CN106130257A - 定子端部漏磁通阻隔结构 - Google Patents

定子端部漏磁通阻隔结构 Download PDF

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梁洪涛
赵永昌
曹凤波
李屹
安志华
李金香
吕晗
韩继敏
杨俊龙
王大强
夏光华
宋强义
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Abstract

本发明的目的是提供一种定子端部漏磁通阻隔结构，能够使发电机端部关键部位形成了电磁屏蔽与保护，有效改善发电机端部电磁场的分布，使发电机端部结构件避免漏磁通引起的过高损耗；且使自身结构与发电机铜屏蔽等端部结构形成顺畅的通风路径，使自身结构及发电机端部结构处于良好散热条件下，避免过热，能够较以往结构设计的发电机提高越前功率因数运行深度。

Description

定子端部漏磁通阻隔结构
技术领域：
本发明涉及一种定子端部漏磁通阻隔结构。
背景技术：
大型汽轮发电机设计受到尺寸限制，采用高参数，高气隙磁密、高线负荷。对于全速发电机，定子线圈节距大，每相线圈数量多，定子端部尺寸长，存在较大端部旋转漏磁场。转子端部也形成随转子旋转的漏磁场，合成为端部漏磁场，以定子漏磁场为主的端部漏磁场分布比较复杂，影响因素多，如线负荷、短路比、端部结构、材料、尺寸等。
端部漏磁通沿磁阻最小路径通过，因此，定转子漏磁通集中在定子压圈内圈、压指和边段铁心齿头部位，导致这些部位附加损耗增大，温度升高。当发电机处于过电压运行时，特别是当发电机处于越前功率因数运行时，定转子合成磁通相加，端部漏磁通增加，使这些结构温度超过允许限值，严重危害发电机的运行，甚至烧毁发电机端部结构，造成停机重大事故。所以在发电机组运行条件上通常对发电机的越前功率因数运行及过电压运行状态有严格限制。
但出于电网运用需求，往往要求部分发电机处于越前功率因数运行，稳定电网电压，要求大型发电机具备一定能力的越前功率因数运行能力；对于直流超高压输变电系统，还要配备同步调相机，同步调 相机专门用于越前或滞后功率因数运行，调节电网的无功，提高电网质量和加强电网对突发短路事故的应对能力。所以在大型发电机以及同步调相机的设计必须在发电机定子端部结构上采取必要措施，以满足运行需求；如发电机端部铜屏蔽、铝压圈及磁分流结构就是以往为加强发电机越前功率因数运行能力采取的措施，取得了一定的效果。
但以往的铜屏蔽、铝压圈、磁分流结构在运用中存在一些不足，如：铜屏蔽、铝压圈的运用受到自身发热限制，磁分流结构的外压板受漏磁通影响，产生过高温度且引起端部漏抗增加，裸露在端部的支撑架也产生过高的温度；定子齿头部位没有得到有效屏蔽，容易产生过热烧损松动问题；铁心背部定位筋鸽尾部位产生过热烧损松动问题，使发电机的运行受到限制；所以有效的发电机定子端部漏磁通阻隔结构是保证大型发电机以及同步调相机设计性能的关键。
发明内容：本发明的目的是提供一种定子端部漏磁通阻隔结构，能够有效改善发电机端部电磁场的分布，使发电机端部结构件避免漏磁通引起的过高损耗，且使自身结构形成有效的散热条件，避免过热，提高电机的越前功率因数运行能力。本发明的技术方案为：压圈(1)与铜屏蔽(2)之间有第一通风间隙(3)，铜屏蔽(2)与绝缘罩(4)之间有第二通风间隙(5)，支撑架(6)与绝缘导风筒(7)之间有第三通风间隙(8)；铜方管(9)的顶端(10)覆盖压指(11)的齿头部位(12)，铜方管(9)的顶端(10)与压指(11)的齿头部位(12)之间有第四通风间隙(13)，铜方管(9)的末端(14)进入定子出风区(15)，铜方管(9)的引风孔(16)位于第四通风间隙(13)内； 定位筋(17)背部表面铺焊一层铜质导电层(18)，铜质环箍(19)内表面与铜质导电层(18)接触，铜质环箍(19)有通风孔(20)；边段铁心通风道(24)通往铜质环箍(19)的通风孔(20)；铜质环箍(19)由锁紧螺栓(21)收紧，锁紧螺栓(21)螺纹处有锁紧槽(22)，用浸渍环氧树脂的玻璃丝绳(23)缠绕锁紧。
