Дослідження фізичних процесів ушкодження демпферної системи ротора синхронних машин

Автор(и)

  • Юрій Васьковський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-1262-0939
  • Олександр Гераскін Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-4651-4579
  • Костянтин Татарінов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2021.2.04

Ключові слова:

явнополюсна синхронна машина, демпферна система ротора, статичний ексцентриситет ротора, температура, термомеханічні напруження і деформації

Анотація

Методами математичного моделювання досліджені фізичні процеси в демпферній системі ротора при появі статичного ексцентриситета ротора для двох типів явнополюсних синхронних машин - капсульного гідрогенератора СГК 538/160–70М потужністю 22 МВт і синхронного генератора потужністю 500 кВт. Розроблено польову математичну модель, що враховує спільну дію трьох фізичних полів різної природи: електромагнітного, температурного та поля термомеханічних напружень, і дозволяє оцінити нагрів і тривимірний розподіл термомеханічних напружень в елементах конструкції демпферної системи ротора явнополюсної синхронної машини. Зазначені фізичні процеси викликають поступову руйнацію конструкції демпферної системи ротора. Доведено, що першопричиною процесів деградації і ушкодження демпферної системи ротора явнополюсної синхронної машини є нерівномірність розподілу індукованих струмів в стрижнях на полюсах ротора, яка виникає при роботі машини в асинхронному режимі або при появі статичного ексцентриситета ротора. Найбільші за величиною індуковані струми і нагрів виникають в стрижнях, що розташовані на краях полюсних наконечників, у той час коли центральні стрижні на полюсі нагріваються суттєво менше. Такий несиметричний нагрів демпферної системи ротора призводить до значних термомеханічних напружень в елементах демпферної системи ротора, які суттєво залежать від величини ексцентриситета і ковзання ротора в асинхронному режимі. На величину сумарних термомеханічних напружень в стрижнях впливають не тільки аксіально направлені сили, але й поперечні сили в торцевих короткозамикаючих елементах. При значних ковзаннях і ексцентриситеті виникають неприпустимо великі зламні зусилля, які розривають стрижні і торцеві короткозамикаючі елементи демпферної системи ротора. За результатами аналізу визначено нагрів і термомеханічні напруження елементів конструкції й надано рекомендації щодо її конструктивного удосконалення.

Посилання

Artyuh S.F., Urmanov O.B. Statisticheskiy analiz otkazov elektrooborudovaniya na gidroelektrostantsiyah kaskada kievskih GES-GAES [Statistical analysis of electrical equipment failures at hydro-power plants of the Kiev HPP-PSPP cascade]. Visnik HPI, 2011. 41. pp. 3-7.

Vaskovskiy Yu.M., Tsivinskiy S.S., Titko O.I.. Elektromagnitni protsesi u dempferniy sistemi rotoriv gidrogeneratoriv pri ne-rivnomirnosti povitryanogo promizhku [Electromagnet processes in damper systems of rotors in hydrogenerators in case of une-ven power supply]. Tehnichna elektrodinamika, 2015. 1. pp. 65-71.

Vaskovskiy Yu.M., Geraskin O.A. Vpliv ekstsentrisitetu rotora na dempfernu obmotku kapsulnogo gidrogeneratora potuzhnist-yu 23 MVA [Injection of the eccentricity of the rotor to the damper winding of the capsule hydrogenerator with a pressure of 23 MVA] GIdroenergetika UkraYini. – 2020. – 1-2. – pp. 59-64.

Yong Liao, Zhen Nan Fan, Li Han, Li Dan Xie. Analysis of the Loss and Heat on Damper Bars in Large Tubular Hydro-Generator base on the 3D Electromagnetic-Temperature field Calculation. Przegląd Electrotechnics (Electrical Review), R. 88, 5b, 2012, pp. 97-100.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-09