CN101976904A - 密封电机的电连接及冷却密封电机的电连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了密封电机的电连接及冷却密封电机的电连接的方法。密封电机的电连接(1)，包括壳体(2)，壳体(2)包括通过电连接器(5)连接到套管(4)的至少一个引接导体(3)。壳体(2)至少有一个用于冷却流体的进口(6)和出口(7)。电连接器(5)包括形成腔体(10)的至少一个渗透元件，以使得在运行期间，穿过腔体(10)和渗透元件的冷却流体冷却渗透元件。本发明还涉及一种冷却电连接的方法。

Description

密封电机的电连接及冷却密封电机的电连接的方法

技术领域

本发明涉及密封电机的电连接及冷却密封电机的电连接的冷却方法。

特别地，本发明的电机是指发电机，并且电连接将发电机的绕组或相位与外界(例如变压器或电线)连接。

背景技术

现有技术中，发电机设置有定子和连接到电动机(例如，汽轮机或燃气轮机)的转子，以使转子在定子内旋转并产生电能。

定子设置有电绕组(聚集电能)，电绕组与结合于套管的引接导体连接。

典型地，套管连接于电用户、变压器或电线。

在大功率的发电机(例如500MW或以上)中，在运行期间，在引接导体和套管之间的连接处会产生大量的热量；这些热量必须被去除(也就是说引接导体和套管必须被冷却)，以保证发电机的可靠性。

由此，引接导体和套管被彼此错开，并通过金属接线夹互相连接。

另外，引接导体和套管是管状的，并连接于装有冷却流体的特氟龙管，以使在运行期间冷却流体流过特氟龙管和引接导体来冷却引接导体(然后冷却流体被供给发电机定子)，然后进一步冷却流体再流过特氟龙管和套管来冷却套管。

