DE2635829A1

DE2635829A1 - Verfahren und einrichtung zur feuchtigkeitsmessung in elektrischen maschinen

Info

Publication number: DE2635829A1
Application number: DE19762635829
Authority: DE
Inventors: Juergen Klaar
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1978-02-16
Also published as: US4139057A; CH615787A5; JPS5320997A; DE2635829B2; GB1566600A; IN147995B

Description

KEAS¹TWEEE UUION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen: Mülheim a. d. Euhr 9 VPA 76 P 9468 BED

Verfahren und Einrichtung zur Feuchtigkeitsmessung in elektrischen Maschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feuchtigkeitsmessung innerhalb des Gehäuses einer elektrischen Maschine, deren Wicklung mit Wasser gekühlt und "bei der innerhalb des Gehäuses ein durch Bückkühler gekühlter Gasstrom umgewälzt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei zumindest im Ständer wassergekühlten elektrischen Maschinen wird im allgemeinen innerhalb des gasdicht abgeschlossenen Gehäuses zur Kühlung des Ständerblechpaketes ein Wasserstoff-Kühlgasstrom aufrechterhalten, wobei dieser Kühlgasstrom in an den Enden der Maschine angeordneten und von Kühlwasser durchströmten Kühlern gekühlt wird.

In dem Wasserstoffgas ist jedoch stets eine gewisse Eestfeuchte enthalten. Der Taupunkt dafür wird normalerweise durch die Wassereintritts temperatur der Wasserstoffkühler bestimmt. Bei betriebsmäßiger Abschaltung eines Kühlers kann es jedoch unter ungünstigen Bedingungen zu einer Taupunktunterschreitung kommen, wobei dann ein Wasserniederschlag an gefährdeten Bauteilen der Maschine auftreten kann. Darüber hinaus ist eine derartige Eestfeuchte schwankender Größe - abhängig davon, ob sie an den Kühlern oder an anderen Bauteilen niedergeschlagen ist oder im gasförmigen Zustand vorliegt - hinderlich für eine einwandfreie Feuchtigkeitsmessung innerhalb des Gehäuses, mit der Leckagen an den wassergekühlten Wicklungen frühzeitig ermittelt werden könnten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und

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eine Einrichtung zu schaffen, mit der derartige Taupunktunterschreitungen und unkontrollierbare Wasserniederschläge und ein dadurch bedingter wechselnder Feuchtezustand nicht mehr auftreten, so daß auch eine einwandfreie Feuchtemessung möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines stationären Feuchtezustandes innerhalb des Maschinengehäuses der Taupunkt durch eine gesonderte Wärmesenke als kältester Punkt festgelegt und anschließend Feuchtigkeitsänderungen gemessen werden.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient erfindungsgemäß eine Einrichtung, bei der als Wärmesenke ein parallel zum Kühlgasstrom angeordneter externer Gastrockner mit einem Verdampfer sowie in einem weiteren Bypaß ein Feuchtemeßgerät vorgesehen sind. Zweckmäßigerweise ist dabei parallel zu einem der Kühler eine Bypaßleitung mit dem Gastrockner geführt.

Durch den externen Gastrockner, der jetzt den kältesten Punkt im Gaskreislauf bildet, wird somit der Taupunkt festgelegt. Damit wird vorhandene und zunächst noch gebundene Feuchtigkeit aus dem Gaskreislauf an diesem Trockner auskondensiert und ein stationärer Feuchtigkeitszustand innerhalb der Maschine erreicht, der unabhängig von dem Betriebszustand der Kühler ist. Erst nach Erreichen dieses Zustands ist eine Feuchtigkeitsmessung zum Zweck der Maschinenüberwachung sinnvoll, um Wasserleckagen in den Kühlkreisläufen innerhalb der Maschine zu erfassen.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die ligur einen Längsschnitt durch einen Generator mit den Prinzipschaltbildern der Kühlanordnungen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind in dem druck- und gasdicht ausgeführten Gehäuse Λ der Maschine das Ständerblechpaket mit der flüssigkeitsgekühlten Ständerwicklung sowie der Läufer angeordnet, der ebenfalls flüssigkeitsgekühlt sein kann. Zur ergänzenden Kühlung des Ständerblechpaketes und anderer Maschinentei-

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le ist das Gehäuse 1 mit Wasserstoffgas gefüllt, das über die auf der Welle 4 sitzenden Lüfter 5 und. 6 umgewälzt und in den an den Enden der Maschine innerhalb des Gehäuses 1 sitzenden Kühler 7 rückgekühlt wird. Die Kühlgasströmung ist dabei für das rückgekühlte Gas durch ausgezogene Pfeile 8 und für den aufgewärmten Zweig durch gestrichelte Pfeile 9 angedeutet.

