DE3035083A1

DE3035083A1 - Verfahren und einrichtung zur bestimmung einer ueberhitzung einer elektrischen maschine

Info

Publication number: DE3035083A1
Application number: DE19803035083
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Ibaraki Narato; Sadahiko Hitachi Ibaraki Niwa; Keizo Otsuka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-09-17
Filing date: 1980-09-17
Publication date: 1981-03-19
Also published as: GB2059584B; DE3035083C2; JPS5644347A; GB2059584A; CA1147575A; US4373376A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine und richtet sich insbesondere auf ein Überhitzungsbestimmungsverfahren und eine Überhitzungsbestimmungseinrichtung, die ein Lokalisieren einer überhitzten Wicklung bzw. eines überhitzten Kerns in einem gasgekühlten Turbinengenerator durch Messung einer Teilchendichte ermöglichen, die durch Zersetzung einer Lack- bzw. Kunstharzisolation, mit der Wicklung oder Kern beschichtet sind, entstanden ist.

Mit zunehmender Leistung von elektrischen Maschinen wie beispielsweise von Turbinengeneratoren steigt auch die Wahrscheinlichkeit, daß infolge schlechter Isolation Kurzschlüsse im Generator auftreten, die unerwartet schwerwiegende Folgen haben können. Insbesondere besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß Wicklung und Kern des Generators durch Wärme beseht digt werden. Um Beschädigungen von elektrischen Maschinen wie etwa von Turbinengeneratoren zu vermeiden, wurde bereits eine überhitzungsbestimmungseinrichtung . vorgeschlagen, bei welcher eine überhitzung von Wicklung oder Kern der elektrischen Maschine durch Messung einer Dichte von Teilchen festgestellt wird, die durch Zersetzung von Isolationsmaterial, das als Lack- oder Kunstharzbeschichtung auf Wicklung oder Kern ausgebildet ist, entstanden sind.

Das Arbeitsprinzip dieser bekannten überhitzungsbestimübungseinrichtung beruht auf der Tatsache, daß sich Isolationsmaterial, mit denen Wicklung bzw. Kern beschichtet sind, bei Überhitzung zu kleinen Teilchen einer Größe von 0,001-1 Mikron zersetzt. Die Teilchen verteilen sich bzw. sind suspendiert im Kühlgas, das zur Kühlung von Wicklung bzw. Kern verwendet wird und bei großen Turbinengeneratoren in der Regel Wasserstoff ist. Zum Zwecke der Feststellung einer überhitzung wird ein Teil des Kühlgases aus dem Inneren des Turbinengenerators abgezogen, um so eine Messung der Dichte der darin enthaltenen Teilchen zu ermöglichen.

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Die US-Patentschrift 3 427 880 liefert ein Beispiel einer Überhitzungsbestimmungseinrichtung der beschriebenen Art und bei welcher das abgezogene Gas ionisiert und negativ geladene Ionen als ein in einem Leitungsdraht fließender Strom nachgewiesen werden. Ein Nachteil dieses bekannten Geräts besteht jedoch darin, daß das Gas nur von einem einzigen Endbereich des Inneren des Turbinengenerators abgezogen wird und dieses abgezogene Gas daraufhin untersucht wird, ob es Teilchen enthält oder nicht. Dementsprechend ist eine überhitzung im anderen Endbereich des Inneren des Generators extrem schwer nachzuweisen. Ferner ist es mit dem bekannten Gerät selbst bei Feststellung einer überhitzung unmöglich, die genaue Stelle der überhitzung von Wicklung oder Kern zu bestimmen. Ferner müßte, wenn der Detektor des bekannten Geräts ein Fehlersignal infolge einer Funktionsstörung erzeugt, der Generator angehalten werden, obwohl dieses Anhalten natürlich überflüssig ist, da es ja der Detektor war, bei dem eine Funktionsstörung vorlag. Folglich ist es extrem erwünscht, eine Prüfeinrichtung für den Detektor vorzusehen, um unnötige Stillsetzungen des Turbinengenerators zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur überhitzungsbestimmung zu schaffen, die die exakte Bestimmung einer überhitzungsstelle auf Wicklung oder Kern bei einer gasgekühlten elektrischen Maschine gestatten.

