Статор генератора Советский патент 1982 года по МПК H02K3/24 

(54)СТАТОР ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электромашиностроению, а более конкретно к конструкции статора генератора.

Известны конструкциии статора генератора, предназначенные для генераторов с напряжением на статоре до 220 кВ и мощностью до 200мВт, содержат ее высоковольтные катушки, размещенные на его зубцах и соединенные между собой соединительными муфтами 1 .

Недостатком такой конструкции является наличие значительного процента высших гармонических в кривой МДС статора, что приводит к необходимости применения мощной демпферной обмотки .на роторе, увеличению потерь и сни.ясен.ию КПД машины.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является конструкция статора, имеющего пазы, в которых под клин уложены четыре кабеля и текстолитовый стакан, формирующий масляный бак обмотки статора, с высоким напряжением на статоре. В статоре обмотка выполнена распределенной и размещается в масле, которое играет роль хладагента и изолятора. Чтобы обеспечить надежность статора при высоких напряжениях, его

обмотка выполняется высоковольтным кабелем (однослойным или многослойным) , причем изоляция -из уложенных- в пазу четырех кабелей должна быть расчитана на полное фазное напряжение 2J.

Недостатком известного статора является большой- расход изоляцнн, так как значительная часть кабелей

10 (витков) обмотки статора, расположенная ближе к ее нулевому выводу, находится под более низким напряжением, чем полное фазное ..и мог.т(а бы иметь меньшую изоляцию. Далее, из-за срав15нительно большой толщины изоляции (при напряжении статора 110 кВ и выше) кабель должен иметь наружное и внутреннее охлаждение, поэтому необходимо иметь в лобовых частях

20 большое количество промежуточных соэ 1инений (соединительных муфт) , служащих для подвода хладагента.

Цель изобретения - уменьшение Материалоемкости изготовления стато25ра, упрощение монтажа его обмотки и повышение надежности работы генератора,.

Указанная цель достигается тем, что часть |кабелей статора генератора

30 помещена в гильзы из изс)ля,ио чого материала, имеющие цилиндрическую форму, причем выступающие торцовые их части выполнены конусообразными, армированы слоями фольги и образуют конденсаторную разделку конуса. Меж ду гильзами Иразмещенньми в них ка белями расположены каналы, образован ные полыми выступами внутренней поверхности гильзы, причем пространство между выступами залито термореактивньм компаундом, при этом часть кабелейразмещенных в гильзах, отде на от остальных маслоразделительньм барьером из изоляционного материала . На фиг. 1 изображены два соседних паза статора генератора; на фиг 2 разрез А-А на фиг. 1. Четыре кабеля 1 размещены в пазу 2 статора генератора и закреплены клиньями 3. Со стороны воздушного зазора к пазам прилегает диэлектрический цилиндр 4. Два верхних кабеля 1 (считая от воздушного зазора) размещены в изоляционных гильзах 5, имеющих на концах-конусы б с конденсаторньми разделками 7. Между кабеля ми 1 и гильзами 5 имеются каналы 8, образованные полыми выступами 9, ра метценньми на внутренней поверхности гильзы 5 и служащими для пропуска хладагента, а пространство между выс тупами 9 для фиксации кабелей 1 в гильзах 5 залито термореактивным компаундом 10. Для повышения электрической прочности конструкции два верхних кабеля отделены от нижних . маслоразделительным барьером 11, а между ними с этой же целью размещеНЬ1 прокладка 12 из изоляционного материала. Обмотка статора разделена на две трехфазные двухслойные обмотки. Одна из них занимает нижнюю половину паза (два нижних кабеля) ,. причем нулевые концы фаз подключены к нулевому выводу генератора, а вторая занимает верхнюю половину паза (два верхних кабеля), размещенных в изоляционных гильзах б, и соединена пофазно последовательно с первой так, Что конец каждой ее фазы присоединен к соответствующему выводу генератора. Благодаря этому на каждую из этих двух обмоток будет приходиться половина фазного напря ения, что позволяет снизить вдвое колщину изоляции/ но при этом вся вторая обмотка будет по отношению к нулю находиться под половиной фазного напряжения, поэтому она и размещается в изоляционных гильзах б,которые защищают ее в пазовой части В лобовой части изоляционные гильзы 6 .имеют конусные сходы 6 конденсаторными разделками, позволяюЬще сформировать электрическое поле при выходе кабелей второй обмотки из паза. Благодаря применению йзоляционных гильз отпадает необходимость в наложении корпусной изоляции кабеля всей обмотки, получается существенная экономия изоляционного материала. Кроме того, уменьшение толщины изоляции вдвое позволяет (как показывают расчеты) ограничиваться только наружным охлаждением кабелей. При этом длина путем протекания хладагента резко сокращается. Хладагент всюду протекает по параллельным путем одинаковой длины, равной аксиальной длине машины, в то время как при внутрением охлаждении длина пути протекания хладагента примерно равна аксиальной длине машины, умноженной на число охлаждаемых участков кабеля. Изложенное позволяет резко сократить число мест ввода хладагента, число лобовых соединений. Так, вся фаза машины может быть намотана кабелем всего с лобовыми соединениями. Это приводит к существенному упрощению монтажа обмотки статора, поскольку значительный процент трудозатрат приходится на монтаж и пайку лобовых соединений, .особенно при высоком напряжении статора, когда каждое лобовое соединение по существу представляет собой соединительную муфту. Кроме того; существенно повышается надежность работы генератора, так как наиболее вероятны повреждения в местах пайки. Экоис ический эффект от применения предложенной конструкции в осиовнем складывается из экономии изоляционных материалов и экономии электроэнергии за счет удлинения межремонтных периодов. Так, например, для высоковольтного турбогенератора 500 мВт, 220 кВ применение предлагаемой конструкции равносильно переходу от кабедя сечением примерно 600 м, напряжением 220 кВ к кабелю напряжением 110 кВ. Это дает экономию в 40 тыс. руб. Экоисялия отказа примерно от 40 соединительных муфт составляет около 80 тыс, руб. Удлинение межремонтных периодов, например на 2 недели в год, при числе часов работы генератора 3600 в год за 15 дней составляет недовыдачу энергии в течение 150 ч., уто дает экономию в 750 тыс. руб. Формула изобретения Статор генератора, содержащий шихтованный магнитопровод с пазами и охлаждаемую обмотгку из высоковольтных кабелей в изоляции, раггположенных и пазах, отличающийся тем, что с целью снижения стоимости изготовления, уменьшения материалоемкости и повышения надежности, кабели ;разделены маслоразделительной прокладкой, а изоляция кабелей, раэме.щепных между дном паза и прокладкой, выполнена в виде гильз с расположенными на внутренних поверхностях выступами с продольными каналами для хладагента и термореактивным компаундом между выступами, причем вьлступающие торцовые части гильз выполнены конусообразными и армированы слоями фольги, образующими конденсаторную разделку конусов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 02 К 1/08, 1978,

ю

А 01/f 1

8

12