Исследование и разработка современных систем изоляции статорных обмоток высоковольтных турбо- и гидрогенераторов повышенной мощности

Азизов, Андрей Шавкатович

Электротехнические материалы и изделия

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.02, диссертация на тему:Исследование и разработка современных систем изоляции статорных обмоток высоковольтных турбо- и гидрогенераторов повышенной мощности

кандидата технических наук: Азизов, Андрей Шавкатович
город: Санкт-Петербург
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.09.02
цена: 450 рублей

Диссертация по электротехнике на тему «Исследование и разработка современных систем изоляции статорных обмоток высоковольтных турбо- и гидрогенераторов повышенной мощности»

Автореферат диссертации по теме "Исследование и разработка современных систем изоляции статорных обмоток высоковольтных турбо- и гидрогенераторов повышенной мощности"

На правах рукописи

АЗИЗОВ Андрей Шавкатович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ИЗОЛЯЦИИ СТАТОРНЫХ ОБМОТОК ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ТУРБО-И ГИДРОГЕНЕРАТОРОВ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ

Специальность 05.09.02 - Электротехнические материалы и изделия

5 (-:сп ?ГГ9

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2009

Работа выполнена в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» в Санкт-Петербурге

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Полонский Юрий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Попов Виктор Васильевич

доктор физико-математических наук, профессор Слуцкер Александр Ильич

Ведущая организация:

ОАО «Холдинговая компания Элинар» (Московская область)

Защита состоится «

Э.К при гоу з

'2009 г.

УК

часов на заседании

диссер-

тационного совета Д 212.229.тб при РОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, Главное здание, ауд. 284.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан

2009 г.

Журавлева Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Совершенствование, а именно, придание заданных электрофизических свойств, определяемых техническим прогрессом в энергетике, изоляции статорной обмотки высоковольтных электрических машин осуществляется как путем разработки и внедрения новых изоляционных материалов - предварительно пропитанных и непропитанных («сухих») слюдосодержащих лент с улучшенными характеристиками входящих в их состав компонентов (слюдобумаги, стеклотканевой подложки и связующего - пропиточного состава), так и с помощью оптимизации технологического процесса изготовления системы корпусной изоляции.

Возрастающие требования минимизации диэлектрических потерь статорной изоляции современных гидрогенераторов привели к необходимости снижения диэлектрических потерь изоляции, особенно в области максимальных рабочих температур. В частности, при проведении международных конкурсов (тендеров) на изготовление современных гидрогенераторов требования по минимальным значениям тангенса угла диэлектрических потерь корпусной изоляции при температуре 155 °С не превышают 10 %. Разработка системы изоляции, характеризующейся пониженными диэлектрическими потерями в области рабочих температур, позволит повысить рабочие характеристики и надежность мощных высоковольтных гидрогенераторов.

Создание и внедрение в производство электроизоляционных материалов с высоким коэффициентом теплопроводности, позволит осуществить разработку нового типа теплопроводной корпусной изоляции, что, в свою очередь, увеличит диапазон мощности турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением.

Несмотря на достаточно высокие научно-технические достижения отечественного производства в области создания высоконадежной изоляции статорных обмоток крупных высоковольтных электрических машин (турбо- и гидрогенераторов), вопросы, связанные с разработкой и изготовлением новых типов корпусной изоляции с повышенными значениями теплопроводности и низким тангенсом угла диэлектрических потерь при максимальной температуре требуют дополнительной научной проработки.

Цель работы. На основе всесторонних исследований диэлектрических характеристик, теплопроводности и механизмов старения термореактивной слюдосодержащей электромашинной изоляции выработать рекомендации по созданию новых электроизоляционных материалов с улучшенными диэлектрическими параметрами (с пониженным значением тангенса угла диэлектрических потерь при максимальной рабочей температуре), а также с высоким значением коэффициента теплопроводности. Разработать и внедрить технологические процессы по созданию новых типов корпусной изоляции:

- с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов;

- с повышенной теплопроводностью и электрической прочностью для мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением.

Для достижения указанной цели представляется необходимым решить следующие задачи:

1. Разработать комплексную экспериментальную методику, обеспечивающую объективную экспериментальную оценку диэлектрических параметров корпусной изоляции при разных эксплуатационных воздействиях.

2. Изучить влияние структурных особенностей и химического строения слюдосодержа-щих композиционных материалов на диэлектрические и теплофизические характеристики системы корпусной изоляции.

3. Разработать основные параметры технологических процессов, предназначенных для создания корпусной изоляции с улучшенными характеристиками для мощных высоковольтных гидрогенераторов и турбогенераторов с воздушным охлаждением.

Научная новизна работы.

1. Разработана комплексная экспериментальная методика, основанная на использовании модельных, макетных испытательных образцов и элементов реальных обмоток, а также на последовательном применении серии традиционных и новых, предложенных в работе тестовых методов, при помощи которых выполнено систематическое изучение процессов старения различных типов термореактивной слюдосодержащей изоляции.

2. Установлено влияние химического строения пропитывающего лака, используемого для изготовления предварительно пропитанных слюдосодержащих лент, на значение тангенса угла диэлектрических потерь корпусной изоляции при максимальных рабочих температурах.

3. Экспериментально установлена взаимосвязь коэффициента теплопроводности корпусной изоляции высоковольтных турбо- и гидрогенераторов, изготовленной по разным технологиям (гидростатической опрессовкой и вакуум-нагнетательной пропиткой), от содержания эпоксидного связующего.

4. Показано влияние структурных особенностей и состава композиционной электромашинной изоляции (типа и толщины стеклянной подложки, типа эпоксидного связующего и мелкодисперсного твердого наполнителя) на ее теплофизические и диэлектрические характеристики.

Практическая значимость работы.

1. Разработана достоверная, экономически доступная и удобная в применении, в том числе в промышленных условиях, комплексная экспериментальная методика выбора электроизоляционных материалов для создания электромашинной изоляции с заданными электрическими и теплофизическими свойствами.

2. Совместно с ОАО «ХК Элинар» разработан, исследован и внедрен в производство в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» электроизоляционный слюдосодержащий материал (Элмикатерм 52409) с улучшенными электрическими свойствами, с применением которого разработана и внедрена в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» технология изготовления корпусной изоляции с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов с воздушным охлаждением.

3. Исследованы и внедрены в производство в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» электроизоляционные слюдосодержащие материалы с оптимизированной структурой (Porofab МЕ3434, Элмикатерм Т), предназначенные для создания высокотеплопроводя-щей изоляции статорной обмотки. Разработана и внедрена технология изготовления высокотеплопроводной изоляции статорной обмотки для турбогенераторов с воздушным охлаждением мощностью 220 МВт.

4. Изготовленные с использованием результатов, достигнутых в настоящей работе, головные образцы электрических машин с изоляцией, имеющей улучшенные характеристики (гидрогенератор СВ 1182/300-48Т (395/438,6 МВА, 17 кВ) для ГЭС «Эль-Кахон» (Мексика) и

турбогенератор с воздушным охлаждением ТЗФП-220 для Красноярской ТЭЦ), укрепили конкурентоспособность продукции ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург). Практическая значимость полученных результатов подтверждена актом внедрения их в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург).

