CN113904482A - 一种空气内冷发电机定子引出线结构 - Google Patents

一种空气内冷发电机定子引出线结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种空气内冷发电机定子引出线结构，采用“日”字形截面空心导电铜排，内部形成“U”形回环通风道，通过特殊的风道设计，利用出线盒与发电机的风扇前风区存在风扇压差的特性，风可以通过压差产生内部循环，使冷空气从引线首端绝缘盒处引入铜排内部，流过整个铜排，在引线首端发电机前风区流出，铜排产生的热耗直接由流过导体的冷却空气带走，对整个主引线内部空气直接冷却，可以有效提高散热效果，达到控制温升的目的，使温升满足国家标准以及规范要求。

Description

一种空气内冷发电机定子引出线结构
技术领域
本发明涉及汽轮发电机技术领域，尤其涉及一种空气内冷发电机定子引出线结构。
背景技术
大型汽轮发电机的引出线主要用于将电能引出，是发电机的关键零部件，具有电压高，电流大的特点，不仅引出线本身的损耗和发热较大，由于引出线中通过的电流较大，在引线的周围伴随着强大的交变磁场，使引线之间产生聚心力，造成安全隐患，尤其是当发电机非正常工况运行时，引出线的发热和聚心力更大，如不能高效散热并有效固定，可能造成严重事故。
因此，引出线的设计需要同时考虑通风冷却和机械固定，以往的引出线位于发电机的冷风区，可通过冷却器出来的冷风自然冷却，而对于巨型容量的空冷发电机而言，其风路为逆向通风，使引线处于发电机的热风区，且发电机基础内空间有限，引出线区域通风条件较差，难与外界形成热交换，如不能可靠散热可能导致引线烧毁，造成严重事故。如何才能有效的冷却，使发电机引出线温升满足国家标准规定就成为了难题，与此同时，零件在生产、装配以及现场安装时都会存在误差，还要考虑热胀冷缩对引线的影响，引线的固定也是一个难题，如何保证散热的同时可靠固定，并满足不同工况运行，是本发明要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种空气内冷发电机定子引出线结构，由电气连接结构、引线固定结构、末端固定挡风结构和出线盒挡风结构四部分组成，采用“日”字形截面空心导电铜排，内部形成“U”形回环通风道，通过特殊的风道设计，利用出线盒与发电机的风扇前风区存在风扇压差的特性，风可以通过压差产生内部循环，使冷空气从引线首端绝缘盒处引入铜排内部，流过整个铜排，在发电机风扇前风区流出，铜排产生的热耗直接由流过导体的冷却空气带走，对整个主引线内部直接空气冷却，达到控制温升的目的，可以使温升满足国家标准以及规范要求。
本发明的技术方案为：由电气连接结构、引线固定结构、末端固定挡风结构和出线盒挡风结构四部分组成；电气连接结构主要通过引线固定结构支撑，末端固定挡风结构位于引线的末端，出线盒挡风结构位于引线的首端。
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的电气连接结构主要由铜排、柔性连接和绝缘盒组成，铜排由“日”字形截面的裸铜排、首端导电板和外部包裹的绝缘组成，铜排通过首端导电板与柔性连接相连，柔性连接上端与发电机并联环引线铜排相连，铜排首端为敞开口的，在横向出风管前段放置堵板，堵板前的中间隔板上有开孔，铜排的末端有封堵，封堵前的中间隔板上有开孔，铜排侧面出风孔与横向出风管、橡胶弯头、纵向出风管相连；
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的引线固定结构主要由支撑杆、绝缘支撑板、绝缘固定板和支撑板组成，铜排由玻璃丝绳与绝缘支撑板绑扎，绝缘支撑板上有用于绑扎和安装的槽和孔，与两列垂直的支撑杆连接，支撑杆垂直拧入焊接在下方基础上的螺母，铜排还通过绝缘支撑板与五个纵向等间距排列的支撑板绑扎，支撑板与固定在基础墙上的角钢焊接，铜排之间另外设置五个纵向等间距排列的绝缘固定板。
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的末端固定挡风结构在引线的末端，与发电机引线处的基础墙面连接。
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的出线盒挡风结构在出线盒出口处，与出线盒连接。