Hierzu schlägt die Erfindung vor, eine Überhitzungsbestimmungseinrichtung vorzusehen, welche eine Einrichtung zum selektiven Abziehen von Kühlgas aus einem beliebigen einer Anzahl von Bereichen im Innenraum der elektrischen Maschine und eine Einrichtung zum Nachweis der Teilchendichte im selektiv abgezogenen Kühlgas enthält, wobei ein überhitzungsbereich der Maschine festgestellt wird, wenn die Dichte der Teilchen in dem Bereich höher als ein bestimmter Wert ist. Ferner ist eine Einrichtung zur Analyse der Zusammensetzung des Kühlgases aus dem ausgewählten überhitzungsbereich vorgesehen, wodurch die Überhitzungsstelle im ausgewählten Überhitzungsbereich bestimmt

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werden kann.

Vermöge der angegebenen Merkmale der Erfindung geschieht die Diagnose einer überhitzung in zwei Schritten, wobei der erste Schritt in einer Detektion zur Auswahl eines Überhitzungsbereichs mit einer Überhitzungsstelle und der zweite Schritt in einer Analyse zum Herausfinden der exakten überhitzungsstelle durch Analyse der Zusammensetzung des Kühlgases zur Bestimmung der Werte für die darin enthaltenen Teilchen besteht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Prüfeinrichtung zur Prüfung des Detektors der Bestimmungseinrichtung vorgesehen, wobei die Prüfeinrichtung so eingerichtet ist, daß sie während des Betriebs der elektrischen Maschine arbeitet, so daß ein Anhalten der elektrischen Maschine unnötig ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist-eine Einrichtung zur Steuerung der Abzieheinrichtung, . Nachweiseinrichtung und Analysiereinrichtung vorgesehen, die eine Steuerung so bewirkt, daß das Kühlgas des ausgewählten überhitzten Bereichs in die Analysiereinrichtung eingeführt wird.

Vorzugsweise ist die Analysiereinrichtung ein Gaschromatograph, der so eingerichtet ist,daß er Mengenverhältnisse von im Kühlgas enthaltenenKohlenwasser stoff en analysieren kann.

Zur Erleichterung der kontinuierlichen Überwachung der überhitzungsbestimiTtungseinrichtung und der elektrischen Maschine ist eine Einrichtung vorgesehen, welche die mit der Nachweiseinrichtung und der Analysiereinrichtung gewonnenen Ergebnisse anzeigt. Vorzugsweise ist ein Syphon bzw. ein Wasserabscheider vorgesehen, in dem im abgezogenen Kühlgas vorhandene Wassertröpfchen abgeschieden werden, wobei es zu einer Kondensation dieser Wassertröpfchen kommt, wenn das Kühlgas auf Umgebungs- bzw. Raumtemperatur abgekühlt wird.

Ferner ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Verifizierung der Gültigkeit der Auswahl des überhitzungsbereichs durch die Nachweiseinrichtung eine Einrichtung zur Prüfung der Gültigkeit einer solchen Auswahl vorge-

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sehen. Bevorzugt umfaßt die Prüfeinrichtung einen Standardteilchengenerator und eine Gasflasche zur Zufuhr eines Trägergases, in welchem die Standardteilchen zur Nachweiseinrichtung geführt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Bestimmung einer überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine wird der Innenraum der elektrischen Maschine in eine Anzahl von Bereichen unterteilt, wobei das Kühlgas jeweils aus irgendeinem der Bereiche selektiv abgezogen wird. Danach wird die Dichte der im abgezogenen Gas enthaltenen Teilchen ermittelt, so daß daß ein Überhitzungsbereich mit einer überhitzungsstelle ausgewählt wird, wenn die Dichte der Teilchen im Bereich höher als ein bestimmter Wert ist. Die Zusammensetzung im Kühlgas aus dem ausgewählten überhitzungsbereich wird analysiert, wodurch eine Überhitzungsstelle im ausgewählten Überhitzungsbereich festgestellt werden kann.

Bevorzugt werden im abgezogenen Kühlgas enthaltene Wassertropfen abgeschieden und die Gültigkeit der Auswahl des überhitzungsbereichs überprüft.

Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung einer Überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine zu schaffen, bei walchen mit einfachen Mitteln Unzulänglichkeiten und Nachteile des Bekannten vermieden sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung und eines Verfahrens zur Bestimmung einer Überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine, welche die Zuverlässigkeit einer Detektoranordnung durch Vorsehen einer Überprüfungseinrichtung für den Detektor erheblich erhöhen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Bestimmung der Überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine, nach welchen es möglich ist zu bestimmen, welche Bereiche in einem Innenraum der Maschine überhitzt sind, und die exakte Stelle des Bereichs, die überhitzt ist, durch Verwendung eines Teilchedetektors und einer Einrichtung zur Analyse von im

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Gas enthaltenen Stoffen zu bestimmen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Bestimmung einer Überhitzung von gasgekühlten elektrischen Maschinen, nach weleher es möglich ist/ die Gültigkeit eines überhitzungssignals durch Prüfen von. Detektoren der Einrichtung zu verifizieren.

Ein wiederum weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Bestimmung der überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine, durch welche eine hohe Zuverlässigkeit der Überhitzungsbestimraung gesichert ist.

Ein wiederum weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Bestim-. mung der überhitzung einer gasgekühlten elektrischen Maschine, nach welchen es möglich ist, eine durch eine Überhitzung hervorgerufene Beschädigung der elektrischen Maschine auf ein Minimum herabzusetzen, die für eine Reparatur der Maschine notwendige Zeit zu minimalisieren und schädliche Auswirkungen der überhitzung auf das gesamte Anlagensystem in Grenzen zu halten. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Bestimmung einer - Überhitzung eines Turbinengenerators, durch weiche die Anzahl der Fälle, in denen der Generator zur Feststellung einer überhitzung angehalten werden muß, auf ein Minimum herabgesetzt wird. :

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Turbinengenerators, der mit einer überhitzungsbestimmungseinrichtung

gemäß der Erfindung ausgestattet ist, und Figur 2 ein Flußdiagramm, das den Furiktionsablauf der überhitzungsfeststellungseinrichtung der Figur 1 wiedergibt.

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Mit dem folgenden wird auf die Zeichnung, bei der in beiden Figuren für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, und insbesondere auf Figur 1 Bezug genommen. Danach ist ein insgesamt mit 2 bezeichneter Turbinengenerator mit einer insgesamt mit 4 bezeichneten überhitzungsbestimmungseinrichtung ausgestattet. Der Turbinengenerator 2 enthält ein Gehäuse 18, welches einen Rotor 6, einen mit radialem Zwischenraum vom Rotor 6 liegenden Statorkern 8, einen Ventilator 10 zur Erzeugung einer Zwangsumwälzung eines Kühlgases 12 und Kühler 14, 16 zur Kühlung des Kühlgases 12 aufnimmt.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird das Kühlgas 12 von einer Turbinenseite TS und einer Kollektorringseite CS eines inneren Raumes des Turbinengenerators 2 abgezogen. Es ist ein Rohr 20 vorgesehen, welches ein Abziehen von Kühlgas 12 aus der Turbinenseite CS ermöglicht, und ein Rohr 22 ermöglicht ein Abziehen des Kühlgases 12 aus der Kollektorringseite CS. Es ist ferner ein Syphon 24 zur Abscheidung von Wassertröpfchen aus dem abgezogenen Kühlgas 12 vorgesehen.

Ein Teilchendetektor 26 wird zum Nachweis des Vorhandenseins von Teilchen im Kühlgas 12 und zur Messung der Dichte der Teilchen im Gas 12 verwendet. Ein Gaschromatograph 28 analysiert in herkömmlicher Weise die Anteile von im Kühlgas 12 enthaltenen Kohlenwasserstoffen. Die Kohlenwasserstoffe treten als ein Ergebnis der Zersetzung von Teilchen der Isolation auf, wenn eine solche Isolation hohen Temperaturen unterworfen wird. Der Gaschromatograph 28 mißt die Dichten der Kohlenwasserstoffe und gewinnt ein Verhältnis der Kohlenwasserstoffe im Kühlgas 12. Da das Verhältnis der im Kühlgas 12 enthaltenen Kohlenwasserstoffe von der Überhitzungsstelle abhängt, kann durch Bestimmung des KohlenwasserstoffVerhältnisses die überhitzungsstelle bestimmt werden.