但是这种设置有一些缺点。

首先，因为需要连接大量的特氟龙管(必须连接特氟龙管的发电机的区域通常非常小，这增加了安装难度)，所以安装非常复杂并且耗时。

另外，特氟龙管被直接连接于引接导体和套管，即：它们被连接于发电机具有高电压的部件；这就导致需要最小长度的特氟龙管以保证足够的绝缘强度，以避免放电。

GB725,211公开了一种密封发电机，具有高压腔和低压腔，高压腔内容纳有定子和转子，低压腔内容纳有引接导体(连接到发电机定子绕组)和套管之间的电连接。

该发电机设有用于套管的冷却系统。

冷却系统包括各套管内的管道和喷射器组成，喷射器具有开到高压腔内的一端和开到低压腔内的另一端，并与套管的管道对准，但是远离套管的管道。

运行期间，冷却流体(是填充密封电机的气体)进入高压腔内的喷射器，并被喷射到低压腔内套管的管道中(由于压差的作用)；然后冷却流体流过套管并使其冷却。

但是，这种安装同样有一些缺点。

事实上，由于冷却流体由喷射器喷射并必须进入远离该喷射器的管道，所以冷却并不充分。

发明内容

因此，本发明的技术目的是提供能够消除现有技术中的所述问题的电连接器和方法。

在该技术目的的范围内，本发明的目标是提供安装快速简单的电连接器和方法。

本发明的另一目标是提供克服绝缘强度限制的电连接器和方法。

本发明的另一个目标是提供非常充分冷却的电连接器和方法。

通过提供根据附随的权利要求的电连接器和方法来实现本发明的技术目的和这些以及其他目标。

附图说明

根据本发明的电连接和方法的优选但不排他的实施例(通过附图中非限定性示例示出)的描述中，本发明的其他特征和优点将更为明显，其中：

图1是具有引接导体、套管的顺次冷却和外部冷却的本发明第一实施例的示意图；

图2是具有引接导体、套管的平行冷却和外部冷却的本发明第二实施例的示意图；

图3是具有引接导体的冷却和外部冷却的本发明第三实施例的示意图；以及

图4是具有外部冷却的本发明第四实施例的示意图。

具体实施方式

参考附图，这些附图显示了总体用标记1表示的密封电机的电连接。

电机是密封发电机，其包括有一个壳体，壳体限定了高压腔20和低压腔21(在两个腔之间有一个或两个风扇22)。

高压腔20容纳带有定子绕组的定子和带有转子绕组的转子。

低压腔21容纳包括引接导体3和套管4的电连接，电连接器5设置在引接导体3和套管4之间。

特别参照图4(显示了本发明最简单的实施例)，电连接包括壳体2(其可与外壳2一体形成或不一体形成)，壳体2内包含有通过电连接器5连接于套管4的引接导体3。

根据特定的发电机，电连接可以包括不同数量的由引接导体3、套管4和电连接器5组成的组。

壳体2具有用于冷却流体的进口6和出口7；流过壳体2的冷却流体是填充密封发电机的气体(通常是H₂)。

进口6和出口7在壳体2相对的区域处，并连接于发电机的定子8的冷却回路；并且，进口6和出口7优选面向电连接器5。

由此，气体(其由风扇22驱动在发电机内循环)流过定子8并使其冷却，流过热交换器9，在该处气体被冷却，然后气体通过进口6供给到壳体2内。

这样气体流过壳体2，并通过出口7出去以被供给到高压腔20，在高压腔20内流过定子8以使其冷却。

电连接器5包括形成腔体10的渗透元件，以使在运行期间气体(冷却流体)流过腔体10和渗透元件5，冷却渗透元件5。

由于冷却流体流过渗透元件5，所以冷却非常充分。

渗透元件5与引接导体3的端部和套管4的端部一起形成腔体10。

优选地渗透元件5包括具有大量通孔的管状导电元件。

并且为了使电连接最优化，构成渗透元件5的管状导电元件交叠并被连接到引接导体3和套管4的侧端；这样能获得较大的接触表面。

壳体2是盒状结构，具有外壁2a、2b、2c和内壁2d，内壁2d在高压腔20和低压腔21之间。

盒状壳体2的壁2d设有通孔，引接导体3穿过该通孔进入壳体2。

每一个孔设有密封件12，设置用于密封引接导体3和壳体2(也就是壁2d)之间的空隙。

本发明电连接的运行根据下面的描述和说明是显而易见的。

气体(冷却流体)通过进口6进入壳体2，并且(由风扇22驱动)流过壳体2以通过出口7排出。

当流过壳体2时，气体流过渗透元件5，并且此外，掠过引接导体3和套管4的外表面，以使其冷却。

然后气体通过出口7从壳体2流出，被供给定子8和热交换器9；从热交换器9，气体再次被供给到壳体2。

图3是本发明不同的实施例。

这个实施例与已描述的实施例有相同的特征，并且因此相似的元件用相同的附图标记表示。

此外，引接导体3为管状，并设置成将冷却流体供给到腔10内。

在不同的实施例中，在气体进入并冷却定子8之前或在气体已进入并冷却定子8之后或在定子8的中间位置处，引接导体3被供给气体(冷却流体)(即，在气体已进入并部分冷却定子8之后，但在气体从定子8流出之前，气体被供给引接导体3)；所附图中显示了在气体进入引接导体之前，气体(冷却流体)被供给到引接导体3。

图3的实施例中的电连接的运行与已描述过的图4的实施例的运行类似。

特别地，冷却流体流过引接导体3并使其冷却，进入腔体10并流过渗透元件5并使其冷却。

另外，流过壳体2的冷却流体使引接导体3、套管4和渗透元件5的外表面冷却，并抽吸冷却流体穿过渗透元件5离开。

图2示出了本发明另一个不同的实施例(平行冷却)。

这个实施例与描述过的图3的实施例具有相同的特征，因此相似的元件用相同的附图标记表示。

此外，套管4具有开到腔体10中的管道15，用于使冷却流体流过这些位置并使其冷却。

通道15由盲孔限定，盲孔内容纳有形成双路径通道的导向装置16。

导向装置16是沿盲孔15整个长度被容纳的管，在管16的端部和盲孔15的底部之间具有空隙。

管16在其内部容积限定了一个路径，并且在其表面与套管盲孔表面之间限定另一个路径。

管16被弯曲，以使其穿过渗透元件5并还穿过壳体壁2d，并开口到电机高压腔20内。

图2的实施例中的电连接的运行与描述过的图3的实施例的运行类似。

冷却流体流过引接导体3并使其冷却，进入腔体10并流过渗透元件5，从而将其冷却。

另外，冷却流体(由于高压腔20和低压腔21之间的压差)进入管16(从管16开口到高压腔20内的端部)，并流过管16内限定的第一通道，流过空隙，反向流过在管16和套管4之间限定的第二通道，以冷却套管。