Das Kühlgas weist im allgemeinen einen gewissen Feuchteanteil auf, der aus Feuchtigkeitsrückständen bei der Montage der Maschine oder durch Austrocknung der Wicklung oder anderer Anlagenteile bedingt ist. Die Feuchte des Kühlgases wird dabei üblicherweise durch die Kühlgastemperatur, die Eintrittstemperatur des Kühlwassers in den Kühlschlangen 10 der Rückkühler 7, die somit auch den Taupunkt festlegen, und durch den "Schlupf" der Gasfeuchte in den Kühlern 7 "bestimmt, da stets ein Teil der dort niedergeschlagenen Feuchte von dem durchströmenden Gas wieder mitgerissen wird. Dadurch ist zunächst einmal ein nichtstationärer Zustand der Feuchte innerhalb des Gehäuses gegeben, so daß eine Feuchtemessung zur Ermittlung von Kühlwasserleckagen aus der Wicklung zu nicht eindeutigen Ergebnissen führen würde.

Darüber hinaus kann aber auch bei betriebsmäßiger Abschaltung eines oder mehrerer der Kühler 7 der durch die Kühler festgelegte Taupunkt ansteigen, so daß dann andere Maschinenteile wie beispielsweise die Kühlwasserringleitungen 11 für die Ständerkühlung, die ebenfalls mit kaltem Wasser beaufschlagt sind, einen kälteren Punkt im System bilden, so daß sich an diesen Teilen die Feuchtigkeit niederschlägt, was dann ggf. zu Überschlagen führen kann.

Aus diesen Gründen ist es erforderlich, Maßnahmen zu finden, mit denen einmal ein Feuchtigkeitsniederschlag an gefährdeten Maschinenteilen sicher vermieden und mit denen andererseits ein stationärer Zustand der Feuchte innerhalb des Gehäuses erreicht werden kann, so daß dann auch eine Feuchtigkeitsmessung zur Erfassung von Wasserleckagen zu eindeutigen Ergebnissen führt. Dazu muß innerhalb des Gaskühlkreises eine Stell in Form einer Wärmesenke geschaffen werden, die den kältesten Punkt des Systems darstellt und somit einen definierten Taupunkt festlegt, der in

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keinem Betriebsfall von anderen Maschinenteilen unterschritten werden kann.

Erfindungsgemäß is.t daher in einem Bypaß zum Kühlgaskreis ein Gastrockner 12 mit einem Verdampfer herkömmlicher Bauart vorgesehen, an dem sich die Feuchte definiert niederschlägt und von dort abgeführt werden kann. Dieser Gastrockner 12 ist dabei zweckmäßigerweise in einer Bypaßleitung 13 zu einem der Kühler 7 angeordnet. Dieser Gastrockner 12 bildet somit den kältesten Punkt im Gaskreislauf und legt damit auch den Taupunkt fest. An diesem Gastrockner wird die zunächst noch im Wasserstoffgas vorhandene und durch dieses gebundene Feuchtigkeit auskondensiert. Dadurch wird innerhalb des Gehäuses 1 im Gaskreislauf ein stationärer Feuchtigkeitszustand geschaffen, der unabhängig davon ist, ob alle Gaskühler 7 einwandfrei arbeiten oder einer oder mehrere von ihnen abgeschaltet sind.

Venn ein derartiger stationärer Feuchtezustand erreicht ist, können dann auftretende Feuchteänderungen Rückschlüsse auf ein evtl. vorhandenes Leck in einer der kühlwasserdurchströmten Wicklungen zulassen. Es ist also erst nach Erreichen dieses stationären Zustandes zweckmäßig, überhaupt die Feuchte im Gaskreislauf zu messen. Dazu kann in einer weiteren Bypaßleitung 14 zum Gehäuse 1 ein Feuchtemeßgerät 15 angeordnet sein, mit dem Feuchteschwankungen und Absolutgrößen ermittelt werden können.

Damit erfüllt die Erfindung also zwei Aufgaben, nämlich einmal einen Feuchteniederschlag an gefährdeten Maschinenteilen sicher zu verhindern und zum andern eine Feuchtemessung zur Ermittlung von Leckagen im Kühlmittelkreislauf zu ermöglichen. Darüber hinaus sind auch Lecks in den Gaskühlern selbst erfaßbar, so daß die Erfindung auch bei rein gasgekühlten Maschinen Anwendung finden kann.

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Leerseif

Claims

Patentansprüche 76 P 9468 BRD

1.!Verfahren zur Feuchtigkeitsmessung innerhalb des Gehäuses ^—' einer elektrischen Maschine, deren Wicklung mit Wasser gekühlt und bei der innerhalb des Gehäuses ein durch Rückkühler gekühlter Gasstrom umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines stationären Feuchtezustandes innerhalb des Maschinengehäuses der Taupunkt durch eine gesonderte Wärmesenke als kältester Punkt festgelegt und anschließend Feuchtigkeitsänderungen gemessen werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmesenke ein parallel zum Kühlgasstrom (8, 9) angeordneter axterner Gastrockner (12) mit einem Verdampfer sowie in einem weiteren Bypaß (14) ein Feuchtemeßgerät (15) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem der Kühler (7) eine Bypaßleitung (13) mit dem Gastrockner (12) geführt ist.

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ORIQiNAL INSPECTED