На защиту выносятся:

1.Результаты исследований электрических н теплофизических характеристик различных типов термореактивной слюдосодержащей электромашинной изоляции, изготовленных методом гидростатической опрессовки и вакуум-нагнетательной пропитки.

2. Принципы выбора электроизоляционных материалов, конструкция и технология изготовления корпусной изоляции с пониженным значением диэлектрических потерь для мощных гидрогенераторов.

3. Принципы выбора электроизоляционных материалов, конструкция и технология изготовления корпусной изоляции с повышенной теплопроводностью для мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением.

Достоверность результатов. Достоверность обеспечивается обоснованным выбором и корректным использованием современных методов измерения электрических и теплофизических характеристик исследуемых материалов; применением современных методик, позволяющих всесторонне изучить проблему; статистической обработкой полученных данных; проведением повторных испытаний, включающих испытания на полномасштабных образцах статорных обмоток, показывающих воспроизводимость результатов.

Личный вклад автора состоит в определении цели и методов исследования; проведении экспериментальных исследований; обработке, обобщении и анализе полученных результатов. Все результаты, представленные в работе, получены лично автором или при его непосредственном участии. Автор благодарит за помощь в проведении исследований сотрудников лаборатории электрической изоляции ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург).

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Научно-практическая конференция «Полимерные материалы, композиты и изделия из них», 13.10 -14.10.2005, Санкт-Петербург.

2. Четвертая международная научно-техническая конференция «Электрическая изоля-ция-2006», 16.05-19.05.2006, Санкт-Петербург.

3. 10,h INSUCON International Conference, 24.05-26.05.2006, Birmingham, UK.

4. Научно-практическая конференция «Перспективные электроизоляционные материалы и системы изоляции вращающихся электрических машин», 25.04-27.04.2007, г. Наро-Фоминск.

5. C1GRE SC A1&D1 Joint Colloquium, 24.10-27.10.2007, Korea.

6. XI Международная конференция Физика диэлектриков (Диэлектрики-2008), 03.0607.06.2008, Санкт-Петербург.

7. VII Международной конференции «Электроизоляционные материалы для вращающихся электрических машин», 09.06-11.06.2009, г. Наро-Фоминск.

8. XIII Всероссийская конференция по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах», 18.05.2009, Санкт-Петербург.

9. VII Международная научно-техническая конференция «Элмаш-2009», 22.0925.09.2009, г. Истра.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 работы в журналах, входящих в список ВАК.

Структура и объём диссертационной работы. Диссертация общим объёмом 160 страниц состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы (105 наименование), приложения. Работа содержит 72 рисунка, 34 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель диссертационной работы, приведены основные научные и практические результаты исследований, а также сформулированы положения, выносимые на защиту.

Первая глава носит обзорный характер и посвящена анализу отечественных и зарубежных литературных данных по особенностям изоляционных материалов, используемых для изготовления корпусной изоляции, их физико-механическим и диэлектрическим свойствам и влиянию на них различных факторов. Показано, что в настоящее время в мировой практике применяются следующие конструкции и технологии изготовления стержней ста-торных обмоток турбо- и гидрогенераторов:

- корпусная изоляция на основе предварительно-пропитанных лент с опрессовкой и выпечкой изоляции в прессформах или методом гидростатической опрессовки (Resin Rich);

- корпусная изоляция на основе сухих лент с вакуум-нагнетательной пропиткой (ВНП) отдельных стержней (Single Bar VP1) или статора с уложенной обмоткой (Global VPI).

Проанализированы достоинства и недостатки каждой из применяемых технологий. В современной научно-технической литературе достаточно полно представлены результаты исследований электрических и механических свойств корпусной изоляции статорных обмоток, отмечены основные технико-экономические причины, приведшие к необходимости создания систем изоляции с улучшенными диэлектрическими свойствами. Отмечается, что для мощных гидрогенераторов в настоящее время насущной проблемой является снижение диэлектрических потерь изоляции в области предельно допустимых температур, а для турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением - существенное повышение мощности, вплоть до значений 500 МВА и выше. Основной технической возможностью решения этих вопросов является научно обоснованная оптимизация системы корпусной изоляции, заключающаяся в правильном выборе изоляционных материалов и конструировании. Вместе с тем, информация по оптимизации систем электромашинной изоляции по параметрам диэлектрических потерь и теплофизическим свойствам ограничена. Количественные данные, имеющиеся в литературе об изменении теплофизиче-ских свойств слюдосодержащей изоляции в зависимости от химического состава и структуры, практически отсутствуют.

В целом, аналитический обзор литературных данных по рассматриваемой проблеме позволил выявить вопросы, требующие дальнейшего изучения, и сделать выводы, на основе которых были сформулированы конкретные задачи настоящей диссертационной работы.

Вторая глава посвящена описанию объектов и методик экспериментальных исследований диэлектрических и теплофизических свойств слюдосодержащей изоляции высоковольтных турбо- и гидрогенераторов.

Выбор электроизоляционных материалов и оптимизация технологических процессов изготовления электромашинной изоляции проводилось с помощью комплексной методики, где в качестве объектов исследований использовались модельные образцы, макеты и элементы статорной обмотки.

Для проведения электрических (кратковременная электрическая прочность, тангенс угла диэлектрических потерь (^8)) и теплофизических испытаний применялись плоские образцы, технология изготовления которых воспроизводила заводскую (ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила») технологию изготовления изоляции статорных обмоток электрических машин. Кроме плоских модельных образцов, в работе использовались (для измерения длительной электрической прочности, диэлектрических потерь) макеты статорных стержней в виде медных шин сечением 800x30x6 мм и длиной 0,75 м, изолированные исследуемыми лентами на расчетную толщину 2 мм. Ленты наматывались с положительным 50 % перекрытием (внахлест), намотка производилась на станке с программным управлением «Модестат», что обеспечивало идентичность с промышленной технологией.

Для апробации разработанных технических решении и проверки результатов модельных и макетных экспериментов в работе приведены также экспериментальные данные испытаний с использованием натурных стержней (испытания на стойкость к воздействию термоциклов и перенапряжений, ресурсные испытания) и результаты сдаточных испытаний головных образцов высоковольтных гидро- и турбогенераторов, в которых впервые были использованы разработанные системы корпусной изоляции.

Измерения значений tgS проводилось на макетах и плоских модельных образцах измерителем параметров изоляции «Вектор-2.0М» по прямой схеме. Измерение tg8 проводились на лабораторных и серийных образцах исследуемых материалов, в температурном диапазоне от 20 °С до 155 °С с шагом в 20 °С, при 5 значениях напряженности испытательного поля (1 -5 кВ/мм). Испытания проводились при частоте 50 Гц. Объем выборки при испытаниях составлял не менее 10 шт. (для модельных образцов и макетов) и не менее 2-3 шт. (для реальных стержней).

Для оценки длительной электрической прочности изоляции макетных образцов в работе применялись два метода: метод испытания при постоянном значении (15 кВ/мм) испытательной напряженности и метод линейного повышения напряжения, наиболее эффективный для более точного определения параметров ресурсных зависимостей изоляции.

Характеристики частичных разрядов (ЧР) в изоляции макетных образцов, натурных стержней и статорных обмоток реальных гидро- и турбогенераторов определялись электрическим методом с помощью цифрового измерительного комплекса «СКИТ» ЧР. Принцип измерения кажущегося заряда ЧР комплексом «СКИТ» ЧР состоит в амплитудной и амплитудно-фазовой дискриминации уровней сигналов ЧР.