技术效果：由于铜屏蔽覆盖在压圈外侧，铜屏蔽具有很好的导电性能，对发电机端部漏磁通具有很强的屏蔽作用，阻碍端部漏磁通进入压圈及定子铁心，降低了压圈及定子铁心在发电机越前功率因数运行条件下的损耗和温升；压圈与铜屏蔽之间的第一通风间隙内通过的冷却气流负责对压圈和铜屏蔽内表面进行冷却，但本技术方案第一通风间隙两端直接处于发电机的高压风区和低压风区，而不是传统技术方案的与压指风路的串联结构，使该第一通风间隙内通过的冷却气流更多且风速更高，获得更好的冷却效果；铜屏蔽与外覆绝缘罩之间的第二通风间隙内通过的冷却气流负责对铜屏蔽外表面进行冷却，本技术方案第二通风间隙两端直接处于发电机的高压风区和低压风区，使该第二通风间隙内通过高速冷却气流，对铜屏蔽外表面进行强制冷却，较以往结构的自然对流冷却获得更好的冷却效果；支撑架与绝缘导风筒之间的第三通风间隙内通过的冷却气流负责对支撑架进行冷却，冷却效果优于以往结构的自然对流冷却；而绝缘罩既不导磁也不导电，不会因发电机端部漏磁通而产生损耗及发热；由于铜方管的顶端覆盖压指的齿头部位，铜方管具有很好的导电性能，对发电机端部漏磁通具有屏蔽作用，阻碍端部漏磁通进入发电机定子齿头及压指齿 头部位，降低了发电机定子齿头及压指齿头部位在发电机越前功率因数运行条件下的损耗和温升；由于铜方管的末端进入定子出风区，发电机通风冷却系统使冷却气流沿着铜方管内部流向定子出风区，铜方管的顶端与压指的顶端之间的第四通风间隙内的气体通过铜方管的引风孔进入铜方管，被吸入定子出风区，使压指的齿头部位及铜方管得到良好的冷却；铜质环箍对铁心背部产生电磁屏蔽作用，降低了铁心背部漏磁通，降低定位筋感应电压，铜质环箍内表面与定位筋背部表面铺焊的铜质导电层接触，能够产生良好的接触，使定位筋通过铜质环箍形成良好的电流短路通路，使定位筋感应电压进一步降低，避免环路电流烧损端部铁心鸽尾槽部位；由于铜质环箍有通风孔，避免铜质环箍影响定子铁心的通风冷却，通风孔内流动的冷却气体也对铜质环箍起到通风冷却效果，避免屏蔽电流产生的热量使铜质环箍温升过高；铜质环箍由锁紧螺栓收紧，使铜质环箍内表面与定位筋背部表面铺焊的铜质导电层产生良好的接触，加强导电及漏磁通阻隔效果，用浸渍环氧树脂的玻璃丝绳缠绕锁紧，使玻璃丝绳嵌入锁紧螺栓螺纹处的锁紧槽内，环氧树脂固化后，玻璃丝绳对锁紧螺栓形成良好的锁紧作用，避免振动等因素使锁紧螺栓松动脱落，保证结构可靠；所以本发明的技术方案既对发电机端部关键部位形成了电磁屏蔽与保护，有效改善发电机端部电磁场的分布，使发电机端部结构件避免漏磁通引起的过高损耗；且使自身结构与发电机铜屏蔽等端部结构形成了第一通风间隙、第二通风间隙与第三通风间隙，使自身结构及发电机端部结构处于良好散热条件下，避免过热，能够较以往结构设计的发电 机提高越前功率因数运行深度。
附图说明：
图1为本发明示意图。
图2为本发明局部示意图。
图3为铜质环箍示意图。
图4锁紧螺栓示意图。
具体实施方式：如图1、图2所示，压圈1与铜屏蔽2之间有第一通风间隙3，铜屏蔽2与绝缘罩4之间有第二通风间隙5，支撑架6与绝缘导风筒7之间有第三通风间隙8；由于铜屏蔽2覆盖在压圈1外侧，铜屏蔽2具有很好的导电性能，对发电机端部漏磁通具有很强的屏蔽作用，阻碍端部漏磁通进入压圈1及定子铁心，降低了压圈1及定子铁心在发电机越前功率因数运行条件下的损耗和温升；压圈1与铜屏蔽2之间的第一通风间隙3内通过的冷却气流负责对压圈1和铜屏蔽2内表面进行冷却，但本技术方案第一通风间隙两端直接处于发电机的高压风区和低压风区，而不是传统技术方案的与压指风路的串联结构，使该第一通风间隙3内通过的冷却气流更多且风速更高，获得更好的冷却效果；铜屏蔽2与外覆绝缘罩4之间的第二通风间隙5内通过的冷却气流负责对铜屏蔽2外表面进行冷却，本技术方案第二通风间隙5两端直接处于发电机的高压风区和低压风区，使该第二通风间隙5内通过高速冷却气流，对铜屏蔽2外表面进行强制冷却，较以往结构的自然对流冷却获得更好的冷却效果；支撑架6与绝缘导风筒7之间的第三通风间隙8内通过的冷却气流负责对支撑架6进行 