Спосіб контролю термомеханічного стану ізоляції обмотки статора електричної машини

Реферат: Спосіб контролю термомеханічного стану ізоляції обмотки статора електричної машини включає встановлення датчиків на ізоляцію обмотки. За показниками датчиків штатного термоконтролю визначають середнє перевищення температури стержнів обмотки. За залежностями термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки від середнього перевищення температури обмотки визначають значення механічних напружень в ізоляції стержнів обмотки. UA 94020 U (54) СПОСІБ КОНТРОЛЮ ТЕРМОМЕХАНІЧНОГО СТАНУ ІЗОЛЯЦІЇ ОБМОТКИ СТАТОРА ЕЛЕКТРИЧНОЇ МАШИНИ UA 94020 U UA 94020 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки і може бути використана, наприклад, у турбогенераторах. Відомий спосіб [1], суть якого полягає у тому, що для визначення величини термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки статора турбогенератора на основі чисельних методів розроблено математичну модель, алгоритм і програма їх розрахунку для конкретних конструкцій турбогенераторів і різних експлуатаційних режимів. При цьому вхідними параметрами служать геометрія конструкції стержнів обмотки, спосіб закріплення і розподіл температурного поля в них. Сьогодні це практично єдиний спосіб оцінювати термомеханічний стан стержнів обмотки статора турбогенератора в процесі експлуатації. Недоліком є необхідність для кожного сталого експлуатаційного режиму визначати розподіл температурного поля в стержні і заново виконувати весь цикл розрахунків, що є практично неможливо в умовах експлуатації. Відомий [2] спосіб, в якому для визначення термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки статора пропонується встановлювати на ізоляції обмотки вимірювачі механічних напружень і вимірювати механічні напруження безпосередньо. Але, поки що це можливо зробити лише у лабораторних умовах на фізичних моделях або макетах, оскільки не розроблено датчиків механічних напружень і технологій вимірювання, здатних працювати в реальних експлуатаційних умовах. Задачею корисної моделі є створення способу контролю термомеханічного стану ізоляції обмотки статора турбогенератора, який дозволяє визначати його в поточному сталому експлуатаційному режимі завдяки залежностям термомеханічних напружень в ізоляції обмотки від середнього перевищення температури стержня обмотки, чим досягається можливість контролювати термомеханічний стан ізоляції обмотки статора електричної машини в сталих експлуатаційних режимах. Поставлена задача вирішується тим, що в способі контролю термомеханічного стану обмотки електричної машини, який включає встановлення датчиків на ізоляцію обмотки, згідно з корисною моделлю, за показниками датчиків штатного термоконтролю визначають середнє перевищення температури стержнів обмотки, і за залежностями термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки від середнього перевищення температури обмотки визначають значення механічних напружень в ізоляції стержнів обмотки. Порівняльний аналіз відомих способів показує, що запропонований спосіб дає можливість контролювати термомеханічний стан ізоляції обмотки статора електричної машини в сталих експлуатаційних режимах і, тим самим, зменшити вірогідність аварійних ситуацій. На основі наведеного вище можна зробити висновок, що сукупність суттєвих ознак корисної моделі є необхідною і достатньою для досягнення нового технічного результату - можливості контролювати термомеханічний стан ізоляції обмотки статора електричної машини в сталих експлуатаційних режимах, що веде до підвищення надійності та довговічності електричної машини. Запропонований спосіб складається з операції визначення середнього перевищення температури стержнів обмотки статора в сталому режимі експлуатації і операції визначення термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки. Спосіб працює наступним чином. У турбогенераторі з встановленими на ізоляцію обмотки статора датчиками штатної системи термоконтролю визначають середнє перевищення температури ізоляції обмотки, і по визначеній (теоретично або експериментально) закономірністю залежності термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки від середнього перевищення температури ізоляції обмотки визначають термомеханічні напруження в ізоляції обмотки статора. Наприклад, в [1] для обмотки статора турбогенератора ТГВ-200 чисельним методом визначені термомеханічні напруження в ізоляції обмотки статора, по яких можливо встановити закономірність залежності термомеханічних напружень ізоляції стержнів обмотки статора від середнього перевищення температури ізоляції у вигляді: σіз=35·(ΔТ/ΔТном), МПа; де σіз - значення механічних напружень в ізоляції обмотки статора в поточному режимі; ΔТном, ΔT - середнє перевищення температури ізоляції стержнів обмотки статора, відповідно, в номінальному і поточному навантажувальних режимах. Таким чином, у порівнянні з найближчим аналогом, використання способу, в якому визначення термомеханічних напружень в ізоляції обмотки статора електричної машини здійснюють по залежностях термомеханічних напружень в паз ізоляції стержнів обмотки від середнього перевищення температури обмотки, який, в свою чергу, визначають за показниками штатного термоконтролю, дозволяє досягти нового технічного результату - можливості 1 UA 94020 U 5 контролювати рівень термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки статора в процесі експлуатації, підвищити надійність і довговічність електричної машини. Джерела інформації: 1. Кучинский К.А. О влиянии нагрузочных режимов на величину термомеханических напряжений в изоляции обмотки статора турбогенератора // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України: Зб. Наук. Пр. - К. ІЕД НАНУ. - 2003. - Вип. 3 (6). - С. 72-76. 2. Патент України на винахід № 60911 А. Опубл. 15.10.2003 в Бюл. № 10. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб контролю термомеханічного стану ізоляції обмотки статора електричної машини, який включає встановлення датчиків на ізоляцію обмотки, який відрізняється тим, що за показниками датчиків штатного термоконтролю визначають середнє перевищення температури стержнів обмотки, і за залежностями термомеханічних напружень в ізоляції стержнів обмотки від середнього перевищення температури обмотки визначають значення механічних напружень в ізоляції стержнів обмотки. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2