Измерение коэффициента теплопроводности корпусной изоляции проводилось методом динамического калориметра с использованием прибора ИТ-^-400.

Представленные в разделе 2 методики формируют, своего рода, базовый экспериментальный комплекс, предназначенный для решения основной задачи данной работы - выбору изоляционных материалов, разработке и оптимизации основных технологических процессов для создания систем изоляции с улучшенными свойствами для мощных гидро- и турбогенераторов с воздушным охлаждением. В настоящее время эти методики многократно апробированы и широко используются в экспериментальной практике. Исследования с применени-

ем модельных испытательных образцов, макетов и реальных статорных стержней, а также полученные результаты были использованы для разработки специальной последовательности тестовых экспериментов, которая применялась для уточнения правильности выбора системы изоляции статорных обмоток высоковольтных электрических машин повышенной мощности.

В третьей главе представлены основные экспериментальные результаты, связанные с разработкой новых изоляционных материалов с низким значением диэлектрических потерь в области максимальных рабочих температур и созданием технологии изготовления корпусной изоляции с улучшенными диэлектрическими свойствами для мощных гидрогенераторов с воздушным охлаждением. Выполнен анализ этих данных и проведено их обсуждение.

В соответствии с техническим регламентом, разработанном в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» и конструктивными особенностями гидрогенераторов, изготовление корпусной изоляции производится методом гидростатического прессования. Поэтому в качестве объектов исследования использовались современные типы предварительно пропитанных слюдосодержащих лент отечественного (ОАО «ХК Элинар») и зарубежного производства.

Экспериментально установлено, что корпусная изоляция на основе большинства зарубежных лент имеет низкие потери в высокотемпературной области, а в изоляции на основе отечественных материалов диэлектрические потери существенно превышают современные допустимые пределы.

Поэтому с целью разработки новых отечественных изоляционных материалов для создания импортозамещающей технологии изготовления корпусной изоляции с улучшенными диэлектрическими параметрами был проведен цикл исследований (совместно с ОАО «ХК Элинар»), направленный на модернизацию отечественных предварительно пропитанных слюдосодержащих лент. В качестве базового варианта была использована серийно выпускаемая лента Элмикатерм 55409 (ТУ 3492-013-00214639-2002). Опытные образцы слюдосодержащей ленты отличались от базового варианта ленты только составом пропиточного лака, а именно, пониженным содержанием пластифицирующих добавок, по сравнению с базовым вариантом.

Для всех исследованных макетов увеличение испытательной напряженности электрического поля от 1 до 5 кВ/мм практически не влияет на величину 1§8 изоляции во всем исследованном температурном диапазоне. Это свидетельствует о монолитности изоляции, изго-

tg5, % 9

/ i

I**""4 3,4

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 1,°С

Рис. 1. Зависимости tg8=f(t) для плоских образцов статорной изоляции, изготовленных из предварительно пропитанных лент: 1- Элмикатерм 55409 (базовый вариант); 2 - опытная лента Элмикатерм 55409 (Вариант № 3); 3 - Calmicaglas 3103 (Австрия); 4 - Relanex 45.031 (Чехия) (при Е = 1 кВ/мм)

товленной по технологии Элмикатерм, что также подтверждается результатами контроля этой изоляции по характеристикам 4P.

С увеличением испытательной напряженности электрического поля интенсивность 4P практически не изменяется, что свидетельствует об отсутствии дефектов в изоляции (газовых пузырей, протяженных отслоений на границах разделов материалов). С ростом испытательной температуры наблюдается увеличение tgS, причем для базового варианта предварительно пропитанной ленты Элмикатерм 55409 этот рост наиболее выражен (рис. 1), что, по всей видимости, обуславливается более высокой сегментальной подвижностью компонентов данного материала при повышенных температурах, по сравнению с другими исследованными материалами.

Для всех образцов графики зависимостей lg(tgS)=f(l/T) (рис. 2) в исследованном диапазоне температур (20 - 155) °С могут быть представлены в виде двух отрезков прямых линий, характеризующихся разным углом наклона к оси абсцисс. По-видимому, это объясняется тем, что в разных температурных зонах на диэлектрические потери в слюдосодержащей изоляции влияют различные физические явления, происходящие за счет изменения температуры. В низкотемпературной зоне это, главным образом, межслоевая поляризация, а в высокотемпературной - диполь-но-релаксационная поляризация и ионная проводимость. Следовательно, для исследуемых макетных образцов выполняется экспоненциальное соотношение:

1/Г10\К"'

Рис. 2. Зависимости Ig(tgô) = f(l/T) для изоляции макетов, изготовленной из предварительно пропитанных лент Элмикатерм 55409 (1 - образец № 1; 2 - образец JV» 2; 3 - образец № 3), при испытательной напряженности 1 кВ/мм. Режим опрессовки макетов в битуме ( 160 °С при 6 ч)

,sexp

IV,

| J_

т.-

+ exp

где А\ - предэкспоненциальные множители, соответствующие величинам tg<S при температурах Тс и Т2 = 428 К; Тс - температура, соответствующая точке перегиба графика = Я[1/Т); 5 и энергии активации процессов, определяющих диэлектрические

потери исследуемой изоляции в низкотемпературной и высокотемпературной зонах (таблица); к - постоянная Больцмана.

Энергия активации диэлектрических потерь для изоляции макетов, изготовленной из опытных лент Элмикатерм 55409

Таблица

Тип Тс, W,tg5, W2tg8, tg5,55"c,

ленты °С кДж/моль кДж/моль %

Образец № 1 90±2 12,0±2,1 78,7±2,2 50,1 ±0,4

Образец № 2 93±3 15,5±1,1 60,5± 1,4 38,6±0,2

Образец № 3 102±4 14,5±0,8 50,4±3,3 18,5±0,3

Как следует из приведенных данных, отличия между базовым и опытными вариантами лент Элмикатерм 55409 проявляются в основном в высокотемпературной зоне, значения энергии активации диэлектрических потерь для низкотемпературной зоны fVtl # отличаются

незначительно. Изоляция, изготовленная из базового варианта исследуемой ленты, характеризуется максимальными значениями tgt> во всем температурном диапазоне. Снижение концентрации пластифицирующих добавок в составе пропитывающего лака приводит к уменьшению значений tgS и энергии активации WbsS в высокотемпературной области и к повышению температуры Тс. Минимальные значения tg <)' наблюдаются для макетов, изготовленных из лент Элмикатерм 55409 (образец № 3), характеризующихся полным отсутствием пластификатора.

С целью уточнения влияния режимов изготовления на диэлектрические потери образцов корпусной изоляции проводились исследования, связанные с изучением влияния дополнительной термообработки. При этом опрессованные образцы корпусной изоляции (6 ч при 160 °С) дополнительно подвергались термообработке при температуре 160 °С в течение 6, 9 и 12 ч. Установлено, что увеличение продолжительности дополнительной термообработки приводит к снижению диэлектрических потерь.

