KR200463091Y1

KR200463091Y1 - Insulation Device for Turbine Generator Rotor

Info

Publication number: KR200463091Y1
Application number: KR2020100002671U
Authority: KR
Inventors: 김상식
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2012-10-16
Also published as: KR20110009000U

Abstract

본 고안은 발전기의 회전자 단부의 절연장치에 관한 것으로, 특히 큰 용량을 갖은 가스터빈 발전기나 기력 발전기들의 회전자는 원통형으로 회전자 몸체에 슬롯이 가공되어 있고 단부권선에 대하여는 전기적인 절연처리를 요하게 되는데, 이와 같은 회전자 단부에 설치되는 절연장치에 관한 것이다.
본 고안에 의하면, 본체의 구조를 권선의 구속을 제거하고 운전 중에 자유롭게 슬라이드할 수 있는 2 피스(Piece) 절연구조로 개선하고, 절연처리를 용이하게 하기 위하여 절연본체의 구조를 콘타입(Cone Type)으로 구성하였으며, 구속방지와 구속에 의한 코일 변형방지를 위하여 단부권선 지지구조에 여유 갭(Extra Gap)을 부여하여 이루어지는 회전자 단부 절연장치를 제공한다.The present invention relates to an insulator at the rotor end of a generator. In particular, a rotor of a large capacity gas turbine generator or a generator is cylindrical and has a slot in the rotor body and requires electrical insulation for the end winding. It relates to an insulation device installed at the rotor end.
According to the present invention, the structure of the main body is improved to a two-piece insulating structure that can remove the restraint of the winding and slide freely during operation, and the structure of the insulating body is changed to facilitate the insulation treatment. In order to prevent the restraint and to prevent the coil deformation due to restraint, the rotor end insulator is provided by providing an extra gap to the end winding support structure.

Description

Turbine Generator Rotor End Insulator

본 고안은 발전기의 회전자 단부의 절연장치에 관한 것으로, 특히 큰 용량을 갖은 가스터빈 발전기나 기력 발전기들의 회전자는 원통형으로 회전자 몸체에 슬롯이 가공되어 있고 단부권선에 대하여는 전기적인 절연처리를 요하게 되는데, 이와 같은 회전자 단부에 설치되는 절연장치에 관한 것이다.The present invention relates to an insulator at the rotor end of a generator. In particular, a rotor of a large capacity gas turbine generator or a generator is cylindrical and has a slot in the rotor body and requires electrical insulation for the end winding. It relates to an insulation device installed at the rotor end.

일반적으로, 수력발전소, 가스터빈 복합 발전소, 화력 발전소 그리고 원자력 발전소 등에서 운전되고 있는 대용량 발전기는 구동원인 수차 또는 터어빈과 연결되어 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치인데, 그 구동원에 따라 수차 발전기 가스터빈 발전기 기력 발전기로 구분되고 회전 전기기기에 속하며 구조적으로는 전자석을 구성하는 대형 회전계자와 전압을 유기하는 고정 전기자로 구분된다.In general, large-capacity generators operating in hydroelectric power plants, gas turbine combined power plants, thermal power plants, and nuclear power plants are devices that convert mechanical energy into electrical energy in connection with aberrations or turbines as driving sources. Generator Classified as a generator and belonging to a rotating electric machine and structurally divided into a large rotating field constituting an electromagnet and a stationary armature for inducing voltage.

또한, 발전기의 구조는 크게 고정자와 회전자 그리고 기기를 운용하기 위한 보조설비로 구분되고, 일반적으로 수차발전기나 디젤 발전기의 회전자는 돌극형(Sailent Pole)으로 극(Pole Piece)이 회전자 축 상에 돌출되어 있으나 보다 큰 용량을 갖은 가스터빈 발전기나 기력 발전기들의 회전자는 원통형 회전자(Cylindrical Rotor)로서 회전자 몸체에 슬롯이 가공되어 있고 단부권선(End Winding)과 이것을 지지하기 위한 지지구조를 가지고 있다.In addition, the structure of the generator is largely divided into stators, rotors, and auxiliary equipment for operating the equipment. In general, rotors of aberration generators or diesel generators are sail poles, and pole pieces are located on the rotor shaft. Rotors of gas turbine generators or energy generators with higher capacity but with larger capacity are cylindrical rotors, which have slots in the rotor body and have end windings and supporting structures for supporting them. have.

