一種大型水輪發(fā)電機(jī)定子線棒混合換位結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大型水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于水輪發(fā)電機(jī)的定子線棒。
【背景技術(shù)】
[0002]大型水輪發(fā)電機(jī)的定子線棒由許多股線并聯(lián)而成并在端部然由并頭套焊接到一起。由于每根股線在槽部及端部所處的位置不同，它們所交鏈的磁鏈也不盡相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)不同，因此不同股線回路之間形成電勢(shì)差，從而導(dǎo)致股線間形成環(huán)流。這種環(huán)流疊加在由負(fù)載決定的平均電流上，使各股線電流呈現(xiàn)不均勻分布現(xiàn)象，使得各股線附加銅耗不同，從而造成股線溫升不均勻，引起局部過熱問題，造成發(fā)電機(jī)效率降低，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)使用壽命。
[0003]由于受到定子鐵心長(zhǎng)度的限制，水輪發(fā)電機(jī)定子線棒換位方式的選擇缺乏靈活性。最初應(yīng)用較多是360°全換位，但由于其端部不換位股線間仍存在不小的環(huán)流及附加損耗。經(jīng)過進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了不足360°換位、0° /360° /0°加槽部空換位段換位、0° /360° /0°延長(zhǎng)換位等不同的換位方式，這些股線換位方法都可以進(jìn)一步降低水輪發(fā)電機(jī)定子線棒的環(huán)流損耗，但是這些方法都存在許多不足，例如:不足360°換位由于受到股線根數(shù)的限制不能任意選取換位角度，0° /360° /0°加槽部空換位段換位的換位節(jié)距較短在工藝制造上有一定難度，0° /360° /0°延長(zhǎng)換位受到端部直線部分長(zhǎng)度的限制，若換位部分進(jìn)入漸開線部分，在制造中股線絕緣易受到損壞，造成股線間短路。
[0004]為解決現(xiàn)有水輪發(fā)電機(jī)定子線棒換位方式的不足，進(jìn)一步降低水輪發(fā)電機(jī)定子線棒環(huán)流損耗并兼顧工藝制造難度，本實(shí)用新型專利提供了一種新型的定子線棒混合換位結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種水輪發(fā)電機(jī)定子線棒混合換位結(jié)構(gòu)，使得該定子線棒混合換位方法不僅能夠克服現(xiàn)有單一換位方式的缺點(diǎn)，進(jìn)一步抑制定子線棒中的環(huán)流，降低環(huán)流損耗，并且能降低工藝制造難度。本專利通過以下?lián)Q位方式實(shí)現(xiàn):一種采用不足360°換位加空換位段混合換位方式的線棒，其特征在于:空換位段加在發(fā)電機(jī)定子線棒槽部?jī)啥?，即空換位段與端部直線部分直接相連，線棒不足換位過程中并不被空換位打斷，換位線棒在槽部依次為空換位段部分、不足換位部分、空換位段部分。所述線棒股線外表面包有絕緣漆。所述線棒股線在空換位段與不足換位段連接處設(shè)置用于加強(qiáng)絕緣保護(hù)的玻璃絲帶墊片。
[0006]綜上所述，本實(shí)用新型所提供混合換位線棒具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、此不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)，空換位段加在槽部?jī)啥?，與端部直線段直接相連，即不足換位在換位過程中不被空換位段打斷，制造工藝簡(jiǎn)單；
[0008]2、此不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)，不足換位部分不存在空換位段，大大增強(qiáng)了線棒換位部分的強(qiáng)度，使得換位部分不易產(chǎn)生彎曲變形，有效保護(hù)了絕緣；
[0009]3、采用此不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)，克服了單一不足360°換位受股線根數(shù)制約不能自由選取換位角度的不足，進(jìn)一步抑制了水輪發(fā)電機(jī)定子線棒股線間環(huán)流，降低了環(huán)流損耗，提高了發(fā)電機(jī)的效率和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是此不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是當(dāng)股線股數(shù)為50，換位角度為345.6°時(shí)定子線棒槽部俯視圖；
[0012]圖3是圖2所示線棒立體圖；
[0013]圖4是沿圖2及圖3中A-A線的剖視圖；
[0014]圖5是沿圖2及圖3中B-B線的剖視圖；
[0015]圖6是沿圖2及圖3中C-C線的剖視圖；
[0016]圖7是沿圖2及圖3中D-D線的剖視圖；
[0017]圖8是沿圖2及圖3中E-E線的剖視圖；
[0018]圖9是沿圖2及圖3中F-F線的剖視圖；
[0019]圖10是股線編號(hào)為I號(hào)及26號(hào)股線的換位過程立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]如圖1所示，該不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)在槽部設(shè)置兩處空換位段，分別置于槽部?jī)啥?，中間為不足換位段，可以看出空換位段與端部直線段部分直接相連，不足換位段在進(jìn)行換位的過程中并不被空換位段打斷。
[0022]如圖2所示，為當(dāng)單根線棒股線數(shù)為50根，換位角度為345.6°，兩段空換位段長(zhǎng)度均為15mm的不足360°換位加空換位段混合換位線棒槽部俯視圖，其中虛線部分為省略的不足換位部分。
[0023]圖3為圖2所示定子線棒立體圖，下面以該不足360°換位加空換位段混合換位線棒為例，對(duì)線棒換位原理進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，如圖3-圖10所示。