Другой важной технологической процедурой, предназначенной для улучшения диэлектрических характеристик корпусной изоляции, является применение комбинированной изоляции, состоящей из двух или нескольких чередующихся изоляционных лент, каждая из которых имеет определенные параметры. Введение лент ЛС-ЭН-526Т во внутренние слои изоляции, прилегающие к поверхности стержня, во всех исследованных вариантах приводит к снижению tg8 изоляции в высокотемпературной области. При использовании опытного образца ленты Элмикатерм 52409 величина tgS при температуре 155 °С не превышает 10 %. Таким образом, в результате совместной работы с ОАО «ХК Элинар» была разработана новая изоляционная слюдосодержащая лента Элмикатерм 52409 с пониженным значением диэлектрических потерь в области максимальных рабочих температур.

Для того, чтобы достоверно определить способность разработанной изоляции с улучшенными диэлектрическими свойствами на основе ленты Элмикатерм 52409 эффективно эксплуатироваться в системе корпусной изоляции высоконагруженных электрических машин, была осуществлена экспериментальная оценка ее длительной электрической прочности. Испытания проводились с использованием макетных образцов с применением двух испытательных режимов: при постоянном значении испытательной напряженности электрического поля (Е=15 кВ/мм) и при линейном повышении испытательной напряженности с раз-

ной скоростью (£1 =0,470 кВ/ммч и £"2 =0,120 кВ/мм-ч). Расчетные значения показателя степени т (обратно степенной зависимости наработки до отказа от напряженности электрического поля) для изоляции макетов, изготовленной из лент Элмикатерм 55409 и 52409, превышают аналогичный показатель для изоляции, изготовленной из лент с более низким слюдяным барьером, в частности, из лент ЛТСС-ЗМУ (т = 9,0). Величина т для изоляции Элмикатерм 52409 составляет (12,4±0,3), а для базового варианта Элмикатерм 55409 - (11,0±0,4). Следовательно, образцы корпусной изоляции, изготовленной из лент с улучшенными диэлектрическими характеристиками Элмикатерм 52409, обладают высокой длительной электрической прочностью.

Экспериментальная оценка стойкости корпусной изоляции к воздействию перенапряжений и термоциклов проводилась с использованием реальных стержней гидрогенератора СВ 1182/300-48Т для ГЭС «Эль-Кахон» (Мексика), согласно требований соответствующих Международных технических стандартов. В качестве испытываемых образцов использовались два произвольно выбранных стержня с корпусной изоляцией толщиной 3,35 мм, изготовленной из ленты Элмикатерм 52409. Режим испытания: напряжение - 36,9 кВ, температура - 90 °С, время испытаний - 400 ч. Критериями выдержки данного испытания являлись: отсутствие выхода из строя испытуемых образцов в течение испытания и отсутствие увеличения тангенса угла диэлектрических потерь изоляции после окончания испытания. Оба стержня выдержали испытания - пробоев не было зафиксировано, а значения и кажущийся заряд ЧР после испытания практически не изменились.

В результате проведенных исследований разработан (совместно с ОАО «ХК Элинар»), исследован и внедрен в производство электроизоляционный слюдосодержащнй материал (Элмикатерм 52409), с применением которого разработана и внедрена технология изготовления корпусной изоляции с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов с воздушным охлаждением.

В четвертой главе представлены результаты работы, направленной на создание корпусной изоляции с повышенной теплопроводностью для мощных турбогенераторов с воздушным или водородным охлаждением статорных обмоток. Такие турбогенераторы широко и успешно эксплуатируются в мировой электроэнергетике. Отсутствие подобных машин в референции любого завода-производителя снижает его конкурентоспособность на международном и на российском рынках.

Увеличение мощности турбогенераторов в основном ограничивается предельно допустимым током обмоток статора. При этом тепло, генерируемое в проводниках, передается через стенки корпусной изоляции, являющейся тепловым барьером. Расчеты турбогенератора с воздушным охлаждением мощностью 225 МВт на рабочее напряжение 15,75 кВ показали, что при существующей изоляции класса нагревостойкости Г температурный перепад по толщине изоляции достигает 45 °С, а для турбогенератора мощностью 265 МВт на то же рабочее напряжение температурный перепад по толщине изоляции достигает 62 °С. Такая величина перепада температур недопустима. Поэтому освоение современных технологий изготовления высокотеплопроводной изоляции является первостепенной задачей.

0.60

5 0.55 Р £2

1 0,5°

| 0,45

Я 0 40

С,4ШСАРА8 54НвО

САШСАРАв Ш ММИЮкТВЧ» ММ5 ЗШ1-»ТЕ?й 564 59

0,30

| 0.25

0,2В

Температу

;го

Для разработки конструкции и технологии изготовления конкурентоспособных мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением требуется обоснованный выбор электроизоляционных материалов (слюдосодержащих лент, связующих и материалов для пазового уплотнения) для создания нового типа корпусной изоляции, обладающей повышенной теплопроводностью, по сравнению с традиционно применяемыми в настоящее время типами изоляции. Однако в технической документации на изоляционные ленты сведений по значениям коэффициента теплопроводности (А.) не содержится, тем более величина А. готовой

корпусной изоляции зависит также и от технологии ее изготовления. Экспериментальное определение X изоляции готового стержня достаточно затруднительно, не может быть измерено в достаточно широком температурном диапазоне и занимает длительное время.

В настоящей работе испытывались образцы корпусной изоляции, изготовленные из предварительно пропитанных и

непропитанных изоляционных лент, используемых при производстве изоляции обмоток электрических машин в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила», и новых, перспективных слюдосодержащих изоляционных лент (с оптимизированной структурой и наполненных высокотеплопроводными компонентами).

На рис. 3 приведены графики зависимостей X = Г (Т) для образцов корпусной изоляции, изготовленной из различных типов предварительно пропитанных лент. Для всех исследованных образцов изоляции наблюдается монотонное увеличение величины X с ростом температуры. Для лент типа Са!ш1саГаЬ (Австрия) с оптимизированной с точки зрения теплопроводности структурой, во всем исследованном интервале температур значения X выше, чем для стандартных лент. Аналогичного вида зависимости наблюдаются также для изоляции, изготовленной из непропитанных лент методом вакуум-нагнетательной пропитки.

Установлено, что величина X образцов изоляции, изготовленных из ненаполненных (предварительно пропитанных и непропитанных) лент, определяется содержанием связующего (а), согласно линейному эмпирическому соотношению:

Я =Я„-Аа, где А иХо- постоянные коэффициенты.

Для непропитанных слюдосодержащих лент, наполненных мелкодисперсным теплопроводным порошком, зависимость X от температуры менее выражена, чем для ненаполненных слюдосодержащих лент. Тем не менее, во всем исследованном интервале температур вели-

Рис. 3. Зависимости X = Г (Т) для образцов корпусной изоляции, изготовленной из различных типов предварительно пропитанных лент

чина X образцов корпусной изоляции, изготовленной с использованием лент Загшсарог НТС 381.55-20 (Швейцария), существенно выше, чем для образцов, изготовленных из ненапол-ненных лент. Для образцов изоляции, изготовленных из лент Баписарог НТС 381.55-20, линейной корреляционной связи между значением X и содержанием связующего не обнаружено. При высоком содержании связующего в изоляции (более 30 %), значение X не превышает 0,4 Вт/(м-К). Уменьшение содержания связующего (менее 30 %), достигаемое увеличением степени опрессовки образца, приводит к существенному росту теплопроводности (А. ~ 0,5 Вт/(м-К)). Дальнейшее снижение содержания связующего в образце изоляции практически не приводит к изменению величины X. изоляции. По-видимому, подобное изменение величины X наполненной изоляции связано с формированием в ней сплошных объемных фрагментов, состоящих их контактирующих друг с другом зерен (проводящих кластеров). Очевидно, что подобные кластеры образуются за счет уменьшения прослоек связующего в изоляции в процессе механической опрессовки образца изоляции из лент Багшсарог НТС 381.55-20 с высоким содержанием теплопроводного порошка.