冷却，冷却效果优于以往结构的自然对流冷却；而绝缘罩4既不导磁也不导电，不会因发电机端部漏磁通而产生损耗及发热；铜方管9的顶端10覆盖压指11的齿头部位12，铜方管9的顶端10与压指11的齿头部位12之间有通风间隙13，铜方管9的末端14进入定子出风区15，铜方管9的引风孔16位于通风间隙13内，由于铜方管的顶端10覆盖压指11的齿头部位12，铜方管9具有很好的导电性能，对发电机端部漏磁通具有很强的屏蔽作用，阻碍端部漏磁通进入发电机定子齿头及压指11齿头部位12，降低了发电机定子齿头及压指11齿头部位12在发电机越前功率因数运行条件下的损耗和温升；由于铜方管9的末端14进入定子出风区15，发电机通风冷却系统使冷却气流沿着铜方管9内部流向定子出风区，铜方管9的顶端10与压指11的齿头部位12之间的第四通风间隙13内的气体通过铜方管9的引风孔16进入铜方管9，使压指11的齿头部位12及铜方管9得到良好的冷却，所以本发明的技术方案既对发电机定子齿头及压指11齿头部位12形成了电磁屏蔽与保护，使发电机定子齿头及压指11齿头部位12避免漏磁通引起的过高损耗；且使自身结构及压指11齿头部位12处于良好散热条件下，避免过热；如图1、图3所示，定位筋17背部表面铺焊一层铜质导电层18，铜质环箍19内表面与铜质导电层18接触，铜质环箍19有通风孔20；边段铁心通风道24通往铜质环箍19的通风孔20；铜质环箍19对铁心背部产生电磁屏蔽作用，降低了铁心背部漏磁通，降低定位筋17感应电压，铜质环箍19内表面与定位筋17背部表面铺焊的铜质导电层18接触，能够产 生良好的接触，使定位筋17通过铜质环箍19形成良好的电流短路通路，使定位筋17感应电压进一步降低，避免环路电流烧损端部铁心鸽尾槽部位；由于铜质环箍有通风孔20，避免铜质环箍19影响定子铁心的通风冷却，通风孔20内流动的冷却气体也对铜质环箍19起到通风冷却效果，避免屏蔽电流产生的热量使铜质环箍19温升过高；如图3、图4所示，铜质环箍19由锁紧螺栓21收紧，使铜质环箍19内表面与定位筋17背部表面铺焊的铜质导电层18产生良好的接触，加强漏磁通阻隔效果，用浸渍环氧树脂的玻璃丝绳缠22绕锁紧，使玻璃丝绳22嵌入锁紧螺栓21螺纹处的锁紧槽23内，环氧树脂固化后，玻璃丝绳22对锁紧螺栓21形成良好的锁紧作用，避免振动等因素使锁紧螺栓21松动脱落，保证结构可靠；所以本发明的技术方案既对发电机端部关键部位形成了电磁屏蔽与保护，有效改善发电机端部电磁场的分布，使发电机端部结构件避免漏磁通引起的过高损耗；且使自身结构与发电机铜屏蔽等端部结构形成了第一通风间隙3、第二通风间隙5与第三通风间隙8，使自身结构及发电机端部结构处于良好散热条件下，避免过热，能够较以往结构设计的发电机提高越前功率因数运行深度。

Claims (1)

1.一种定子端部漏磁通阻隔结构，其特征是：压圈(1)与铜屏蔽(2)之间有第一通风间隙(3)，铜屏蔽(2)与绝缘罩(4)之间有第二通风间隙(5)，支撑架(6)与绝缘导风筒(7)之间有第三通风间隙(8)；铜方管(9)的顶端(10)覆盖压指(11)的齿头部位(12)，铜方管(9)的顶端(10)与压指(11)的齿头部位(12)之间有第四通风间隙(13)，铜方管(9)的末端(14)进入定子出风区(15)，铜方管(9)的引风孔(16)位于第四通风间隙(13)内；定位筋(17)背部表面铺焊一层铜质导电层(18)，铜质环箍(19)内表面与铜质导电层(18)接触，铜质环箍(19)有通风孔(20)；边段铁心通风道(24)通往铜质环箍(19)的通风孔(20)；铜质环箍(19)由锁紧螺栓(21)收紧，锁紧螺栓(21)螺纹处有锁紧槽(22)，用浸渍环氧树脂的玻璃丝绳(23)缠绕锁紧。
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