Anordnuag zur Verhinderung von plastischen Verformungen infolge Unterdrückung
von temperaturbedinßten Dehnugen und Schrumpfungen an flüssigkeitsgeküten Rotorwicklungen
elektrischer Maschinen
Bei großen hochbelasteten gaaohinen.kommt es immer wieder
nach längerer Setriebszeit zu Leiterbrüchen in der Botor-
wiclclung, Windungesahlüseen oder zu unzulässigen IAtagenände.
sungen der Leiteretäbeg Die Ursache dieser unerwünschten
Erscheinung läßt sich wie folgt erklärena Beim, Anfahren
eines Generators wird mit wachsender Drehzahl auf die Ro--
torwicklung eine steigende Fliehkraft ausgeübt, die ab
einer .beritimmten Drehzahl, die im folgenden als 'qerblol-
kungsdrehzahl" bezeichnet werden soll, so groß wird, da8
die davon abhing3.gen Reibungskräfte temperaturbedingte
Dehnungen und Schrumpfungen ohne plaatische Verforguag
nicht mehr zulassen, De die Rotorleiter aber erst bei vol-
ler Belastung der elektrischen Maschine ihre Betriebstees
peratsir enaei m en, das heißt arleo y beim
Überfahren der
'7Terbloodrehaahl" noch weit gerinpre Tenperituren
haben, entstehen bei der später erfolgenden IRrwäxung
der Motorleiter auf ;8etriebetemparatur innerhalb dieser.
Leiter erhebliche $pännungen;. die zu plastieohen Verfor-
muMsn (Schrumpfungen bein.Anfahren und Dehnungen beim
Abfahrsa der- Itasohine) ia' den heitern führen, eben weil
die oberhahb der "Yerblocivfdrehsghl" auf die Leiter
wirkenden F'liehlncätte TeaperatuWdehauagsn in der
Idn@rioh-
tung ohne plastische Verfornunn6ioht zulassen. Die gleichem;
unangenehmen Erscheinungen stellen sich bei Lastwechseln der Maschine
oberhalb der Verblockungsdrehzahl sowie beim Entregen und Abfahren der Maschine
eine Nach längerer Betriebszeit führt das zu erheblichen bleibenden Längenänderungen
der Spulen und u.U. sogar zu Dauerbrühen der Rotorleiterstäbe.Arrangement for the prevention of plastic deformations due to the suppression of temperature-induced expansion and shrinkage on liquid-cooled rotor windings of electrical machines With large, highly stressed gaaohinen. It always comes back
after a long Setriebszeit to Head breakthroughs in Bo tor -
winding, uneven winding or excessively inadmissible time changes.
sungen der Leiteretäbeg The cause of this undesirable
Appearance can be explained as followsa When starting up
of a generator, as the speed increases, the ro-
gate winding exerted an increasing centrifugal force, which from
a determined speed, hereinafter referred to as' qerblol -
speed "is to be designated so large that 8
the frictional forces that depend on it are temperature-related
Stretching and shrinking without plaatical deformation
no longer allow the rotor ladder to de
ler load on the electrical machine their operating teas
peratsir enaei m en, that is arleo y when driving over the
'7Terbloodrehaahl "still far less pre-tenperitures
arise during the subsequent IR rwäxung
the motor conductor to; operating temperature within this.
Head significant $ mishaps .; to plastieohen Ver f or-
muMsn (shrinkage during approach and expansion during
Abfahrsa der- Itasohine) ia 'lead the cheerful, precisely because
the above the "Yerblocivfdrehsghl" on the ladder
acting F'liehlncetzt Teaperatu W dehauagsn in the Idn @ rioh-
Allowing movement without plastic deformation. The same;
unpleasant phenomena arise when the machine load changes above the blocking speed and when the machine is de-energized and shut down.
Um allzu große Wärmespannungen innerhalb der Roterleiter während dos
Betriebes zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, vor dem Anfahren von Turbosätzen
die Erregerwicklung des Turbogenerators elektrisch vorzuwärmen. Das hat aber den
Nachteil, daß eine besondere Stromquelle zur Speisung der Erregerwicklung während
der Anheizperiode vorgesehen werden muß. Außerdem ermöglicht dieses Verfahren keinerlei
Einflußnahme auf die Betriebstemperatur der Rotorwicklung während d88 Betrieben.
Es können damit deshalb allenfalls nur Teilerfolge erzielt werden. Außerdem ist
en bekannt, während des Betriebes eine Regelung der Leitarm kühng auf konstante
Temperatur vorzunehmen. Eine solche Maßnahme allein löst jedoch nicht die beim An-
und Abfahr -Vorgang auftretenden Schwierigkeiten, wie oie oben benschrieb ben wurden.