Ein Ventil 30 reguliert den Druck des in den Gaschromatographen 28 eintretenden Kühlgases 12, und ein Standardteilchengenerator 32 prüft, ob der Teilchendetektor ordnungsgemäß funktioniert. Zu diesem Zweck ist eine Gasflasche 34 so eingerichtet, daß sie dem Teilchendetektor 26 ein Trägergas zuführt, das

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die Standard- bzw. bekannte Menge an Teilchen führt, die als Ergebnis einer bestimmten Erwärmung und Zersetzung von bestimmten Mengen verschiedener Typen von Isolationsmaterialteilchen auftreten würde. Eine Steuer- bzw. überwachungseinrichtung 36 herkömmlichen Aufbaus erhält Signale des Teilchendetektors 26 und des GasChromatographen 28 und gibt die Signale auf ein Anzeigefeld 38, das eine Momentananzeige des Zustands des Turbinengenerators 2, wie ihn die Überwachung durch die Steuer- bzw. Überwachungseinrichtung 36 ergibt, liefert.

Die Steuer- bzw. überwachungseinrichtung 36 steuert über geeignete Signalleitungen alle Ventile 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, die jeweils als Magnetventile aufgebaut sind, so daß die überhitzungsbestimmungseinrichtung 4 in der unten in Verbindung mit dem Flußdiagramm der Figur 2 im einzelnen beschriebenen Weise arbeitet.

Wie Figur 2 zeigt und wie auch aus der Strömung des Kühlgases 12 in Figur 1 ersichtlich, kann der Turbinengenerator 2 in zwei Bereiche, nämlich die Kollektorringseite CS und die Turbinenseite TS, unterteilt werden. Das Kühlgas 12 wird aus der Kollektroringseite CS und der Turbinenseite TS des Gehäuses 18 über die Rohre bzw. Leitungen 20, 22 und Magnetventile 40, 44 abgezogen und dem Wasserabscheider 24 zugeführt. Das Kühlgas 12 wird bei Temperaturen von 40 bis 50°C aus dem Gehäuse 18 abgezogen und auf ümgebungs- bzw. Raumtemperatur'abgekühlt, so daß überschüssige Mengen an im Gas enthaltenem Wasserdampf zu Wassertröpfchen kondensiert werden, die durch den Wasserabscheider 24 gefangen werden. Das von den Wassertröpfchen befreite Kühlgas 12 wird über Umgehungsrohre bzw. -leitungen 64, 66, die Magnetventile 48, 50 und Rückführungsrohre bzw. -leitungen 68, 70 zum Gehäuse 18 zurückgeführt. Das heißt, es werden, da in einem frühen Stadium des Vorgangs die Magnetventile 40, 42, 44, 46, 48 und 50 offen und die Magnetventile 52, 54, 56, 58, 60 und 62 geschlossen sind, die abgezogenen Kühlgase 12 weder dem Teilchendetektor noch dem Gaschromatographen 28 zugeführt.

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Das Vorhandensein von Wasser in den Rohren wird durch Beobachtung der Farbe eines Silikagels überprüft. Wach Entfernen der Wassertröpfchen aus dem Kühlgas 12 werden die Magnetventile 48, 50 geschlossen und die Magnetventile 52, 54 geöffnet, um das Kühlgas 12 zu dem und durch den Teilchendetektor 26 zu leiten,, Der Teilchendetektor 26 mißt in herkömmlicher Weise kontinuierlich eine Teilchendichte im Kühlgas 12 und erzeugt ein der Dichte der Teilchen im Gas 12 entsprechendes Signal. Das vom Teilchendetektor 26 erzeugte Signal wird der Steuer- bzw. Überwachungseinrichtung 36 zugeführt, die das gesamte System des Turbinengenerators 2 überwacht, damit der Nachweis eines Überhitzungszustands möglich wird.

Solange im Generator 2 kein überhitzungszustand vorliegt, ist die Dichte von kleinen Teilchen, die kontinuierlich überwacht wird, stabil. Wenn ein bestimmter Teil bzw. eine bestimmte Stelle des Turbinengenerators 2 überhitzt ist, steigt die Dichte der Teilchen im Kühlgas 12 an und der Teilchendetektor 26 erzeugt ein Signal in diesem Sinne. Das ein Ansteigen der Teilchendichte im Kühlgas 12 wiedergebende erzeugte Signal wird der Steuer- bzw. Überwachungseinrichtung 36 zugeführt, wobei daraufhin ein Signal von der Steuer- bzw. überwachungseinrichtung 36 auf das Anzaigefeld 38 gageben und eine optische Anzeige einer überhitzung im Turbinengenerator 2 geschaffen wird. Wenn die Teilchendichte höher als ein bestimmter Wert wird, identifiziert die Steuer- bzw. Überwachungseinrichtung 30 den Zustand des Generators als einen überhitzungszustand und beginnt dann mit einem Auswertprozeß zur Bestimmung des überhitzungsbereichs. Bei diesem Prozeß erzeugt die Überwachungsbzw. Steuereinrichtung 36 ein Ausgangssignal, das die Magnet- ventile 40, 42 schließt, so daß Kühlgas 12 von der Kollektorringseite CS dem Teilchendetektor 26 zugeführt wird. Wenn die Dichte der durch den Teilchendetektor 26 festgestellten Teilchen unter einem bestimmten Wert liegt, wird der Generator 2 auf der Kollektorringseite CS als normal betrachtet; wenn jedoch die durch den Teilchendetektor 26 nachgewiesene Teilchendichte höher als ein bestimmter Wert ist, wird die Kollektor-

