей и штуцеры для подвода охлаждающего агента катушки из разделенных каналами охлаждения проводников с отводами, слои изоляции, охватывающие проводники, и заземленный электроста.тический экран, расположенный между наружным слоем изоляции и кожухом, отличающаяся тем., что, с целью повышения эксплуатационной надежности и технологичности под кожухом между торцами изоляции проводников и введенным опорным изо ляционным кольцом расположены запол ценные электроизолирующим охлаждаюmViM агентом изолированные камеры с отводами-катушек, в одной из которы расположен штуцер подвода охлаждающего агента, а в другой - штуцер отвода охлаждающего агента. 2.Обмотка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что изолированные камеры выполнены смежными, разделенными глухой перегородкой, и расположены в середине одной из лобовых частей каждой из катушек. 3.Обмотка по п. 1, отличающаяся тем, что камера со штуцером для подвода охлаждающего агента расположена в середине верхней лобовой части каждой из катушек, а камера со штуцером для отвода охлаждающего агента расположена в середине нижней лобовой части. 4.Обмотка попп. 1-3, отли чающаяся тем, что в каждой катушке изоляция проводников имеет 38 уширение со стороны, обращенной к .камере. 5.Обмотка по пп. I-, -отличающаяся тем, что отводы катушки и штуцеры расположены в камерах со смещением друг относительно друга. 6.Обмотка по пп. 1-5 с; т л и чающаяся тем, что в центре патрубка с фланцами каждой катушки размещены металлические стаканы, в которых установлен подсоединенный параллельно отводам катушки нелинейный резистор или конденсатор. 7. Обмотка по пп. 1-6, о т л и.чающаяся тем, что отводы каждой катушки подсоединены к межкатушечным соединителям через гибкие перемычки., экранируемые конусообразными колпаками. Источники информации, принятые -во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 233167, кл. Н 02 К 3/2, 19692. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 К 19/16, 197. /