.In order to avoid excessive thermal stresses within the red conductor during dos
Avoiding operation has already been proposed before starting up turbo sets
to preheat the excitation winding of the turbo generator electrically. But that has
Disadvantage that a special power source to feed the field winding during
the heating-up period must be provided. In addition, this method does not allow any
Influence on the operating temperature of the rotor winding during d88 operations.
Only partial successes can therefore be achieved with it. Also is
It is known that the guide arm is controlled to a constant value during operation
Temperature. However, such a measure alone does not solve the
and Abfahr -vorgang occurring difficulties, as mentioned above were ben.
.
Um diesem Mangel abzuhelfen, sieht die Erfindung eine Anordnung zur
Verhinderung von plastischen Verformungen infolge Unterdrückung von temperaturbedingten
Dehnungen und Schrumpfungen an flüssigkeitsgekühlten Rotorwicklungen elektrischer
Maschinen, insbesondere Turbogeneratorn, vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Rotorwioklungsleiter vor dem Anfahren und/ oder während den Anfahre der Maschine
mittels einer Vorwämung der Kühlflüssigkeit
oo weit erwärmt werden,
daß sie vor Urreichen der "Verblockungsdrehzahl' die Betriebstemperatur annehmen,
während beim Abfahren der Maschine auf die gleiche Weine dafür gesorgt wird, daß
die Temperatur der Wicklungsleiter nicht vor Unterschreiten der "Verblockungedrehzahl
unter die Betriebstemperatur absinkt. Um die Heizung der Rotorwicklung vor oder
während den Anfahrens der Maschine zu ermöglichen, wird in ihrem Kühlflüssigkeitekreislauf
neben den Rückkühlern noch eine Heizeinrichtung angeordnet, Durch Parallelschaltung
von Kühlern und Heizeinrichtungen sowie eine Umgehungsleitung von beiden im Kühlkreislauf
wird es möglich, mittels verstellen von geeigneten Verteilerventilen oder -schiebern
eine stetige Temperaturregelung der Kühlflüssigkeit und damit auch der Rotorleiter
selbst beim An- und Abfahren sowie während den Betriebes der Maschine vorzunehmen,
Auf diese Weise werden die Einoflüsse von Belastungsschwankungen völlig ausgeschaltete
Es ist durchaus vorteilhaft, die Zu- bzw. Abschaltung der Heizung in Abhängigkeit
von der Zu- bzw. Abschaltung der Rotorspannung und/oder der Temperatur der Rotorleiter
bzw. Kühflüssigkeit automatisch zu steuern.To remedy this deficiency, the invention provides an arrangement for
Prevention of plastic deformations due to suppression of temperature-related
Expansion and contraction of liquid-cooled rotor windings electrical
Machines, in particular turbo generators, which is characterized in that
the rotor winding ladder before and / or during the start-up of the machine
by means of a pre-heating of the coolant
oo be heated far,
that they assume the operating temperature before the "blocking speed" is reached,
while when the machine is shut down on the same wines it is ensured that
the temperature of the winding conductor does not fall below the "interlocking speed"
drops below the operating temperature. To the heating of the rotor winding before or
during the start-up of the machine is made possible in its coolant circuit
In addition to the dry coolers, there is also a heating device arranged through parallel connection
of coolers and heating devices as well as a bypass line of both in the cooling circuit
it becomes possible by adjusting suitable distribution valves or slides
a constant temperature control of the cooling liquid and thus also the rotor conductor
to be carried out even when starting and stopping as well as during operation of the machine,
In this way, the influences of load fluctuations are completely eliminated
It is definitely advantageous to switch the heating on and off as a function
the connection or disconnection of the rotor voltage and / or the temperature of the rotor conductor
or to control cooling liquid automatically.
Dadurch, daß sich die Betriebstemperatur der Rotorleiter bereits vor
Erreichen der Verblockungsdrehzahl einstellt, so daß sich die Rotorleiter noch in
wesentlichen unbseinfluBt von den Fliehkräften frei, ausdehnen bzw. zusamenwsieben
können, (Entsprechendes gilt für das Abfahrvorgang) und dadurch, daß trotz Belastungsschwenkungen
während des Betrieben der Maschine die Temperatur der Motorleiter konstant gehselten
wird, werden temperatubedingte Spannung innerhalb der Leiter verhindert Durch die
Erfindung wird also eine wesentliche Störungquelle an großen elektrischen Maschinen
insbesondere Turbogeneratoren, ßußgesehaltet .Because the operating temperature of the rotor conductor is already in front
When the locking speed is reached, the rotor ladder is still in
essentially unaffected by centrifugal forces, expand or compress
can, (the same applies to the shutdown process) and that despite load fluctuations
Keep the temperature of the motor conductors constant while the machine is in operation
temperature-related stresses within the conductors are prevented
The invention thus becomes a major source of interference in large electrical machines
especially turbo-generators, ßussgesehaltet.