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ringseite CS als überhitzt diagnostiziert.

Durch ein Schließen der Magnetventile 44, 46 und ein öffnen der Magnetventile 40, 42 durch geeignete Signale der überwachun'gs- bzw. Steuereinrichtung 36 wird Kühlgas 12 von der Turbinenseite TS zur Messung der Teilchendichte dem Teilchendetektor 26 zugeleitet. Wenn die Teilchendichte höher als ' der bestimmte Wert liegt, identifiziert die Steuer- bzw. Überwachungseinrichtung 36 die Turbinenseite TS als überhitzt. In diesem Fall zeigt, wenn die Kollektorringseite CS normal ist, die Bestimmungseinrichtung 4 gemäß der Erfindung schließlich auf dem Anzeigefeld 38 an, daß die Turbinenseite TS überhitzt ist. Wenn die Kollektorringseite CS ebenfalls als überhitzt betrachtet wird, zeigt die Bestimmungseinrichtung 4 schließlich auf dem Anzeigefeld 38 an, daß sowohl Kollektorringseite CS als auch Turbinenseite TS überhitzt sind.

Nach Bestimmung durch den die "Teilchendichte in Kühig, is feststellenden Teilchendetektor 26, ob die Kollektorrincseite CS und/oder die Turbinenseite TS überhitzt ist, prüft dann die Bestimmungseinrichtung 4, ob der Teilchendetektor 26 normal arbeitet oder nicht, um so festzustellen, ob das durch den Teilchendetektor erzeugte Signal echt ist oder nicht.

Zur Überprüfung des Teilchendetektors 26 werden die Magnetventile 52, 60 geschlossen und die Magnetventile 56, 58 geöffnet, damit Stickstoffgas aus der Gasflasche 34 dem Teilchendetektor 26 zugeführt werden kann. Das Stickstoffgas ist sehr rein und enthält so gut wie keine Teilchen, so daß der Teilchendetektor 26 bei der Untersuchung des Stickstoff gases eine Null-Anzeige liefern muß. Liefert der Detektor 26 keine Null-Anzeige, muß eine Funktionsstörung am Detektor 26 vorliegen. Wenn der Detektor 26 eine Null-Anzeige liefert, wird die Standardteilchendichte im Stickstoffgas auf den Teilchendetektor 26 übertragen, damit man sicher sein kann, daß der Detektor 26 eine richtige Dichteanzeige liefert. Die Standardteilchendichte wird durch den Standardteilchengenerator 32 erzeugt. Wie oben erwähnt, kann die Standarddichte beispielsweise durch Erwärmen und Zersetzen bestimmter Mengen von Isolationslack bestimmt werden.

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Wenn der Teilchendetektor 26 nicht die richtige Anzeige „für .. die Standard- bzw. bekannte Dichte liefert, muß der Teilchendetektor als nicht richtig funktionierend betrachtet werden, so daß er außer Kraft gesetzt und wie im Falle der Null-Prüfung geprüft werden soll,.

Wenn sich herausstellt, daß der Teilchendetektor 26 einwandfrei funktioniert, zeigt die Bestimmungseinrichtung 4 auf dem Anzeigefeld 38 an, daß das"Signal des Teilchendetektors 26 echt ist und ein überhitzungszustand im Generator 2 tatsächlich existiert.

Wie oben beschrieben, werden beim Vorgang zur Feststellung, welcher Bereich der Turbine 2, nämlich Kollektorringseite CS und/oder Turbinenseite TS, überhitzt ist, die entsprechenden Magnetventile geöffnet bzw. geschlossen, um einen bestimmten Durchgangsweg auszuwählen, durch welchen das Kühlgas 12 abgezogen und dem Teilchendetektor 26 zugeführt wird. Nach Feststellung eines Überhitzungsbereichs der Turbine 2 wird das . abgezogene Gas zur Überprüfung der Kohlenwasserstoffanteile im Gas durch den Gaschromatographen in der folgenden Weise analysiert.