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的铜排和柔性连接的外部由绝缘盒包围，绝缘盒分为上下两部分，分别与柔性连接的上端和铜排的上端相连，绝缘盒上下两部分间的接口四周留有间隙。
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的铜排为“L”形，材质为铜。
在上述一种空气内冷发电机定子引出线结构，所述的支撑杆由长钢管和若干短钢管通过螺杆和螺套逐层相连组合而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在基础内部通过空气直接冷却引出线，冷却空气从引线首端绝缘盒进风口经过柔性连接进入铜排内部首端的两路并联风道中，铜排为“日”字形截面，首端开口，在横向出风管前放置堵板，堵住一个风道，并在堵板前两风路间的中间隔板上开孔，使两个并联进风道合并为一个进风道，冷却空气继续流过整个铜排，在铜排末端把端头封堵，并在封堵前的中间隔板上开孔，内部形成“U”形回环通风道结构，冷却空气流过“U”形回环通风道，在引线前段铜排出风道侧面的出风口通过横向出风管、橡胶弯头、纵向出风管进入发电机风扇前风区，冷却空气在铜排内部流通，和外界隔绝，对整个铜排直接冷却，铜排产生的热耗由流过冷却空气带走，达到控制温升的目的，由于出线盒与发电机的风扇前风区存在风扇压差，风可以通过压差产生内部循环，自然流动，“L”形铜排材质为铜，导电性能好，其大小和重量适中，便于现场施工和安装，铜排和发电机出线之间通过柔性连接相连，可以避免引线在工作中由于热膨胀产生上下位移而破坏连接结构，保证不同工况运行时的连接可靠性，铜排和柔性连接的外部由绝缘盒包围，绝缘盒分为上下两部分，分别装在并联环引线铜排下端和铜排上端，上下两部分间的接口四周留有间隙作为进出风口，且上半部分开口较大，能罩住下半部分，可以避免异物或灰尘进入通风道，而柔性连接由于导电截面较小，容易发热，冷却风可以在通过绝缘盒时吹拂柔性连接，起到降温的效果；固定引线用的绝缘板上有开孔，可以减轻重量，便于绑扎，支撑杆由长钢管和若干短钢管通过螺杆和螺套逐层相连组合而成，现场安装时可以从下向上逐层安装、绑扎，方便施工，6根引线只有相互之间的作用力，其合力约为零，对外作用力很小，因此，横向固定用支撑板不需要用太厚，这样可以保证引线可靠固定的同时还有一定的纵向调整范围，适应由于热膨胀产生的位移影响；铜排从出线盒中引出，出线盒出口处设置有出线盒挡风板，在出线盒内部和基础内部之间形成风路隔绝，实现密封的效果，引线末端，末端固定挡风结构与发电机引线处的基础墙面连接，整体起到密封的作用。
附图说明
图1为主引线主视图；
图2为图1主引线的右视图；
图3为图1主引线B-B剖视图；
图4为图1主引线C-C剖视图；
图5为图3的E视图；
图6为图1主引线F视图；
图7为图1主引线D-D剖视图；
图8为铜排截面；
图9为主引线风路示意图。
图中标记说明：1-绝缘盒；2-柔性连接；3-铜排；4-堵板；5-横向出风管；6-橡胶弯头；7-纵向出风管；8-绝缘支撑板；9-支撑杆；10- 螺母；11-支撑板；12-角钢；13-绝缘固定板；14-出线盒；15-出线盒挡风结构；16-末端固定挡风结构；17-封堵；18-绝缘；19-首端导电板；20-裸铜排；21-玻璃丝绳；22-长钢管；23-短钢管；24-螺杆；25- 螺套；26-电气连接结构；27-引线固定结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1和图9所示，冷却空气从引线首端绝缘盒1的进风口进入，流过柔性连接2，并联两路进入铜排3，绝缘盒1分为上下两半，上半部分开口较大，将下半部分的开口罩住，留有一定的间隙，这样可以保证进风通畅的同时防止灰尘等异物进入内部风道，铜排3的截面如图8，为“日”字形，外部包裹绝缘18。如图5所示，在横向出风管5前放置堵板4，堵住铜排的一个风路，并在堵板4前两风路间的中间隔板上开孔，使两路进风合并为一路进风，如图6所示，在引线末端有封堵17，并在封堵前的中间隔板上开孔，构成“U”形回路，形成一进一出两个风路，如图3和图9所示，空气通过铜排3上出风道侧面的出风孔流入横向出风管5、经过橡胶弯头6、纵向出风管7 最终进入发电机前风区，此结构可充分利用出线盒与发电机的风扇前风区存在风扇压差的特性，风可以通过压差产生内部循环，自然流动，无需配备额外装置。