Наряду с теплопроводностью электроизоляционных материалов, на общую теплопроводность системы изоляции статорной обмотки оказывает влияние теплопроводность материалов, применяемых в пазу для уплотнения стержня. Коэффициент теплопроводности системы изоляции во многом зависит от наличия или отсутствия прослоек воздуха в пазу, а также от типа полупроводящей прокладки. Необходимость корректировки расчета теплопередачи в конструкции корпусной изоляции, состоящей из самой изоляции и пазового уплотнения, весьма актуальна, так как, во-первых, в последние десятилетия улучшилась технология изготовления изоляции, и, во-вторых, разработаны материалы, позволяющие ставить вопрос о внедрении системы уплотнения, существенно улучшающей теплопередачу.

Исследовались материалы, традиционно используемые в настоящее время для уплотнения паза, в частности, полупроводящие стеклотекстолит и антиадгезионная композиционная прокладка. Кроме этих материалов испытаниям подвергались новые перспективные материалы, которые могут использоваться для повышения теплопроводности системы изоляции в пазу: жидкие смазки, проводящие и полупроводящие композиционные материалы на основе фторопластов и сырой силиконовой смеси. Величина к образцов слюдосодержащей изоляции увеличивается при контакте противоположных поверхностей образца с различными жидкими и пастообразными теплопроводящимп смазками. Очевидно, что причиной этого является снижение вероятности попадания прослоек воздуха между поверхностью нагревателя измерительного прибора и поверхностью исследуемого образца. Наименьшим значением X из всех исследованных вариантов характеризуются образцы изоляции, уплотненные антиадгезионным композиционным материалом. Очевидно, что это связано с тем, что сам по себе этот материал имеет низкую теплопроводность (X не выше 0,22 Вт/(м-К)), естественно, что при его контакте с образцом будет снижаться теплопроводность всей системы изоляции.

Теплопроводность системы изоляции, контактирующей с полупроводящим волнистым стеклотекстолитом, несколько выше, однако находится на уровне или несколько ниже, чем теплопроводность собственно изоляции. По-видимому, это связано с тем, что сформированный межфазный контакт «изоляция - стеклотекстолит» является не идеальным, так как характеризуется достаточно высоким содержанием воздушных включений, что, естественно, снижает теплопроводность системы изоляции в целом. Максимальным значением X облада-

ет система, состоящая из изоляции, контактирующей с полупроводящим композиционным материалом на основе фторопласта-4Д и силиконовой смеси. Очевидно, что в этом случае за счет высокой пластичности уплотнительной прокладки, теплопроводность в контактной зоне практически равна или даже несколько превышает теплопроводность собственно изоляции.

В заключительной части главы приведены результаты разработки новой технологии изготовления теплопроводной изоляции для мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением и представлены результаты испытаний натурной изоляции статорной обмотки турбогенератора с воздушным охлаждением мощностью 220 МВт. При сравнении двух типов технологий (гидростатической опрессовки (ГО) и вакуум-нагнетательной пропитки отдельных стержней (Single VPI)) учитывалось, что технологическая оснастка и её послеоперационная очистка дешевле и проще при технологии ГО. При обеих технологиях одновременно можно изготавливать одинаковое количество стержней (60 - 80 штук). При этом технологический цикл термообработки и опрессовки одной партии стержней при ГО составляет примерно 18 - 20 ч (с учетом нагрева и охлаждения автоклавов), что значительно меньше, чем по технологии Single VP1, при которой длительность производственного цикла составляет 26 - 32 ч (вакуумная сушка и пропитка 10 - 12 ч, последующая сушка стержня 16 -20 ч). Поэтому, учитывая технологические и экономические аспекты проблемы изготовления корпусной изоляции мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением, было выбрано направление, связанное с полной вакуум-нагнетательной пропиткой, включая отработку особенностей технологии и выбор изоляционных материалов.

Важным показателем, который необходимо учитывать при вакуум-нагнетательной пропитке, является пропитываемость системы изоляции статорной обмотки. Пропитываемость определялась на макетах, полностью имитирующих пазовую часть стержня. По существующему режиму пропитки макеты стержней, изготовленные на основе стандартных лент Poroband ME 2599, пропитываются полностью. Лента с повышенной теплопроводностью Ро-rofab ME 3290 пропитывается значительно хуже, чем Poroband ME 2599, что очевидно связано с большим содержанием ускорителя в этой ленте. Лента Porofab ME 3434 с уменьшенным в два раза содержанием ускорителя пропитывается значительно лучше, чем Porofab ME 3290. Таким образом, по сочетанию характеристик (теплопроводность, длительная электрическая прочность, пропитываемость) лента с оптимизированной структурой Porofab ME 3434 была выбрана как основной изоляционный материал для корпусной изоляции турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением мощностью до 320 МВт. Величина ^„ах ленты Porofab ME 3434 составляет 0,34 Вт/(м-К), т.е. по этому показателю выбранная лента уступает наполненной ленте Samicapor НТС.381.55.20 (Х,шх= 0,50 Вт/(м-К)), однако по технологическим признакам и длительной электрической прочности существенно превосходит наполненную теплопроводную ленту.

Проведенные испытания системы изоляции статорной обмотки показали, что корпусная изоляция на основе ленты Porofab ME 3434 (Австрия) отвечает необходимым требованиям, может быть изготовлена в условиях промышленного производства и рекомендуется для изготовления турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением мощностью до 320 МВт.

Основные выводы и результаты работы:

1. Разработана и внедрена в промышленных условиях в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» комплексная экспериментальная методика, основанная на использовании модельных, макетных испытательных образцов и элементов реальных статорных обмоток турбо- и гидрогенераторов, а также на последовательном применении серии традиционных и предложенных в работе тестовых методов, при помощи которых, выполнено систематическое изучение процессов старения различных типов термореактивной слюдосодержащей изоляции высоковольтных турбо- и гидрогенераторов.

2. Установлено влияние химического строения пропитывающего лака, используемого для изготовления предварительно пропитанных изоляционных слюдосодержащих лент, на диэлектрические потери корпусной изоляции при максимальных рабочих температурах.

3. Экспериментально установлена взаимосвязь коэффициента теплопроводности корпусной изоляции, изготовленной по разным технологиям (гидростатической опрессовки и вакуум-нагнетательной пропитки), от содержания эпоксидного связующего, что позволило оптимизировать технологический процесс изготовления корпусной изоляции высоковольтных турбо- и гидрогенераторов.

4. Показано и экспериментально определено влияние структурных особенностей комбинированной изоляции высоковольтных электрических машин (типа и толщины стеклянной подложки, типа эпоксидного связующего и мелкодисперсного твердого наполнителя) на теп-лофизические и диэлектрические характеристики.

