CN102931746A - 气体冷却发电机定子线棒 - Google Patents
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Abstract
定子线棒由导电股线、通风管路、主绝缘构成，定子线棒的冷却方式为气体内部冷却，通风管路位于定子线棒的中心，由外表包覆绝缘层的薄壁非磁性金属方管垂直排列组成，导电股线外表包覆绝缘层，在定子线棒直线段，导电股线排布在通风管路的周围，导电股线以通风管路为中心旋转包绕；在定子线棒两端弧线段，导电股线在通风管路的两侧垂直排列；在大容量的发电机上采用该技术可以达到简化电厂的布局，降低建设及使用成本、节能减排，提高机组可靠性，延长维修维护周期的效果。
Description
技术领域：本发明涉及一种气体冷却发电机定子线棒。
背景技术：伴随着经济技术的发展，电网规模不断扩大，节能降耗、可持续发展等市场需求，促使发电机单机容量不断增大，而发电机输出电流在定子线棒中产生的热能传递散发是汽轮发电机大容量化的关键问题之一。
发电机定子线棒是构成发电机定子绕组的基本单元，发电机在发电过程中，电流在发电机定子线棒导电铜线中流动会持续产生热能，这些热能必须通过适当的途径传递散发出去，否则热能的积累会使导电铜线及其包覆导电铜线的绝缘的温度不断升高，以致超过导电铜线和绝缘的温度允许限度，会缩短发电机的使用寿命，甚至烧毁发电机。
发电机定子线棒的热能传递散发一般可以采用外表热能传递散发和内部热能传递散发两种方式。
外表热能传递散发方式的定子线棒只能应用在中小容量等级的发电机上，由于电枢电流流过定子线棒导电铜线所产生的热量要通过定子线棒外表的主绝缘传递出去，而为满足电气以及机械强度的需求，主绝缘有一定的厚度，绝缘材料的热阻也较高，为避免导电铜线以及主绝缘的温度过高，这种发电机定子绕组一般要采用多支路并联方式，定子槽数多，定子线棒数量也多，定子线棒横截面为高宽比很大的矩形，这样才可以使定子线棒表面面积尽量大，以达到热能传递散发的要求，由于结构限制，定子的槽数不能无限制的增加，所以这种应用外表热能传递散发方式定子线棒的发电机的最大容量最高只能达到400MW等级。高宽比很大的矩形横截面的定子线棒模具制造难度较高、使用寿命短，较多的定子槽数、定子线棒都使定子绕组以及固定结构复杂化，制造难度增加，成本上升，发生故障几率也高。
内部热能传递散发方式的发电机定子线棒则在定子线棒内部有冷却介质通路，冷却介质为不导电的流体，冷却介质可以通过很薄的股线绝缘或直接与定子线棒导电铜线接触，不存在主绝缘产生的热阻，热能传递效果很好，可以及时地将定子线棒导电铜线中产生的热能传递出去，避免温升过高，这种定子线棒特别适合于大容量的发电机。由于热能是由定子线棒内部的冷却介质通路传递出去，所以线棒可以不必考虑表面散热问题，线棒的横截面可以做的较大，定子绕组可以采用较少的并联支路，定子槽数少，定子线棒数量也少，定子线棒横截面可以接近正方形。定子线棒模具制造难度低、使用寿命长，较少的定子槽数、定子线棒数都使定子绕组以及固定结构比较简单，降低了制造难度和成本，发生故障几率也小。以往的内部散热方式的发电机定子线棒采用液体作为冷却介质，一般都采用纯净的水，水的比热较大，较小的水流量就可以带走很多热量，水流可以在空心的定子线棒导电铜线中流动，散热效果很好，容量等级在400MW以上的发电机定子线棒多应用这种散热方式。但采用水或其它液体作为冷却介质也存在一些问题：首先是要有一套复杂的水循环处理系统，该水循环处理系统要强迫水在定子线棒内流通，还要有散热系统将被加热的水冷却，要有水质处理系统保证绝缘性能以及保证水流通路经不结垢；发电机内部也要有一套水管路系统与定子线棒内的冷却介质通路连通，并引导到发电机外部的水循环处理系统，形成冷却水的循环通路；使用中还存在定子线棒内冷却介质通路结垢阻塞、腐蚀泄漏等危害正常运行的问题；定子线棒的制造工艺也较复杂，存在水盒、水接头结构用于将定子线棒内部的冷却介质通路连接到水管路系统。
发明内容：本发明的目的是提供一种热能传递散发效果好，可以应用在大容量发电机上，消除以水为冷却介质的定子线棒存在的冷却介质通路结垢阻塞、腐蚀泄漏危害正常运行的气体冷却发电机线棒。本发明的技术方案为：一种气体冷却发电机定子线棒，定子线棒由导电股线、通风管路、主绝缘构成，定子线棒的冷却方式为气体内部冷却，通风管路位于定子线棒的中心，由外表包覆绝缘层的薄壁非磁性金属方管垂直排列组成，导电股线外表包覆绝缘层，在定子线棒直线段导电股线排布在通风管路的周围，导电股线以通风管路为中心旋转包绕；在定子线棒两端弧线段，导电股线在通风管路的两侧垂直排列。本发明技术效果：由于采用气体取代了水或其它液体的冷却介质，而且可以利用发电机内必备的冷却循环气体充当定子线棒中热能传递散发的冷却介质气体，将定子线棒中心的通风管路直接暴露在发电机定子两端，利用发电机定子两端的气体压差使冷却气体在定子线棒中心的通风管路内定向流动，从而将定子线棒中热能传递出去，使大容量发电机的定子结构大大简化：不必再设置定子绝缘引水管路装配，也不必再设置机外复杂的水循环处理系统、水循环散热系统、水质处理系统等设施。不存在定子线棒内冷却介质通路结垢阻塞、腐蚀泄漏等危害发电机正常运行的问题，在大容量的发电机上采用该技术可以达到简化电厂的布局，降低建设及使用成本、节能减排，提高机组可靠性，延长维修维护周期的效果。
