2999072614

Problemy te również są przedmiotem badań autora pracy, ich rozwiązanie i poprawa technologii wpłynie na żywotność stojanów przezwajanych i nowo produkowanych hydrogeneratorów. Polskie normy nie precyzują tego zagadnienia.

Badania i doświadczenie autora w tym zakresie pozwalają sformułować następującą tezę:

TEZA PRACY: Istnieje możliwość zmniejszenia ryzyka awaryjności hydrogeneratorów, spowodowanego zwarciami zwojowymi, przez przeniesienie i pogłębienie nowatorskich doświadczeń modernizacyjnych generatorów 150 MVA na inne jednostki hydrogeneratorów z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów i metod konstrukcyjno- technologicznych.

Problem naukowy związany z postawionym zagadnieniem polega na opracowaniu zmian konstrukcyjnych uzwojeń wysokonapięciowych i ich analizy tak, aby w istotny sposób ograniczyć możliwości uszkodzeń spowodowanych zwarciami elementarnych przewodów.

Służy temu analiza porównawcza konstrukcji starego i nowego typu uzwojeń hydrogeneratorów w zakresie rodzaju uzwojenia, przyrostu temperatury eksploatacji, oraz opracowanie przesłanek decyzyjnych dotyczących wymiany lub modernizacji maszyn elektrycznych wysokonapięciowych.

W małych elektrowniach wodnych funkcję generatorów pełnią silniki indukcyjne klatkowe. Generatory takie współpracując z siecią elektroenergetyczną są wzbudzane mocą bierną pobieraną z sieci. Dlatego omówiono także kilka wybranych przypadków awarii silników, spowodowanych uszkodzeniem izolacji uzwojenia. Rodzaj izolacji w silnikach WN (6kV i 10kV) jest identyczny jak w generatorach.

Większość awarii maszyn elektrycznych ma swój początek w zwarciach zwojowych. Związek przyczynowo skutkowy uszkodzeń leży w procesie produkcyjnym elementarnych przewodów [Fot. 1.1]. Natomiast, przykładem nowatorskiego rozwiązania uzwojenia wymienionego w tezie pracy, jest jedna z Elektrowni szczytowo- pompowych, gdzie w ostatnich latach, z udziałem projektowym i nadzorującym autora, zmodernizowano 4 generatory 125MW znacznie lepszą technologią od fabrycznej.

2. TECHNOLOGIA IZOLACJI MASZYN ELEKTRYCZNYCH WN

Żywotność maszyny elektrycznej zależy głównie od trwałości izolacji, która z kolei zależy od wielu czynników, jak: temperatura, wilgotność, zabrudzenie, względne przesunięcia przy wydłużeniach i skurczach oraz wibracje. Trwałość maszyny przy podwyższeniu temperatury pracy o I0°C skraca się w przybliżeniu do połowy [L62J. Za średni czas życia hydrogeneratora przyjmuje się okres 25 lat. Czas ten jest możliwy do wydłużenia do ok. 40 lat po wykonaniu odpowiednich modernizacji.

Tematem spornym jest elastyczność izolacji, która w starych technologiach produkcji maszyn, zwłaszcza małych i średnich mocy była bezwzględnie wymagana. Dzisiaj, gdy moce znamionowe maszyn sięgają kilkuset MW opcja technologiczna przeszła na stronę izolacji twardej.

Podstawowym materiałem dla wykonania uzwojeń maszyny jest profilowany drut nawojowy w izolacji. Izolacja ta skrótowo w języku produkcyjnym [L62 p.3.1] nazywana jest izolacją zwojową, która to nazwa nie tylko odnosi się do elementarnych przewodów, ale również do poizolowanej wiązki przewodów równoległych w cewkach..

W maszynach WN stosuje się izolację zwojową elementarnych przewodów profilowanych z włókna szklanego 2xSS nasycaną lakierem termoutwardzalnym elastycznym. W hydrogeneratorze 125MW zastosowano najnowszą, produkcji szwajcarskiej firmy, generację izolacji zwojowej w przewodach o wymiarach Cu: 1,9 x 5,8 a w izolacji 2,12 x 6,02 mm. Na pierwszą warstwę użyto: emalię „Termex 200” odporną na temperaturę 200°C, na druga warstwę: dwukrotną taśmę szklaną poliestrową „Daglas”. W warunkach krajowych wykonuje się przewody izolowane na niższą temperaturę: 180°C o symbolu DNp2Sh i większych przyrostach grubości izolacji. Jest to miedź w gatunku M1E wg normy PN-77/H-82120:

-    DN(p) drut nawojowy profilowany,

-    2Sh podwójny oprzęd z włókna szklanego nasyconego lakierem poliestrowo- imidowym.

Różnica w ciepłoodporności przewodów izolowanych pochodzących od producenta zagranicznego i od producentów krajowych wynika z dwóch diametralnie różnych technologii polimeryzacji lakieru izolacji zwojowej: ciepłem wewnętrznym i zewnętrznym izolowanego przewodu. Autor proponuje utwardzanie lakieru ciepłem wewnętrznym, metodą indukcyjną.

TECHNOLOGIE IZOLACYJNE W UZWOJENIU

Współczesne uzwojenia stojanów WN mają izolację ciągłą, twardą, na bazie żywic epoksydowych, gdzie podstawowym dielektrykiem jest mika naturalna. W produkcji uzwojeń maszyn elektrycznych o napięciu 6kV i wyższym stosowane są dwie technologie: VPI oraz RRC.

Technologia VPI- jest nowoczesną metodą impregnacji próżniowo- ciśnieniową na bazie importowanych materiałów izolacyjnych wysokiej jakości klasy F. Próżniowe nasycanie w zasadzie eliminuje

3