CH615787A5

CH615787A5 -

Info

Publication number: CH615787A5
Application number: CH770177A
Authority: CH
Inventors: Juergen Klaar
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1980-02-15
Also published as: IN147995B; DE2635829A1; DE2635829B2; JPS5320997A; GB1566600A; US4139057A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feuchtigkeitsmessung innerhalb des Gehäuses einer elektrischen Maschine, deren Wicklung mit Wasser gekühlt und bei der innerhalb des Gehäuses ein durch Rückkühler gekühlter Gasstrom umge- . wälzt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei zumindest im Ständer wassergekühlten elektrischen Maschinen wird im allgemeinen innerhalb des gasdicht abgeschlossenen Gehäuses zur Kühlung des Ständerblechpaketes ein Wasserstoff-Kühlgasstrom aufrechterhalten, wobei dieser Kühlgasstrom in an den Enden der Maschine angeordneten und von Kühlwasser durchströmten Kühlern gekühlt wird.

In dem Wasserstoffgas ist jedoch stets eine gewisse Restfeuchte enthalten. Der Taupunkt dafür wird normalerweise durch die Wassereintrittstemperatur der Wasserstoffkühler bestimmt. Bei betriebsmässiger Abschaltung eines Kühlers kann es jedoch unter ungünstigen Bedingungen zu einer Tau-punktunterschreitung kommen, wobei dann ein Wasserniederschlag an gefährdeten Bauteilen der Maschine auftreten kann. Darüber hinaus ist eine derartige Restfeuchte schwankender Grösse - abhängig davon, ob sie an den Kühlern oder an anderen Bauteilen niedergeschlagen ist oder inrgasförmigen Zustand vorliegt - hinderlich für eine einwandfreie Feuchtigkeitsmessung innerhalb des Gehäuses, mit der Leckagen an den wassergekühlten Wicklungen frühzeitig ermittelt werden könnten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der derartige Tau-punktunterschreitungen und unkontrollierbare Wasserniederschläge und ein dadurch bedingter wechselnder Feuchtezustand nicht mehr auftreten, so dass auch eine einwandfreie Feuchtemessung möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines stationären Feuchtezustandes innerhalb des Maschinengehäuses der Taupunkt durch eine gesonderte Wärmesenke als kältester Punkt festgelegt und anschliessend Feuchtigkeitsänderungen gemessen werden.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient erfindungsgemäss eine Einrichtung, bei der als Wärmesenke ein parallel zum Kühlgasstrom angeordneter externer Gastrockner mit einem Verdampfer sowie in einem weiteren Bypass ein Feuchtemessgerät vorgesehen sind. Zweckmässigerweise ist dabei parallel zu einem der Kühler eine Bypassleitung mit dem Gastrockner geführt.

Durch den externen Gastrockner, der jetzt den kältesten Punkt im Gaskreislauf bildet, wird somit der Taupunkt festgelegt. Damit wird vorhandene und zunächst noch gebundene Feuchtigkeit aus dem Gaskreislauf an diesem Trockner auskondensiert und ein stationärer Feuchtigkeitszustand innerhalb der Maschine erreicht, der unabhängig von dem Betriebszustand der Kühler ist. Erst nach Erreichen dieses Zus'tandes ist eine Feuchtigkeitsmessung zum Zweck der Maschinenüberwachung sinnvoll, um Wasserleckagen in den Kühlkreisläufen innerhalb der Maschine zu erfassen.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die Figur einen Längsschnitt durch einen Generator mit den Prinzipschaltbildern der Kühlanordnungen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind in dem druck-und gasdicht ausgeführten Gehäuse 1 der Maschine das Ständerblechpaket 2 mit der flüssigkeitsgekühlten Ständerwicklung sowie der Läufer 3 angeordnet, der ebenfalls flüssig-keitsgekühlt sein kann. Zur ergänzenden Kühlung des Ständerblechpaketes und anderer Maschinenteile ist das Gehäuse 1 mit Wasserstoffgas gefüllt, das über die auf der Welle 4 sitzenden Lüfter 5 und 6 umgewälzt und in den an den Enden der Maschine innerhalb des Gehäuses 1 sitzenden Kühlern 7 rückgekühlt wird. Die Kühlgasströmung ist dabei für das rückgekühlte Gas durch ausgezogene Pfeile 8 und für den aufgewärmten Zweig durch gestrichelte Pfeile 9 angedeutet.