附图说明：
图1为本发明定子线棒示意图
图2为图1的A-A剖面图
图3为图1的B-B剖面图
具体实施方式：
如图1所示，本发明为一种气体冷却发电机定子线棒，定子线棒由导电股线1、通风管路2、主绝缘3构成，定子线棒的冷却方式为气体内部冷却，通风管路2位于定子线棒的中心，由外表包覆绝缘层的薄壁非磁性金属方管4垂直排列组成，导电股线1外表包覆绝缘层，在定子线棒直线段5，导电股线1排布在通风管路2的周围，导电股线1以通风管路2为中心旋转包绕（如图2所示）；在定子线棒两端弧线段6，导电股线1在通风管路2的两侧垂直排列（如图3所示）；该气体冷却发电机定子线棒在发电机内组成发电机定子绕组，将定子线棒中心的贯通风管路2直接暴露在发电机定子两端，利用发电机定子两端的气体压差使冷却气体在定子线棒中心的通风管路2内定向流动，从而将定子线棒中热能传递出去，使大容量发电机的定子结构大大简化。
Claims (1)
1.一种气体冷却发电机定子线棒，其特征是：定子线棒由导电股线（1）、通风管路（2）、主绝缘（3）构成，定子线棒的冷却方式为气体内部冷却，通风管路（2）位于定子线棒的中心，由外表包覆绝缘层的薄壁非磁性金属方管（4）垂直排列组成，导电股线（1）外表包覆绝缘层，在定子线棒直线段（5）导电股线（1）排布在通风管路（2）的周围，导电股线（1）以通风管路（2）为中心旋转包绕；在定子线棒两端弧线段（6），导电股线（1）在通风管路（2）的两侧垂直排列。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2012104548020A CN102931746A (zh) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 气体冷却发电机定子线棒 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN102931746A true CN102931746A (zh) | 2013-02-13 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104548020A Pending CN102931746A (zh) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 气体冷却发电机定子线棒 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN102931746A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113595288A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-02 | 哈尔滨理工大学 | 永磁电机的变截面低损耗自冷却跑道式绕组 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86104790A (zh) * | 1985-07-16 | 1987-03-04 | 西屋电气公司 | 发电机定子绕组的诊断系统 |
| US5408152A (en) * | 1994-03-28 | 1995-04-18 | Westinghouse Electric Corporation | Method of improving heat transfer in stator coil cooling tubes |
| CN201388115Y (zh) * | 2009-02-11 | 2010-01-20 | 哈尔滨理工大学 | 空冷汽轮发电机转子端部风量调节结构 |
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2012
- 2012-11-14 CN CN2012104548020A patent/CN102931746A/zh active Pending
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