книги из ГПНТБ / Данилевич, Я. Б. Добавочные потери в турбо- и гидрогенераторах

•^" In

/1=1, 2,3, . . .

00

и= 1 , 2 , 3 , . . .

30

Используя условия непрерывности составляющих поля на

лишь внешним полем, а реакция вихревых токов отсутствует.

и=1, 2, 3, ...

Вновь используя граничные условия на границах областей І—Ѵ, постоянные С'1п и D'ln выражаются через постоянные С'Ьпі которые затем находятся из уравнения (1. 39).

Анализ экспериментальных данных показывает, что в зоне перед нажимной плитой на достаточно большом расстоянии от плиты реакция вихревых токов практически не оказывает влия­ ния на поле в этой области. В последнем случае с достаточной точностью

31

1 = 50.5-

ляют 22 квт.

По объему нажимной плиты потери распределяются неравно­ мерно, убывая от z=0 к z=/i 2 . Такой характер распределения потерь соответствует изменению магнитной индукции, определен­

нагруженной относительно слабо. По поверхности нажимной плиты (z=consl) потери концентрируются в зонах у кромки

плиты ^(/ = - ) - у ; у = — ) причем наибольшие потери выде­ ляются в зоне, обращенной к обмотке статора.

34

вдоль поверхности нажимной плиты, полученной при испытаниях турбогенератора мощностью 100 Мвт в эксплуатационных усло­ виях (рис. 1-8, кривая 6"). Абсолютная величина нагрева в зна­ чительной степени определяется эффективностью охлаждения, поэтому характер изменения температуры позволяет лишь каче­ ственно оценить характер рас­ пределения потерь вдоль плиты.

Экспериментальные исследо­ вания распределения потерь в плите, выполненные СибНИЭТИ на турбогенераторе типа ТВМ300, также подтверждают вы­ явленные закономерности. На­ блюдавшаяся концентрация по­ терь у кромок плиты (рис. 1-9) в основном определяется токами тангенциального направления, которые замыкаются в пределах полюсного делеиия радиальны­ ми токами значительно меньшей

вляющих поля в области плиты.

уаксиальной составляющей

жимной плите могут достигать значительных величин. Так, для турбогенератора мощностью 500 Мвт удельные потери составляют

жимной плите для турбогенераторов различных мощностей приведены в табл. 1-2. Учитывая, что наибольшая плотность потерь имеет место у кромок нажимной плиты, уменьшение общих потерь в плите может быть достигнуто, если кромки плиты вы-

3* 35

полнить из материала с высокой электропроводностью и разме­ рами поперечного сечения, превышающими глубину проникнове­ ния поля в этот материал. Экспериментальные исследования, выполненные в СибНИЭТИ на специальном макете, показали, что общий уровень потерь в плите с медной кромкой оказался таким же,

имеют потери, вызываемые действием токов в лобовых частях обмотки статора. Поэтому были выполнены расчеты влияния вы­ лета лобовых частей обмотки статора и угла наклона ее конусной части к оси машины. Результаты расчета поля на поверхности плиты применительно к турбогенератору мощностью 800 Мвт приведены на рис. 1-11, из которого следует, что изменение угла наклона относительно мало влияет на величину поля, а следова­ тельно, и потерь в плите.

36

1.5. Магшітное попе в зоне сегментов нажимной плиты сердечника статора гидрогенератора

В мощных гидрогенераторах расстояние H между ферромаг­ нитными поверхностями в радиальном направлении значительно больше 100 см. Поэтому для расчета поля в зоне нажимных сег­ ментов могут быть использованы формулы (1. 32), если в (1. 32г) подставить соответствующее выражение для JIIXS из формулы (1.31).

С целью проверки методики расчета магнитного поля в тор­ цовой зоне гидрогенератора были произведены расчеты поля для гидрогенераторов типа GB 1190/250-48 мощностью 225 Мвт,

Результаты расчета сопоставлены с опытными данными, полу­ ченными при испытании указанных гидрогенераторов ЛЭО «Электросила». Максимальное значение первой гармонической индукции при испытании определялось с помощью селективного вольтметра, что обусловлено большим количеством высших гар­

распределения составляющих индукции на поверхности нажимных элементов гидрогенераторов СВ 1190/250-48 и СВ 1500/200-88 в режимах нагрузки. Из их сопоставления видно, что характер распределения индукции на поверхности нажимного сегмента,

37

полученный расчетом, такой же, как и в опыте. Имеющиеся рас­ хождения объясняются, как и выше, при рассмотрении поля у нажимной плиты сердечника статора турбогенератора, неучетом влияния вихревых токов, наводимых полями рассеяния в нажим­ ных сегментах статора.

Уровень аксиальной составляющей индукции на поверхности нажимного сегмента гидрогенератора Волжской ГЭС несколько

данные; 2 — расчетные дапные.

ниже, чем у гидрогенератора Братской ГЭС, что объясняется меньшими значениями линейной нагрузки статора и длины вы­

ярской ГЭС при различных углах наклона конусной части об­ мотки. Как показали расчеты, при увеличении угла отгиба лобо­ вых частей с 6 до 18° аксиальная и тангенциальная составляющие индукции на поверхности сегмента увеличиваются на 28%. В то же время изменение угла наклона лобовых частей обмотки в пределах 4—10° относительно мало влияет на величину составляющих поля. Поэтому угол наклона в пределах 4—10° может выби­ раться по конструктивным соображениям.

38

1.6. Добавочные потери в нажимных сегментах сердечника статора гидрогенератора

Рассмотрим распределение магнитного поля и потерь в сег­ ментах нажимной плиты гидрогенератора. Для гидрогенераторов большой мощности сегменты нажимной плиты могут быть пред­ ставлены в виде прямоугольника длиной Ь, шириной I и толщи­ ной ha (рис. 1-15).

При определении электромагнитного поля в сегментах нажим­ ной плиты необходимо решить систему дифференциальных урав-

F

Рис. 1-15. К расчету потерь в нажимных сегментах сердечника статора гидрогенератора.

нений для векторного потенциала в области сегмента (1), воздуш­ ного промежутка между сегментом и активной сталью (2) и спинки сердечника статора (3):

39