5. Разработан (совместно с ОАО «ХК Элинар»), исследован и внедрен в производство новый электроизоляционный слюдосодержащпп материал Элмикатерм 52409 с улучшенными электрическими свойствами, с применением которого разработана и внедрена корпусная изоляция с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов с воздушным охлаждением, а также технология ее изготовления.

6. Исследован и внедрен в производство изоляционный слюдосодержащий материал с оптимизированной структурой (Porofab МЕ3434), предназначенный для создания высокотсп-лопроводной изоляции статорной обмотки мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением. Разработана и внедрена технология изготовления высокотеплопроводной изоляции для турбогенераторов с воздушным охлаждением мощностью 220 МВт.

7. Изготовленные в соответствии с результатами настоящей работы головные образцы электрических машин с изоляцией с улучшенными характеристиками (гидрогенератор СВ 1182/300-48Т (395/438,6 МВА, 17 кВ) для ГЭС «Эль-Кахон» (Мексика) и турбогенератор с воздушным охлаждением ТЗФП-220 для Красноярской ТЭЦ) укрепили конкурентоспособность, в том числе на мировом рынке, продукции ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Азиюв, А.Ш. Влияние химического состава пропитанных слюдосодержаших лент на электрические характеристики корпусной изоляции высоковольтных электрических машин / А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов, В.М. Пак, А.В. Пайков // Электротехника. - 2005. - № 3. - С. 3 - 6.

2. Азизов, А.Ш. Совершенствование электрической изоляции электрических машин высокого напряжения / А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов, Ю.А. Полон-скин // Электротехника. - 2007. - № 3. - С. 4-1.

3. Азизов, А.Ш. Теплопроводность системы изоляции статорной обмотки мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением / А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов, Ю.И. Поликарпов //Электротехника. - 2009.-№ 3. - С. 10-14.

4. Азизов, А.Ш. Совершенствование технологии изготовления полюсных катушек гидрогенераторов/ А.Ш. Азизов // Труды Четвертой Международной научно-технической конференции «Электрическая изоляция - 2006». /6.05-19.05.2006, Санкт-Петербург. - СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2006. - С. 204.

5. Азизов, А.Ш. Оценка технического состояния электрических двигателей и генераторов на основе анализа частичных разрядов: Учебное пособие / А.Ш. Азизов. A.M. Андреев, А.И. Таджибаев, А.Е. Монастырский. СПб.: Пзд-во ПЭИПК, 2007. 4.1, 2. - 97 с.

6. Азизов, А.Ш. Экспериментальная оценка длительной электрической прочности современной слюдосодержащей изоляции высоковольтных вращающихся электрических машин / А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов. Ю.А. Полонский // Материалы XI Международной конференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики - 2008). 03.06-07.06.2008, Санкт-Петербург. - СПб.: Иэд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2008. - Т. 1. - С. 285 - 286.

7. Азизов, А.Ш. Совершенствование эксплуатационных параметров электроизоляционных комбинированных слюдосодержаших материалов' А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов // Труды научно-практической конференции "Полимерные материалы, композиты и изделия из них". 13.10-14.10.2995, Санкт-Петербург. - СПб.: Химия, 2005. - С. 46.

8. Азизов. А.Ш. Исследование новых типов слюдосодержаших лент для изоляции высоковольтных электрических машин/ А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов // Труды Четвертой Международной научно-технической конференции «Электрическая изоляция -2006». 16.05 - 19.05.2006, Санкт-Петербург. - СПб.: Пзд-во СПбГПУ, 2006. - С. 203.

9. Азизов, А.Ш. Comparison of electrical properties of stator winding insulation from different mica-glass tapes/ А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, A.M. Костельов // Proceeding of 10"' INSUCON International Conference. - Birmingham. - 2006. - P. 298 - 301.

10. Азизов, А.Ш. Problems of manufacture and factory control of insulating systems of high voltage rotating machines// А.Ш. Азизов, A.M. Андреев, O.B. Антонюк, A.A. Ким, A.M. Костельов // Proceeding of CIGRE SC AI&D1 Joint Colloquium. - Korea. - 2007. - P. 40 - 47.

\\. Азизов, А.Ш. Совершенствование изоляционных материалов для высоковольтных электрических машин/ А.Ш. Азизов, Ю.А. Полонский // Материалы ХШ Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах». 18.05.2009, Санкт-Петербург. - СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2009. -Т. 1. - С. 285 - 286.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 23.10.2009. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 5067Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812)550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Азизов, Андрей Шавкатович

Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Состав корпусной изоляции статорной обмотки турбо- и гидрогенераторов

1.2. Технология изготовления корпусной изоляции

1.2.1. Технология изготовления корпусной изоляции с использованием предварительно пропитанных лент

1.2.2. Технология изготовления корпусной изоляции с использованием непропитанных (сухих) лент

1.3. Усовершенствование изоляции статорной обмотки мощных турбо- и гидрогенераторов

1.3.1. Вопросы создания высокотеплопроводной изоляции для турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением

1.3.2. Вопросы создания корпусной изоляции с низким значением диэлектрических потерь для мощных гидрогенераторов

1.4. Надежность изоляции статорной обмотки высоковольтных турбо- и гидрогенераторов

1.4.1. Воздействие электрического поля

1.4.2. Воздействие тепловых факторов

1.4.3. Воздействие механических факторов

1.4.4. Влияние окружающей среды

1.4.5. Комплексное воздействие разрушающих факторов на изоляцию электрических машин 61 1.4.5. Выводы по литературному обзору и постановка цели исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Конструкции образцов изоляции статорной обмотки

2.2. Методики измерения электрических свойств корпусной изоляции

2.2.1. Методика определения tg5 образцов изоляции высоковольтных электрических машин

2.2.2. Определение длительной электрической прочности макетных образцов изоляции

2.2.3. Методика статистической обработки результатов оценки длительной электрической прочности

2.2.4. Методика измерения характеристик частичных разрядов в электромашинной изоляции

2.2.5. Определение устойчивости статорной изоляции к воздействию термоциклов

2.3. Измерение физико-химических характеристик корпусной изоляции

2.3.1. Методика определения содержания связующего (Ссв)

2.3.2. Методика измерения коэффициента теплопроводности образцов корпусной изоляции

2.4. Общие вопросы методики постановки исследования

2.5. Выводы по методической части

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОРПУСНОЙ ИЗОЛЯЦИИ С УЛУЧШЕННЫМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ГИДРОГЕНЕРАТОРОВ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

3.1. Характеристики исследованных предварительно пропитанных слюдосодержащих лент промышленного производства

3.2. Разработка предварительно-пропитанной изоляционной ленты отечественного производства с низким значением диэлектрических потерь при максимальных рабочих температурах

3.3. Исследование диэлектрических потерь образцов корпусной изоляции на основе предварительно пропитанных слюдосодержащих лент

3.4. Экспериментальная оценка длительной электрической прочности корпусной изоляции с улучшенными диэлектрическими параметрами

3.5. Исследование стойкости изоляции с улучшенными диэлектрическими характеристиками к воздействию напряжения и термоциклов

Глава 4. РАЗРАБОТКА КОРПУСНОЙ ИЗОЛЯЦИИ С ПОВЫШЕННОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ ДЛЯ МОЩНЫХ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

4.1. Характеристика исследованных материалов. Методика изготовления образцов для проведения теплофизических экспериментов

