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600MW汽轮发电机防晕研究

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-09-28 20:15阅读:原标题:600MW汽轮发电机防晕研究

防晕结构是电机绝缘结构设计中一个很重要的方面,防晕的好坏直接影响着电机的预防性试验和安全运行。随着电机容量的不断提高,电机额定电压也相应提高,高电压下的防晕在电机绝缘结构设计和制造中就显得更为重要。以下将对我公司22kV级600MW汽轮发电机采用的防晕结构、材料、试验结果进行详细论述。

2原材料的选用电机线圈防晕成型方法多种矣样,我公司大型电机线圈多数采用模具热压成型方法,即将防晕层与主绝缘同时热压一次成型,然后再进行二次处理。因此防晕用材料包括防晕带底材、半导体防晕漆、绝缘覆盖漆。

2.1玻璃丝带针对我公司实际情况,600MW汽轮发电机防晕先从材料入手,由于石棉制品对人体有害,国外已彻底淘汰,国内也很少使用,且供货不稳定。因此我们决定对600MW汽轮发电机防晕带底材全部采用玻璃丝带。我们选用前处理纱进行织带,这样即可省去玻璃丝带进厂后须进行脱腊处理的工序,又可改善玻璃丝带的浸溃性,同时还提高了玻璃丝带的机械强度。

2.2低电阻防晕漆我们对原有低电阻防晕漆中不太完善之处进行改进。如原134防晕漆的问题是:电阻易偏高,附着力差等。针对这些问题,我们将原低电阻漆中的导电物质石墨改为乙炔黑,这样可减少导电物质在漆中的含量,相对增加胶的含量,即可提高附着力。另外乙炔黑的粒径较石墨更小,均匀混合后,电阻可稳定地控制在标准要求的范围内。

2.3高电阻防晕漆高电阻防晕漆防晕原理是利用碳化挂的非线性特性,在电场作用下自动使线圈端部电场均匀分布。因此高电阻防晕漆中*关键的原材料就是碳化硅。这次研制中我们对数个不同生产厂的磨料碳化硅和电工碳化硅进行了不同组份的配制,从中筛选出适合22kV防晕的945高阻带用防晕漆和947高电阻防晕漆。

3防晕结构设计依据高压电机定子线圈在通风槽口及端部出槽口处绝缘表面电场分布是不均的,当局部场强达到一定数值时,气体即发生局部电离产生电晕。

3.1檐部电晕的防止原理槽部电晕的产生是由于绝缘表面与槽壁间存在间隙,间隙处场强超过临界起晕场强即产生电晕。按分布参数电路计算可得出槽部起晕场强为8.lkV/cm.槽部电晕的防止方法就是使线圈绝缘表面稳定接地,消除气隙电压。具体方法就是在线圈表面进行防晕处理,以一种半导体材料使线圈槽部形成一个整体。同样可按分布参数电路计算方法求出半导体材料的电阻值。考虑到定子铁心的损耗,通常将该电阻值控制在102~l5fl之间。这样既能很好地防止电晕的发生,又不至于影响铁心的损耗而产生不必要的温升。

3.2端部电晕的防止原理定子线圈端部绝缘表面的场强向铁心方向递增,因此在出槽口处绝缘表面的电压降*大,轴向场强也*高。端部防晕的*终目的就是使线圈端部电场均匀分布,且使表面场强低于电晕起始场强。一种非线性的材料碳化桂提供了这种可能,试验表明,当场强达到起晕场强时,该处防晕层就起晕,超过一定数值后该处防晕层就过热碳化。通过对防晕材料的电阻率和非线性系数的调整可以很好地达到既不起晕更不过热的效果,理论计算结合试验证明,端部防晕材料的表面电阻率应为18~11(>非线性系数应为1~2之间较为合适。

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