[0024]從圖3中可以看出，A-A位置是線棒槽部起始階段，也是第一處空換位段的起始階段，其截面及股線編號(hào)如圖4所示，該線棒共有50根股線。B-B處為第一段空換位段結(jié)束位置，同時(shí)也是不足換位段的開始階段，其截面如圖5所示，可以看出其股線編號(hào)與圖4相同，這是因?yàn)閮山孛嬷g為空換位段并未進(jìn)行換位。C-C處為第一個(gè)換位彎結(jié)束的位置，其截面如圖6所示，從圖中可以看出經(jīng)過一次換位后股線位置發(fā)生改變，以換位起始時(shí)股線編號(hào)為I這根股線為例，經(jīng)過一次換位后其位置處于換位開始時(shí)股線編號(hào)為50的股線位置。D-D處為槽部中間位置，即經(jīng)過24個(gè)換位彎后的截面位置，其股線位置如圖7所示，從圖中可以看出股線位置沿順時(shí)針發(fā)生了 24次改變。E-E處為換位部分結(jié)束為止，其截面圖如圖8所示，從圖中可以看出換位結(jié)束后，股線位置與換位開始時(shí)相比發(fā)生了改變，同樣以換位起始時(shí)股線編號(hào)為I這根股線為例，換位結(jié)束后其位置處于換位開始時(shí)股線編號(hào)為3的股線位置，這是因?yàn)椴捎昧瞬蛔銚Q位，其換位角度為345.6° (即空2跟換位)。F-F處為線棒槽部結(jié)束位置，其截面如圖9所示，可以看出圖中股線編號(hào)與圖8相同，同樣是由于從E-E到F-F為空換位段并未進(jìn)行換位。從圖10中可以看出線編號(hào)為I號(hào)及26號(hào)股線的具體換位過程及在線棒中的具體位置。
[0025]以一臺(tái)180MW水輪發(fā)電機(jī)為例，采用三維有限元法分別對(duì)采用單一不足360°換位及不足360°換位加空換位段混合換位的一個(gè)槽內(nèi)上、下兩層線棒的環(huán)流損耗進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示，當(dāng)采用不足360°換位時(shí)，上、下層線棒總的環(huán)流損耗為17.81W，當(dāng)采用該不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)時(shí)上、下層線棒總的環(huán)流損耗為13.05W，與不足360°換位相比降低26.73%，證明了本實(shí)用新型所提供的新型換位結(jié)構(gòu)對(duì)于降低水輪發(fā)電機(jī)定子線棒環(huán)流損耗的有效性。
[0026]本實(shí)用新型所提供的定子線棒不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)特別適用于實(shí)際換位角度與最佳換位角度之間差別較大的不足換位線棒，該換位結(jié)構(gòu)能在不足360°換位的基礎(chǔ)上進(jìn)一步抑制定子線棒股線間環(huán)流，降低環(huán)流損耗，提高了發(fā)電機(jī)的效率和可靠性。同時(shí)，由于該混合換位的空換位段加在槽部?jī)啥?，不足換位過程并未被空換位段打斷，降低了工藝制造難度，且大大增強(qiáng)了線棒換位部分的強(qiáng)度，使得線棒不易發(fā)生彎曲變形，有效保護(hù)了絕緣。
[0027]本實(shí)用新型通過由附圖所示實(shí)例的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明專利的內(nèi)容做出了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍僅限于所描述的實(shí)例。事實(shí)上，該換位結(jié)構(gòu)適用于任何采用不足360°換位的水輪發(fā)電機(jī)定子線棒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定子線棒不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定子線棒在不足換位的基礎(chǔ)上加入空換位段來(lái)進(jìn)一步降低水輪發(fā)電機(jī)定子線棒的環(huán)流損耗，空換位段加在發(fā)電機(jī)定子線棒槽部?jī)啥耍纯論Q位段與端部直線部分直接相連，線棒不足換位過程中并不被空換位打斷，換位股線端部通過并頭套焊接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子線棒不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述換位股線外表面包有絕緣漆。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子線棒不足360°換位加空換位段混合換位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述換位股線在空換位段與不足換位段連接處設(shè)置用于加強(qiáng)絕緣保護(hù)的玻璃絲帶墊片。
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的是公開一種大型水輪發(fā)電機(jī)定子線棒的混合換位結(jié)構(gòu)，線棒采用不足360°換位加空換位段混合換位方式，其特征在于：空換位段加在發(fā)電機(jī)定子線棒槽部?jī)啥?，即空換位段與端部直線部分直接相連，線棒不足換位過程中并不被空換位打斷。本專利的優(yōu)點(diǎn)：能在不足360°換位的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低水輪發(fā)電機(jī)定子線棒的環(huán)流損耗，提高了發(fā)電機(jī)的效率和可靠性，由于空換位段加在槽部?jī)啥?，線棒不足換位過程中不被空換位打斷，降低了工藝制造難度，且線棒不足換位部分強(qiáng)度大大加強(qiáng)，使得線棒換位部分不易彎曲變形，有效保護(hù)了絕緣。本實(shí)用新型適用于水輪發(fā)電機(jī)定子線棒換位設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【IPC分類】H02K3/12, H02K3/28
【公開號(hào)】CN204721129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520141183
【發(fā)明人】梁艷萍, 柳楊
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日