4.2. Результаты определения коэффициента теплопроводности образцов корпусной изоляции, изготовленных из различных слюдосодержащих лент

4.3. Исследование теплопроводности материалов для пазового уплотнения статорной обмотки турбогенераторов с воздушным охлаждением

4.4. Выбор технологического режима изготовления корпусной изоляции мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением

4.5. Исследование и выбор материалов для системы корпусной изоляции мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением

4.6. Испытание изоляции обмотки статора турбогенератора ТЗФП-220 с воздушным охлаждением мощностью 220 МВт и контроль качества пропитки статорной обмотки

Введение 2009 год, диссертация по электротехнике, Азизов, Андрей Шавкатович

Современное развитие мировой экономики требует постоянного ввода новых мощностей генерирующего электрооборудования. Согласно основным положениям технической политики в электроэнергетике России на период до 2030 года [1], отечественная промышленность до 2010 года должна освоить выпуск турбогенераторов с полностью воздушным охлаждением до 350 МВт и осуществить разработку таких машин мощностью до 500 МВт. В этот же период планируется создание пилотных асинхронизированных турбогенераторов с воздушным охлаждением. До 2020 года планируется производство турбогенераторов с полностью воздушным охлаждением мощностью до 500 МВт и крупных гидрогенераторов с повышенным КПД за счет применения новых материалов. Сюда входит также и промышленное освоение турбогенераторов до 1500 МВт с водяным охлаждением для АЭС и оснащение теплоэлектростанций на 25-30 % асинхронизированными турбогенераторами.

Поскольку способы выработки электроэнергии на атомных и гидравлических электростанциях с точки зрения экономики и экологии продолжают оставаться дискуссионными, то силовое электромашиностроение вынуждено одновременно развивать производство турбо- и гидрогенераторов. Что касается гидрогенераторостроения, то освоенная в отечественном производстве конструкция с непосредственным водяным охлаждением обмотки статора и форсированным воздушным охлаждением обмотки ротора относится к числу достижений ОАО «Силовые машины» филиала «Электросила» [2], и она используется при выпуске мощных гидрогенераторов.

Необходимо учитывать, что в России к 2010 году доля оборудования теплоэлектростанций со сроком службы свыше 30 лет составит до 68,4 % [3]. Поэтому остро стоит вопрос о техническом перевооружении станций на базе современного энергетического оборудования, в частности, генераторов с повышенными технико-экономическими показателями. Причем техническое перевооружение действующих электростанций включает как замену, так и глубокую модернизацию оборудования. В связи с этим происходит постоянный рост удельных нагрузок турбо- и гидрогенераторов.

Совершенствование конструкций турбо-, гидрогенераторов тесно связано с возрастанием электродинамических, тепловых и термомеханических нагрузок, что требует решения ряда важных прикладных проблем, в том числе в области внедрения новых изоляционных материалов и разработки прогрессивных технологических процессов изготовления систем изоляции ста-торных обмоток.

Хорошо известно, что работоспособность электрических машин высокого напряжения (турбо- и гидрогенераторов), в первую очередь, определяется надежностью систем изоляции, которая, в свою очередь, зависит от основных физико-химических и технологических параметров применяемых электроизоляционных материалов.

Корпусная изоляция статорной обмотки является наиболее нагруженным элементом, подвергающимся одновременному воздействию электрического поля, температуры и термомеханических напряжений. Особо высокие требования к современным изоляционным системам предъявляются в связи с проектированием и изготовлением мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением.

В настоящее время допустимая рабочая напряженность электрического поля корпусной изоляции (в области плоской стороны стержня) может достигать значений 3,0-3,2 кВ/мм для изоляции, изготовленной методом вакуум-нагнетательной пропитки для проводников с оптимизированной геометрией (с закругленными углами) [4]. Дальнейшее увеличение рабочей напряженности и связанное с этим утонение изоляции может привести к существенному снижению механических характеристик корпусной изоляции, что неизбежно негативно скажется при монтаже обмотки.

Повышение требований к надежности мощных электрических машин привело к необходимости использования при изготовлении статорной кор6 пусной изоляции материалов, характеризующихся повышенной стабильностью физико-химических и электроизоляционных свойств. Традиционно для этой цели применяются комбинированные слюдосодержащие ленты, в которых в качестве подложки используются стеклоленты, а в качестве диэлектрического барьера - слюдобумаги, пропитанные эпоксиноволачными смолами. Повышение содержания слюды в слюдобумагах привело к существенному росту длительной электрической прочности изоляции [5, 6].

В мировой электроэнергетике в последние десятилетия наблюдается увеличение производства турбогенераторов, предназначенных для работы с газовыми турбинами большой мощности. В Европейском сообществе к участию в тендерах на электрооборудование мощностью до 300 МВт допускаются только турбогенераторы с воздушным охлаждением. Отсутствие таких турбогенераторов в референции любого завода снижает его конкурентоспособность на международном, а в будущем и на Российском рынке.

Создание подобнцых турбогенераторов стало возможным благодаря применению высокотеплопроводной изоляции на основе новых изоляционных материалов и технологий. Поэтому освоение современных технологий создания высокотеплопроводной изоляции является первостепенной задачей.

Решение этой задачи позволит также создать турбогенераторы с косвенным водородным охлаждением мощностью до 700 МВА. Без увеличения габаритов и при сохранении нагрева статора можно будет повысить мощность серийных турбогенераторов, либо, при сохранении мощности и габаритов, снизить нагрев статоров и повысить срок службы турбогенераторов.

- пропиточного состава), так и с помощью оптимизации технологического процесса изготовления системы корпусной изоляции.

Возрастающие требования минимизации диэлектрических потерь ста-торной изоляции современных гидрогенераторов привели к необходимости снижения диэлектрических потерь изоляции, особенно в области максимальных рабочих температур. В частности, при проведении международных конкурсов (тендеров) на изготовление современных гидрогенераторов требования по минимальным значениям тангенса угла диэлектрических потерь корпусной изоляции при температуре 155 °С не превышают 10 %. Разработка системы изоляции, характеризующейся пониженными диэлектрическими потерями в области рабочих температур, позволит повысить рабочие характеристики и надежность мощных высоковольтных гидрогенераторов.

Несмотря на достаточно высокие научно-технические достижения отечественного производства в области создания высоконадежной изоляции ста-торных обмоток крупных высоковольтных электрических машин (турбо- и гидрогенераторов), вопросы, связанные с разработкой и изготовлением новых типов корпусной изоляции с повышенными значениями теплопроводности и низким тангенсом угла диэлектрических потерь при максимальной температуре требуют дополнительной научной проработки.

Цель работы. На основе всесторонних исследований диэлектрических характеристик, теплопроводности и механизмов старения термореактивной слюдосодержащей электромашинной изоляции выработать рекомендации по созданию новых электроизоляционных материалов с улучшенными диэлектрическими параметрами (с пониженным значением тангенса угла диэлектрических потерь при максимальной рабочей температуре), а также с высо8 ким значением коэффициента теплопроводности. Разработать и внедрить технологические процессы по созданию новых типов корпусной изоляции: с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов; с повышенной теплопроводностью и электрической прочностью для мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением.

Для достижения указанной цели представляется необходимым решить следующие задачи:

2. Изучить влияние структурных особенностей и химического строения слюдосодержащих композиционных материалов на диэлектрические и теп-лофизические характеристики системы корпусной изоляции.