전술한 발전기 단부권선(End Winding)은 발전기 제작 중에 발생하는 발전기의 전기적 운용 특성에는 유용하지 못한 부분으로 각 제작사 나름대로 톡특한 지지구조와 절연처리구조를 개발하여 적용하고 있으며, 그 중 가스터빈과 연결되어 운전 중인 특정 모델의 발전기는 부하 운전 중에 발생하는 열팽창에 대하여 부드럽게 응동할 수 있는 구조를 갖고 있지 못하므로 회전자 권선을 구속하는 문제점을 발생 시키고 있으며, 이러한 열팽창에 의하여 기기의 진동이 상승하며 심할 경우 고진동(High Vibration)에 의하여 기기를 정지시키는 결과를 초래하고 있다.The above-mentioned generator end winding is not useful for the electrical operation characteristics of the generator generated during the manufacture of the generator. Each manufacturer develops and applies a unique support structure and insulation treatment structure, among which it is connected to the gas turbine. Since the generator of a specific model does not have a structure capable of smoothly responding to thermal expansion generated during load operation, it causes a problem of confining the rotor windings. In the case of high vibration, this may cause the equipment to stop.

또한, 이러한 발전기의 회전자 단부권선에 대한 전기적 절연처리를 행하는 기존 방식 중에 단부권선에 절연물(Epoxy Glass Band)에 열을 가한 상태에서 밴딩(Banding)방식으로 융착시킨 후 건조(Curing)후 단부권선을 지지하는 지지링(Retaining Ring)의 내경에 맞게 가공하여 주는 방식으로 절연처리를 수행하고 있어 결국 단부권선을 구속시키게 되며 전술한 고진동에 의한 기기정지와 같은 문제점을 초래하고 있다.In addition, in the existing method of performing electrical insulation for the rotor end winding of such a generator, the end winding after fusion is fused by banding method with heat applied to the epoxy glass band to the end winding. Insulation treatment is carried out in a manner that is processed according to the inner diameter of the retaining ring to support the end ring, which eventually constrains the end winding and causes problems such as stopping the device due to the high vibration.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발이 이루어진 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem has the following objectives.

본 고안의 목적은 권선의 구속을 제거하고 운전 중에 자유롭게 움직일 수 있도록 하면서 절연구조를 개선하여 절연처리를 용이하도록 하고자 함에 있다.An object of the present invention is to improve the insulation structure to remove the restraint of the winding and to move freely during operation to facilitate the insulation treatment.

본 고안의 다른 목적은 코일의 열수축과 열팽창이 원활하게 이루어질 수 있고, 단부권선의 지지구조에 여유를 갖도록 하여 구속방지는 물론 코일의 변형도 방지할 수 있도록 하고자 함에 있다.Another object of the present invention is to allow the thermal contraction and thermal expansion of the coil to be made smoothly, and to have a margin in the support structure of the end winding to prevent the restraint as well as the deformation of the coil.

본 고안은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 절연본체의 구조를 권선의 구속을 제거하고 운전 중에 자유롭게 슬라이드할 수 있는 2 피스(Piece) 절연구조로 개선하고, 절연본체의 구조를 콘타입(Cone Type)으로 구성하여 절연처리를 용이하게 하였으며, 구속방지와 구속에 의한 코일 변형방지를 위하여 단부권선의 지지링에 여유갭(Extra Gap)을 부여하여 이루어지는 발전기 회전자 단부 절연장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention improves the structure of the insulation body to a two-piece insulation structure that can freely slide during operation to remove the restraint of the winding, and the structure of the insulation body is a cone type (Cone Type). Insulation treatment is facilitated by providing the generator rotor end insulation device which is provided with extra gap to the support ring of the end winding to prevent the restraint and the coil deformation due to restraint.

그리하여 본 고안에 의하면, 권선의 구속을 제거하고 운전 중에 자유롭게 움직일 수 있도록 하면서 절연구조를 개선하여 절연처리를 용이하도록 하고, 코일의 열수축과 열팽창이 원활하게 이루어질 수 있고, 단부권선의 지지구조에 여유를 갖도록 하여 구속방지는 물론 코일의 변형도 방지할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the insulation structure can be easily improved by removing the restraint of the winding and allowing it to move freely during operation, thereby facilitating the thermal contraction and thermal expansion of the coil, and allowing the support structure of the end winding. By having a to prevent the restraint as well as the deformation of the coil can be prevented.

도 1은 본 고안의 바람직한 일례를 보여주는 종단면도,
도 2는 도 1의 A-A 선 단면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 예시한 본 고안의 사용 상태도.1 is a longitudinal sectional view showing a preferred example of the present invention,
2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
Figure 3 is a state of use of the present invention illustrated in Figures 1 and 2.