Das Kühlgas weist im allgemeinen einen gewissen Feuchteanteil auf, der aus Feuchtigkeitsrückständen bei der Montage der Maschine oder durch Austrocknung der Wicklung oder anderer Anlageteile bedingt ist. Die Feuchte des Kühlgases wird dabei üblicherweise durch die Kühlgastemperatur, die Eintrittstemperatur des Kühlwassers in den Kühlschlangen 10 der Rückkühler 7, die somit auch den Taupunkt festlegen, und durch den «Schlupf» der Gasfeuchte in den Kühlern 7 bestimmt, da stets ein Teil der dort niedergeschlagenen Feuchte von dem durchströmenden Gas wieder mitgerissen wird. Dadurch ist zunächst einmal ein nichtstationärer Zustand der Feuchte innerhalb des Gehäuses gegeben, so dass eine Feuchtemessung zur Ermittlung von Kühlwasserleckagen aus der Wicklung zu nicht eindeutigen Ergebnissen führen würde.

Darüber hinaus kann aber auch bei betriebsmässiger Abschaltung eines oder mehrer der Kühler 7 der durch die Kühler festgelegte Taupunkt ansteigen, so dass dann andere Maschinenteile wie beispielsweise die Kühlwasserringleitungen 11 für die Ständerkühlung, die ebenfalls mit kaltem Wasser beaufschlagt sind, einen kälteren Punkt im System bilden, so dass sich an diesen Teilen die Feuchtigkeit niederschlägt, was dann gegebenenfalls zu Überschlägen führen kann.

Aus diesen Gründen ist es erforderlich, Massnahmen zu finden, mit denen einmal ein Feuchtigkeitsniederschlag an gefährdeten Maschinenteilen sicher vermieden und mit denen andererseits ein stationärer Zustand der Feuchte innerhalb des Gehäuses erreicht werden kann, so dass dann auch eine Feuch-tigkeitsmesung zur Erfassung von Wasserleckagen zu eindeutigen Ergebnissen führt Dazu muss innerhalb des Gaskühlkreises eine Stelle in Form einer Wärmesenke geschaffen werden, die den kältesten Punkt des Systems darstellt und einen definierten Taupunkt festlegt, der in keinem Betriebsfall von anderen Maschinenteilen unterschritten werden kann.

Daher ist in einem Bypass zum Kühlgaskreis ein Gastrockner 12 mit einem Verdampfer herkömmlicher Bauart vorgesehen, an dem sich die Feuchte definiert niederschlägt und von dort abgeführt werden kann. Dieser Gastrockner 12 ist dabei zweckmässigerweise in einer Bypassleitung 13 zu einem der Kühler 7 angeordnet. Dieser Gastrockner 12 bildet somit den kältesten Punkt im Gaskreislauf und legt damit auch den Tau2

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punkt fest. An diesem Gastrockner wird die zunächst noch im Wasserstoffgas vorhandene und durch dieses gebundene Feuchtigkeit auskondensiert. Dadurch wird innerhalb des Gehäuses 1 im Gaskreislauf ein stationärer Feuchtigkeitszustand geschaffen, der unabhängig davon ist, ob alle Gaskühler 7 einwandfrei arbeiten oder einer oder mehrere von ihnen abgeschaltet sind.

Wenn ein derartiger stationärer Feuchtezustand erreicht ist, können dann auftretende Feuchteänderungen Rückschlüsse auf ein eventuell vorhandenes Leck in einer der kühlwasserdurchströmten Wicklungen zulassen. Es ist also erst nach Erreichen dieses stationären Zustandes zweckmässig, überhaupt die Feuchte im Gaskreislauf zu messen. Dazu kann in einer weiteren Bypassleitung 14 zum Gehäuse 1 ein Feuchtemessgerät 15 5 angeordnet sein, mit dem Feuchteschwankungen und Absolut-grössen ermittelt werden können.

Damit wird ein Feuchteniederschlag an gefährdeten Maschinenteilen sicher verhindert und eine einwandfreie Feuchtemessung zur Ermittlung von Leckagen im Kühlwasser-0 kreislauf erreicht.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

615 787 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Feuchtigkeitsmessung innerhalb des Gehäuses einer elektrischen Maschine, deren Wicklung mit Wasser gekühlt und bei der innerhalb des Gehäuses ein durch Rückkühler gekühlter Gasstrom umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines stationären Feuchtezustandes innerhalb des Maschinengehäuses der Taupunkt durch eine gesonderte Wärmesenke als kältester Punkt festgelegt wird und anschliessend Feuchtigkeitsänderungen gemessen werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmesenke ein parallel zum Kühlgasstrom (8,9) und ausserhalb des Maschinengehäuses (1) angeordneter Gastrockner (12) mit einem Verdampfer sowie in einem weiteren Bypass (14) ein Feuchtemessgerät (15) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einem der Rückkühler (7) eine Bypassleitung (13) mit dem Gastrockner (12) geführt ist.