Die Magnetventile 56, 58 werden geschlossen und die Magnetventile 52, 60, 62 geöffnet, um zu ermöglichen, daß das Kühlgas 12 durch das Rohr bzw. die Leitung 22, die Magnetventile 44, 52, 60 und das Druckregelventil 30 aus der Kollektorringseite CS dem Gaschromatographen 28 zugeführt wird. Nachdem eine bestimmte Gasmenge dem Gaschromatographen 28 zugeführt worden ist, wird das Magnetventil 60 geschlossen. Der Gaschromatograph 28 analysiert in herkömmlicher Weise das Kühlgas 12 und bestimmt die Anteile von neun darin enthaltenen Kohlenwasserstoffen. Die neun Kohlenwasserstoffe sind Methan (CH.), Äthan (C₂H₆), Äthylen (C₃H₄), Propan (C₃Hg), Acetylen (C₃H₂), Propylen (C₃Hg), Normalbutan InC₄H₁₀), Isobutan (XC₄H₁₀) und Normalpentan ^C₅H₁₂). Der Gaschromatograph 28 erzeugt Signale ■ durch Analysieren der oben bezeichneten Kohlenwasserstoffe. Die Signale des Chromatographen 28 werden dann in der Steuer- bzw. überwachungseinrichtung 36 verarbeitet, um die Dichte der einzelnen Kohlenwasserstoffkomponenten und das Verhältnis der

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neun Kohlenwasserstoffkomponenten im Kühlgas 12 zu bestimmen. Das so gewonnene Kohlenwasserstoffkomponentenverhältnis wird mit den vorher in der Steuer- bzw. überwachungseinrichtung 36 für die einzelnen Arten von organischem Isolationsmaterial gespeicherten Kohlenwasserstoffkomponentenverhältnissen verglichen und die Art und Lage des überhitzten und zersetzten Isolationsmaterials bestimmt.

Dann zeigt die Bestimmungseinrichtung 4 auf dem Anzeigefeld 38 die überhitzte Stelle bzw. den überhitzten Bereich des Turbinengenerators 2 sowie das Ausmaß der überhitzung an. Das Ausmaß der überhitzung, wird aus einer Dichte von Teilchen und Kohlenwasserstoffen bestimmt. Mit der Feststellung eines Überhitzungszustands durch die Bestimmungseinrichtung 4 erzeugt diese ein Signal, das die Generatorlast vermindert.

Ki/M

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Leerseite

Claims

PATfNTANWSlTE

_SCH|pp _v. FÜNER STREHL SCH ÜBEL.-HOPF EBBINGHAUS FtNCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 9SO16O, D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 17. September 19 80

DEA-25 265

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung einer überhitzung einer elektrischen Maschine

PATENTANSPRÜCHE

M -Jüberhitzungsbestimmungseinrichtung für eine gasgekühlte elektrische. Maschine, bei der wenigstens einige Komponenten mit einem organischen Isolationsmaterial überzogen sind, das sich bei hohen Temperaturen in Teilchen zerlegt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum selektiven Abziehen eines Kühlgases aus wenigstens einem Bereich des Innenraums der elektrischen Maschine, eine Einrichtung zum Nachweis der Teilchendichte im selektiv abgezogenen Kühlgas und zur Ermöglichung der Auswahl eines Überhitzungsbereiches, wenn die Teilchendichte im Kühlgas des ausgewählten Bereichs höher als ein bestimmter Wert ist, und eine Einrichtung zur Analyse der Zusammensetzung der Teilchen im Kühlgas aus dem ausgewählten überhitzungsbereich und zur Ermöglichung der Bestimmung einer Über-

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hitzungsstelle im ausgewählten überhitzungsbereich.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Abzieheinrichtung, der Nachweiseinrichtung und der Analysiereinrichtung derart, daß das Kühlgas des ausgewählten überhitzungsbereichs der Analysiereinrichtung zugeführt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Analysiereinrichtung ein Gaschromatograph (28) zur Analyse von im Kühlgas enthaltenen Kohlenwasserstoffanteilen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Anzeige von in der Nachweiseinrichtung und der Analysiereinrichtung gewonnenen Resultaten.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Abscheideinrichtung (24) zum Abscheiden von Wassertröpfchen aus dem abgezogenen Kühlgas.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennz.eichn e t durch eine Einrichtung zur überprüfung der Gültigkeit der Auswahl des überhitzungsbereichs durch die Nachwei s einrichtung.