다음은 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 예에 대하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Next, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred example of the present invention.

본 고안의 바람직한 예에 의하면, 절연본체(1)의 구조를 권선(2)의 구속을 제거하고 운전 중에 자유롭게 슬라이드할 수 있는 2 피스(Piece) 절연구조(10,12)로 개선하고, 절연본체(1)의 구조를 콘타입(Cone Type)으로 구성하여 절연처리를 용이하게 하였으며, 구속방지와 구속에 의한 코일 변형방지를 위하여 단부권선(2)의 지지링(3)에 여유갭(Extra Gap)(20)을 부여하여 이루어지는 발전기 회전자 단부 절연장치를 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the structure of the insulating body 1 is improved to a two-piece insulating structure (10, 12) that can remove the restraint of the winding (2) and slide freely during operation, the insulating body The structure of (1) is configured as a cone type to facilitate insulation treatment, and an extra gap is provided in the support ring 3 of the end winding 2 to prevent the restraint and the coil deformation due to the restraint. It provides a generator rotor end insulation device made by applying a) (20).

이때, 절연본체(1)의 내부에 전기적 절연구조(10), 예를 들면 노멕스(Nomex)을 부가한 상태로 이루어지도록 하여 절연내력을 보강함이 바람직하다.At this time, the electrical insulation structure 10, for example, Nomex (Nomex) is added to the interior of the main body is preferably made to reinforce the dielectric strength.

또한, 절연본체(1)를 구성함에 있어서 단부권선(2)과 격리하여 운전 중 자유로운 슬라이딩이 충분하게 보장 가능하도록 내부에 테플론 코팅(Teflon Coating)을 행함이 바람직하다.In addition, in constructing the insulating body 1, it is preferable to perform Teflon coating therein so as to be isolated from the end windings 2 so as to ensure free sliding during operation.

그리하여 설치 사용시엔 회전자 본체(4)의 중심에 마련되는 회전자축(5)의 외주연에 단부권선(2)이 마련되고, 상기 단부권선(2)과 지지링(3)의 사이 위치로서 절연코아(6)의 전단 위치인 상기 단부권선(2)의 외주연에 본 고안인 2 피스 절연구조(10,12)의 절연본체(1)를 끼워 결합하고 상기 절연본체(1)와 상기 지지링(3)의 사이엔 여유갭(20)이 있도록 설치하게 된다.Thus, in installation and use, end windings 2 are provided on the outer periphery of the rotor shaft 5 provided in the center of the rotor body 4, and insulated as a position between the end windings 2 and the support ring 3. The insulation body (1) of the two-piece insulation structure (10, 12) of the present invention is fitted to the outer circumference of the end winding (2), which is the shear position of the core (6), and the insulation body (1) and the support ring The clearance gap 20 is provided between (3).

그리하여 본 고안에 의하면, 권선(2)의 구속을 제거하고 운전 중에 자유롭게 움직일 수 있도록 2 피스 절연구조(10,12)의 절연본체(1)를 포함하여 전체적인 절연구조를 개선하여 절연처리를 용이하도록 하고, 콘타입(Cone Type)으로 구성하여 권선(2)의 열수축과 열팽창이 원활하게 이루어질 수 있고, 권선(2)의 지지링(3)에 여유갭(20)을 갖도록 하여 구속방지는 물론 코일의 변형도 방지할 수 있게 된다.Thus, according to the present invention, it is possible to remove the restraint of the winding 2 and to improve the overall insulation structure, including the insulation body 1 of the two-piece insulation structure (10, 12) to move freely during operation to facilitate the insulation treatment. In addition, it is configured as a cone type (Cone Type) to facilitate the heat shrink and thermal expansion of the winding (2), to have a free gap 20 in the support ring (3) of the winding (2) to prevent restraint as well as coil It is also possible to prevent deformation.

1: 절연본체, 2: 권선,
3: 지지링, 4: 회전자본체,
5: 회전축, 6: 절연코아,
10, 12: 2 피스절연구조, 20: 여유갭1: insulation body, 2: winding,
3: support ring, 4: rotor body,
5: axis of rotation, 6: insulation core,
10, 12: 2-piece insulation structure, 20: Clearance gap

Claims

The structure of the insulation body 1 is improved to two-piece insulation structures 10 and 12 which can remove the restraint of the winding 2 and slide freely during operation,
In order to facilitate the insulation treatment, the structure of the insulation body (1) is composed of a cone type (Cone Type),
Generator rotor end insulator, characterized in that by providing an extra gap (20) to the support ring (3) of the end winding (2) to prevent the restraint and coil deformation due to restraint.

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