然后冷却流体进入腔体10，并流过渗透元件5并使其冷却。

进入壳体2内并穿过该壳体2的冷却流体冷却引接导体3、渗透元件5和套管4的外表面，并且此外，抽吸来自渗透元件5的冷却流体离开。

图1示出了本发明另一个不同的实施例(顺次冷却)。

这个实施例具有描述过的图2的实施例的相同的特征，因此相似的元件用相同的附图标记表示。

在这个实施例中，管16(构成导向装置)被连接到管状引接导体3的内通道并穿过腔体10。

图1的实施例的电连接的运行与描述过的图2的实施例的运行类似。

冷却流体流过引接导体3并使其冷却，然后其进入管16并穿过套管4的两个通道并使其冷却。

然后冷却流体进入腔体10，并流过渗透元件5并使其冷却。

进入壳体2内并穿过该壳体2的冷却流体冷却引接导体3、套管4和渗透元件5的外表面，并且此外，抽吸来自渗透元件5的冷却流体离开。

本发明还涉及冷却密封电机电连接器的方法。

该方法在于：使冷却流体流过腔体10和渗透元件5，以冷却渗透元件5。

优选地，引接导体3具有管状形状，并且冷却流体在进入腔体10之前穿过引接导体3并使其冷却。

此外，套管可以具有通道，以使冷却流体在进入腔体10之前流过并冷却套管。

以这种方式构思出的电连接和方法容许有多种改进和变形，所有均落入本发明的范围内；并且所有部件均可被技术上的等同元件替代。

实际上根据需要和现有技术可以任意选择使用的材料和尺寸。

附图标记

1   电连接

2   壳体

2a，2b，2c，2d    壳体壁

3   引接导体

4   套管

5   电连接器

6   进口

7   出口

8   定子

9   热交换器

10  腔体

12  密封件

15  通道

16  导向装置

20  高压腔

21  低压腔

22  风扇

Claims (15)

1.密封电机的电连接(1)，包括壳体(2)，壳体(2)包括通过电连接器(5)连接到套管(4)的至少一个引接导体(3)，其中所述壳体(2)至少有一个用于冷却流体的进口(6)和出口(7)，其特征在于，所述电连接器(5)包括形成腔体(10)的至少一个渗透元件，以使得在运行期间，穿过腔体(10)和渗透元件的冷却流体冷却渗透元件。

2.如权利要求1所述的电连接(1)，其特征在于，渗透元件(5)与引接导体(3)的端部和套管(4)的端部一起限定所述腔体(10)。

3.如权利要求1所述的电连接(1)，其特征在于，所述渗透元件(5)包括设置有大量通孔的管状导电元件。

4.如权利要求1所述的电连接(1)，其特征在于，所述壳体(2)是设置有至少一个通孔的盒状结构，所述引接导体(3)穿过所述通孔以进入壳体(2)。

5.如权利要求4所述的电连接(1)，其特征在于，每一个通孔设有至少一个密封件(12)，该密封件(12)设置成密封引接导体(3)和壳体(2)之间的空隙。

6.如权利要求1所述的电连接(1)，其特征在于，所述进口(6)和所述出口(7)在壳体(2)的相对的区域处，并且被连接到电机的冷却回路。

7.如权利要求1所述的电连接(1)，其特征在于，所述引接导体(3)具有管状形状并被设置成将冷却流体供给到腔体(10)中，以使流过渗透元件(5)的冷却流体将其冷却。

8.如权利要求7所述的电连接(1)，其特征在于，所述套管(4)具有通道(15)，以使冷却流体穿过该通道以将套管冷却，其中所述通道(15)开口到所述腔体(10)中。

9.如权利要求8所述的电连接(1)，其特征在于，所述通道(15)由盲孔限定，所述盲孔容纳限定双路径通道的导向装置(16)。

10.如权利要求9所述的电连接(1)，其特征在于，所述导向装置(16)是管，所述管沿盲孔(15)的整个长度被容纳，在管(16)的端部和盲孔(15)的底部之间具有空隙，所述管(16)在其内容积中形成通道，在其表面与套管盲孔表面之间的容积中形成另一通道。

11.如权利要求10所述的电连接(1)，其特征在于，所述管(16)被连接到管状引接导体(3)的内通道并穿过所述腔体(10)，以使冷却流体冷却引接导体(3)，然后冷却流体冷却套管(4)并进入腔体(10)以通过渗透元件(5)被排出。

12.如权利要求10所述的电连接(1)，其特征在于，所述管(16)穿过渗透元件(5)并且还穿过壳体壁(2d)，并开口到电机的高压腔(20)内，以使流过引接导体(3)的冷却流体将其冷却，并且同时进一步地冷却流体流过套管(4)并将其冷却，然后来自引接导体(3)和套管(4)的冷却流体进入腔体(10)，以通过渗透元件(5)被排出。

13.冷却密封电机的电连接器(1)的方法，所述电连接包括壳体(2)，所述壳体包括通过电连接器(5)连接到套管(4)的至少一个引接导体(3)，其中所述壳体(2)具有用于冷却流体的至少一个进口(6)和出口(7)，电连接器(5)包括形成腔体(10)的至少一个渗透元件，其特征在于，穿过腔体(10)和渗透元件(5)的冷却流体冷却渗透元件(5)。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，引接导体(3)具有管状形状，并且冷却流体在进入腔体(10)之前流过引接导体(3)从而使其冷却。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述套管(4)具有通道(15)，并且冷却流体在进入腔体(10)之前流过所述通道从而使套管(4)冷却。

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