DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.1.02

НАГРІВ РОТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА ЗА НАЯВНОСТІ ДЕФЕКТІВ ОБМОТКИ РОТОРА І ФОРСУВАННІ СТРУМУ ЗБУДЖЕННЯ

Yu. M. Vaskovskyi, O. A. Geraskin

Анотація


Мета. Дослідження нагріву ротора турбогенератора типу ТГВ-200 за наявності ушкоджень обмотки ротора, які виникають внаслідок тривалої експлуатації турбогенератора, а саме – засмічення (закупорка) вентиляційних каналів обмотки ротора і виникнення коротких замикань витків обмотки ротора. Особлива увага приділяється нагріву при короткочасному форсуванні струму збудження, яке виконується для утримання генератора в синхронному режимі роботи. Методика. Використовуються польові математичні моделі. Результати. Визначено, що засмічення вентиляційних каналів обмотки ротора в більшій мірі впливає на нагрів ротора у порівнянні з коротким замиканням окремих витків обмотки ротора. Встановлено, що форсування струму збудження в межах, які регламентовані діючими стандартами експлуатації турбогенераторів, стає неможливим при засміченні невеликої кількості вентиляційних каналів обмотки ротора, що погіршує ефективність роботи турбогенератора і потребує його виводу в ремонт. Наукова новизна. Розроблено математичну модель нагріву ротора при наявності типових ушкоджень обмотки ротора. Практичне значення. Визначено ділянки в роторі, де температури і температурні градієнти досягають найбільших значень, що дозволяє рекомендувати місця оптимального розташування датчиків температури. 

Ключові слова


турбогенератор; обмотка ротора; температура; градієнт температури; коротке замикання; засмічення охолоджуючих каналів; форсування збудження

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF UKR

Посилання


Kuchinskiy K.A. Analysis of the temperature field of the of 300 MW turbogenerator rotor with asymmetry in the cooling of the slot zone. Technical electrodynamics, 2013, vol.4, pp. 59-66. (Rus).

Fedorenko G.M., Kolesnik G.A. High-voltage insulation system with increased thermal conductivity for turbogenerators. Works of institute of electrodynamics National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, no.25, pp. 38-41. (Rus).

Fedorenko H.M., Vaskovskyi Yu.M., Saratov V.O. Temperature distribution in the rotor in case of excitation current forcing in the Q-winding of the modernizing TGV-300 turbogenerator. News of power engineering, 1998, no.4, pp. 33-39. (Ukr).

Filippov I.V. Teploobmen v electrisnyh masynah [Heat transfer in electric machines].Leningrad, Energoizdat Publ., 1986. 256 p. (Rus).

Shulzhenko N.G., Gontarovsky P.P., Protasova T.V. Influence of non-uniformity of heat dissipation in the generator rotor on its thermal stress state. Aerospace Engineering and Technology, 2007, no.8(44), pp. 135-139.(Rus).

Lu Y., Li W., Ma X., Jin H.Y. Numerical simulation of temperature field in rotor of large turbogenerator with air-coolant. Proceedings of the Chinese Society of Electrical Engineering, 2007, vol.27, no.12, pp. 7-13.

Weili L., Xuefeng Y., Debao G., Yongli F. Calculation and analysis of fluid flow and heat transfer of air cooled turbogenerator with multipath ventilation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2009, vol.24, no.12, pp. 24-31.

Singh A.N., Doorsamy W., Cronje W. Thermographical analysis of turbogenerator rotor. Electric Power Systems Research, 2018, vol.163, pp. 252-260. doi: 10.1016/j.epsr.2018.06.019.

Irwanto B., Eckert L., Prothmann T. Thermal unbalance behaviour of turbogenerator rotors. Proceedings of the 9th IFToMM International Conference on Rotor Dynamics. Springer, Cham, 2015, pp. 2231-2242. doi: 10.1007/978-3-319-06590-8_183.

Weili L., Chunwei G., Ping Z. Calculation of a complex 3-D model of a turbogenerator with end region regarding electrical losses, cooling, and heating. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2011, vol.26, no.4, pp. 1073-1080. doi: 10.1109/tec.2011.2161610.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Кучинский К.А. Анализ температурного поля ротора турбогенератора мощностью 300 МВт при асимметрии охлаждения пазовой зоны // Технічна електродинаміка. – 2013. – №4. – С. 59-66.
  2. Федоренко Г.М., Колесник Г.А. Высоковольтная система изоляции с повышенной теплопроводностью для турбогенераторов // Праці інституту електродинаміки НАН України. – 2010. – №25. – С. 38-41.
  3. Федоренко Г.М., Васьковський Ю.М., Саратов В.О. Розподіл температури в роторі при форсуванні струму збудження в Q-обмотці турбогенератора ТГВ-300, що модернізується // Новини енергетики. – 1998. – №4. – С. 33-39.
  4. Филиппов И.В. Теплообмен в электрических машинах. – Л.: Энергоиздат, Л.О., 1986. – 256 с.
  5. Шульженко Н.Г., Гонтаровский П.П., Протасова Т.В. Влияние неравномерности тепловыделения в роторе генератора на его термонапряженное состояние // Авиационно-космическая техника и технология. – 2007. – №8(44). – С. 135-139.
  6. Lu Y., Li W., Ma X., Jin H.Y. Numerical simulation of temperature field in rotor of large turbogenerator with air-coolant // Proceedings of the Chinese Society of Electrical Engineering, 2007, vol.27, no.12, pp. 7-13.
  7. Weili L., Xuefeng Y., Debao G., Yongli F. Calculation and analysis of fluid flow and heat transfer of air cooled turbogenerator with multipath ventilation // Transactions of China Electrotechnical Society, 2009, vol.24, no.12, pp. 24-31.
  8. Singh A.N., Doorsamy W., Cronje W. Thermographical analysis of turbogenerator rotor // Electric Power Systems Research, 2018, vol.163, pp. 252-260. doi: 10.1016/j.epsr.2018.06.019.
  9. Irwanto B., Eckert L., Prothmann T. Thermal unbalance behaviour of turbogenerator rotors // Proceedings of the 9th IFToMM International Conference on Rotor Dynamics. – Springer, Cham, 2015, pp. 2231-2242. doi: 10.1007/978-3-319-06590-8_183.
  10. Weili L., Chunwei G., Ping Z. Calculation of a complex 3-D model of a turbogenerator with end region regarding electrical losses, cooling, and heating // IEEE Transactions on Energy Conversion, 2011, vol.26, no.4, pp. 1073-1080. doi: 10.1109/tec.2011.2161610.




Copyright (c) 2020 Yu. M. Vaskovskyi, O. A. Geraskin


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)