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7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch geke.nnzeich net , daß die Prüfeinrichtung einen Standardteilchengenerator (32) und eine Gasflasche (34) zur Zufuhr eines Trägergases, mit dem Standardteilchen in die Nachweiseinrichtung eingetragen werden, umfaßt.
8. Überhitzungsbestimmungseinrichtung für eine gasgekühlte elektrische Maschine mit wenigstens einigen Komponenten, die mit einem organischen Isolationsmaterial beschichtet sind, das sich bei hohen Temperaturen in Teilchen zersetzt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum selektiven Abziehen eines Kühlgases aus irgendeinem der Bereiche des Innenraums der elektrischen Maschine, eine Einrichtung zum Nachweis der Teilchendichte im selektiv abgezogenen Kühlgas und zur Ermöglichung der Auwahl eines Überhitzungsbereichs, wenn die Teilchendichte im Kühlgas aus dem Bereich höher als ein bestimmter viert ist,eine Einrichtung zur Überprüfung der Gültigkeit der Auswahl des Überhitzungsbereichs durch die Nachweiseinrichtung, und eine Einrichtung zur Analyse von in den Teilchen im Kühlgas aus dem ausgewählten überhitzungsbereich enthaltenen Kohlenwasserstoffanteilen und zur Ermöglichung der Bestimmung einer überhitzungsstelle im ausgewählten Überhitzungsbereich.
9. Verfahren zur überhitzungsbestimmung bei einer gasgekühlten elektrischen Maschine mit wenigstens einigen Komponenten, die mit einem organischen Isolationsmaterial beschichtet

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sind, das sich bei hohen Temperaturen in Teilchen zersetzt,
gekennzeichnet durch das Unterteilen des Innenraums der elektrischen Maschine in eine Anzahl von Bereichen, das selektrive Abziehen von Kühlgas aus irgendeinem der Bereiche, das Nachweisen, einer Teilchendichte im selektiv abgezogenen Kühlgas und die Auswahl eines Uberhitzungsbereichs mit einer überhitzungsstelle, wenn die Teilchendichte im. Kühlgas aus dem ausgewählten Bereich höher als ein bestimmter Wert ist, und das Analysieren der Zusammensetzung der Teilchen im Kühlgas aus dem ausgewählten Überhitzungsbereich und die Bestimmung einer
Überhitzungsstelle im ausgewählten überhitzungsbereich.
10. Verfahren zur Bestimmung der überhitzung einer gasgekühlten
elektrischen Maschine mit wenigstens einigen Komponenten, die mit einem organischen Isolationsmaterial beschichtet sind,
das sich bei hohen Temperaturen in Teilchen zersetzt, g e kennzeichnet durch das Abziehen von Kühlgas aus einem Innenraum der elektrischen Maschine, das Nachweisen
einer Teilchendichte im abgezogenen Kühlgas und die Schaffung einer Anzeige, das die elektrische Maschine irgendwo im Inneren einer Überhitzung unterliegt, das Unterteilen des Innenraums der elektrischen Maschine in eine Anzahl von Bereichen, das
selektive Abziehen von Kühlgas aus irgendeinem der Bereiche, das Nachweisen einer Teilchendichte im selektiv abgezogenen Kühlgas und das Auswählen eines uberhitzungsbereichs mit einer Überhitzungsstelle, wenn die Teilchendichte ira Kühlgas aus.dem Bereich ■J5 höher als ein bestimmter Wert ist, _und das Analysieren einer Teil-

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chenzusammensetzung im Kühlgas aus dem ausgewählten Uberhitzungsbereich und die Bestimmung einer überhitzungsstelle im ausgewählten uberhitzungsbereich.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeich net durch das Abscheiden von Wassertröpfchen aus dem abgezogenen Kühlgas nach Abziehen des Kühlgases aus dem Innenraum der elektrischen Maschine.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10_r gekennzeich net durch das Prüfen der Gültigkeit der Auswahl des Überhitzungsbereichs nach dem Nachweisen der Teilchendichte im selektriv abgezogenen Kühlgas.

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