Нагрів ротора турбогенератора за наявності дефектів обмотки ротора і форсуванні струму збудження

Abstract

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.Purpose. Research of the TGV-200 turbogenerator rotor heating in case of rotor winding damages, which occur as a result of prolonged operation of the turbogenerator, namely - clogging of the ventilation channels of the rotor winding and the occurrence of short circuits of the rotor windings. Particular attention is paid to heating during short-term increasing of the excitation current, which is performed to keep the generator in synchronous mode of operation. Methods.Field mathematical models are used. Results. It is determined that the clogging of the rotor winding ducts has a greater effect on the rotor heating compared to the short circuits of the individual windings of the rotor winding. It was defined that increasing of the excitation current within the limits regulated by the current standards of the turbogenerators operation becomes impossible with clogging of a small number of ventilation channels of the rotor winding, which impairs the efficiency of the turbogenerator and requires its output to repair. Scientific novelty. A mathematical model of rotor heating is developed in case of typical damages of the rotor winding. Practical value. The areas in the rotor where the temperatures and temperature gradients reach the highest values was determined, which allows to recommend the locations of the optimal temperature sensors placements.