如图1，图2和图4所示，铜排3与绝缘支撑板 8绑扎，通过竖直放置的两列支撑杆9固定，支撑杆9由长钢管22 和若干短钢管23通过螺杆24和螺套25逐层相连组合而成，现场安装时可以从下向上逐层安装、绑扎，方便施工，支撑杆9拧入焊接在下方基础上的螺母10固定，在绝缘板上开孔，用于绑扎并减轻重量。铜排3还通过绝缘支撑板8与五个纵向等间距排列的支撑板11绑扎，支撑板11与固定在基础上的角钢12焊接在一起，引线所受聚心力为相互作用力，其合力为零，对外作用力很小，因此钢板不需要太厚， 20mm厚即可，这样可以保证引线可靠固定的同时有一定的纵向可变形范围。如图1和图7所示，铜排3之间另外单独设置有五个纵向等间距排列的绝缘固定板13支撑。
最后，本发明的保护范围并不限于上述的实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (8)

1.一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：由电气连接结构(26)、引线固定结构(27)、末端固定挡风结构(16)和出线盒挡风结构(15)四部分组成；电气连接结构(26)通过引线固定结构(27)支撑，末端固定挡风结构(16)位于引线的末端，出线盒挡风结构(15)位于引线的首端。
2.根据权利要求1所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述电气连接结构(26)由铜排(3)、柔性连接(2)和绝缘盒(1)组成，铜排(3)由“日”字形截面的裸铜排(20)、首端导电板(19)和外部包裹的绝缘(18)组成，铜排(3)通过首端导电板(19)与柔性连接(2)相连，柔性连接(2)上端与发电机并联环引线铜排相连，铜排(3)首端为敞开口的，横向出风管(5)前段放置堵板(4)，堵板(4)前的中间隔板上有开孔，铜排(3)的末端有封堵(17)，封堵(17)前的中间隔板上有开孔，铜排(3)侧面出风孔与横向出风管(5)、橡胶弯头(6)、纵向出风管(7)相连。
3.根据权利要求1所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述引线固定结构(27)由支撑杆(9)、绝缘支撑板(8)、绝缘固定板(13)和支撑板(11)组成，铜排(3)由玻璃丝绳(21)与绝缘支撑板(8)绑扎，绝缘支撑板(8)上有用于绑扎和安装的槽和孔，与两列垂直的支撑杆(9)连接，支撑杆(9)垂直拧入焊接在下方基础上的螺母(10)，铜排(3)还通过绝缘支撑板(8)与五个纵向等间距排列的支撑板(11)绑扎，支撑板(11)与固定在基础墙上的角钢(12)焊接，铜排(3)之间另外设置五个纵向等间距排列的绝缘固定板(13)。
4.根据权利要求1所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述末端固定挡风结构(16)在引线的末端，与发电机引线处的基础墙面连接。
5.根据权利要求1所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述出线盒挡风结构(15)在出线盒(14)出口处，与出线盒(14)连接。
6.根据权利要求2所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述铜排(3)和柔性连接(2)的外部由绝缘盒(1)包围，绝缘盒分为上下两部分，分别与柔性连接(2)的上端和铜排(3)的上端相连，绝缘盒(1)上下两部分间的接口四周留有间隙。
7.根据权利要求2所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述铜排(3)为“L”形，材质为铜。
8.根据权利要求3所述的一种空气内冷发电机定子引出线结构，其特征是：所述支撑杆(9)由长钢管(22)和若干短钢管(23)通过螺杆(24)和螺套(25)逐层相连组合而成。
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