Научная новизна работы.

Практическая значимость работы.

2. Совместно с ХК ОАО «Элинар» разработан, исследован и внедрен в производство в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» электроизоляционный слюдосодержащий материал (Элмикатерм 52409) с улучшенными электрическими свойствами, с применением которого разработана и внедрена в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» технология изготовления корпусной изоляции с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов с воздушным охлаждением.

3. Исследованы и внедрены в производство в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» электроизоляционные слюдосодержащие материалы с оптимизированной структурой (РогоГаЬ МЕ3434, Элмикатерм Т), предназначенные для создания высокотеплопроводящей изоляции статорной обмотки. Разработана и внедрена технология изготовления высокотеплопроводной изоляции статорной обмотки для турбогенераторов с воздушным охлаждением мощностью 220 МВт.

4. Изготовленные с использованием результатов, достигнутых в настоящей работе, головные образцы электрических машин с изоляцией,

10 имеющей улучшенные характеристики (гидрогенератор СВ 1182/300-48Т (395/438,6 МВА, 17 кВ) для ГЭС «Эль-Кахон» (Мексика) и турбогенератор с воздушным охлаждением ТЗФП-220 для Красноярской ТЭЦ), укрепили конкурентоспособность продукции ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург). Практическая значимость полученных результатов подтверждена актом внедрения их в ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург). На защиту выносятся:

1. Результаты исследований электрических и теплофизических характеристик различных типов термореактивной слюдосодержащей электромашинной изоляции, изготовленных методом гидростатической опрессовки и вакуум-нагнетательной пропитки.

11 благодарит за помощь в проведении исследований сотрудников ЦЗЛ ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург). Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

2. Четвертая международная научно-техническая конференция «Электрическая изоляция-2006», 16.05-19.05.2006, Санкт-Петербург.

3. 10th INSUCON International Conference, 24.05-26.05.2006, Birmingham, UK.

5. CIGRE SC A1&D1 Joint Colloquium, 24.10-27.10.2007, Korea.

6. XI Международная конференция Физика диэлектриков (Диэлектрики-2008), 03.06-07.06.2008, Санкт-Петербург.

8. Х1П Всероссийская конференция по проблемам науки и высшей школы, 18.05.2009, Санкт-Петербург.

9. VII Международная научно-техническая конференция «Элмаш-2009», 22.09-25.09.2009, г. Истра.

Заключение диссертация на тему "Исследование и разработка современных систем изоляции статорных обмоток высоковольтных турбо- и гидрогенераторов повышенной мощности"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана и внедрена в промышленных условиях ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» комплексная экспериментальная методика, основанная на использовании модельных, макетных испытательных образцов и элементов реальных статорных обмоток турбо- и гидрогенераторов, а также на последовательном применении серии традиционных и предложенных в работе тестовых методов, при помощи которых, выполнено систематическое изучение процессов старения различных типов термореактивной слюдосо-держащей изоляции высоковольтных турбо- и гидрогенераторов.

2. Установлено влияние химического строения пропитывающего лака, используемого для изготовления предварительно пропитанных изоляционных слюдосодержащих лент, на значение тангенса угла диэлектрических потерь корпусной изоляции при максимальных рабочих температурах.

3. Экспериментально установлена взаимосвязь коэффициента теплопроводности корпусной изоляции, изготовленной по разным технологиям (гидростатической опрессовки и вакуум-нагнетательной пропитки), от содержания эпоксидного связующего, что позволило оптимизировать технологических процесс изготовления корпусной изоляции высоковольтных турбо- и гидрогенераторов.

4. Показано и экспериментально определено влияние структурных особенностей комбинированной изоляции высоковольтных электрических машин (типа и толщины стеклянной подложки, типа эпоксидного связующего и мелкодисперсного твердого наполнителя) на теплофизические и диэлектрические характеристики.

5. Разработана достоверная, экономически доступная и удобная в применении, в том числе в промышленных условиях, комплексная экспериментальная методика, основанная на последовательном применении модельных, макетных образцов и реальных изделий, для выбора электроизоляционных материалов электромашинной изоляции с заданными электрическими и теп-лофизическими свойствами.

6. Разработан (совместно с ОАО ХК «Элинар»), исследован и внедрен в производство новый электроизоляционный слюдосодержащий материал (Элмикатерм 52409) с улучшенными электрическими свойствами, с применением которого разработана и внедрена корпусная изоляция с пониженными диэлектрическими потерями для мощных гидрогенераторов с воздушным охлаждением, а также технология ее изготовления.

7. Исследованы и внедрены в производство электроизоляционные слю-досодержащие материалы с оптимизированной структурой (Porofab МЕ3434, Элмикатерм Т), предназначенные для создания высокотеплопроводной изоляции статорной обмотки мощных турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением. Разработана и внедрена технология изготовления высокотеплопроводной изоляции для турбогенераторов с воздушным охлаждением мощностью 220 МВт.

8. Изготовленные в соответствии с результатами настоящей работы головные образцы электрических машин с изоляцией с улучшенными характеристиками (гидрогенератор СВ 1182/300-48Т (395/438,6 MB А, 17 кВ) для ГЭС «Эль-Кахон» (Мексика) и турбогенератор с воздушным охлаждением ТЗФП-220 для Красноярской ТЭЦ) укрепили конкурентоспособность, в том числе на мировом рынке, продукции ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» (г. Санкт-Петербург).

Библиография Азизов, Андрей Шавкатович, диссертация по теме Электротехнические материалы и изделия

1. Волков Э.П. Основные положения (Концепция) технической политики в электроэнергетике России на период до 2030 года// Энергетическая политика - 2007.- № 3.- С. 3-15 .

2. Пинчук Н.Д. Разработка и внедрение новых электроизоляционных материалов и систем термореактивной изоляции турбо-, гидрогенераторов// Электротехника.- 2003.- № 4.- С. 127-137.

3. Анализ энергоэффективности экономики и развития электроэнергетики России// Рынок электротехники. 2007. - № 1(5). - С. 25-37.

4. Bock A. Trends in Insulation Systems for Generator HY-Winding// CI-GRE. 2002. - Paris. - 11-102.

5. Житомирский А.А. Исследование высоковольтной изоляции крупных электрических машин в условиях, приближающихся к эксплуатационным. Л., Дисс. к.т.н., ЛПИ, 1979, 178 с.

6. Пак В.М. Усовершенствование термореактивной изоляции крупных электрических машин, Санкт-Петербург, Дисс. д.т.н., СПбГПУ, 2002, 300 с.

7. G.C. Stone. Electrical Insulation for Rotating Machines. John Wiley INC. - 2004. - 370 p.

8. Bartnikas R., Morin R. Multi-Stress Aging of Stator Bars with Electrical, Thermal and Mechanical Stresses as Simultaneous Acceleration Factors// IEEE Trans. Energy Conversion.- 2004.- v. 19 P. 702-714.

9. Gockenbach E. Review of Material Advances for High Voltage Electrical Machines// Proc. 8th Insucon Int. Conf. Berlin. - 2002. - P. 203-208.

10. Изоляция установок высокого напряжения// Г.С. Кучинский, В.Е. Кизеветтер, Ю.С. Пинталь. М.: Энергия, Атомиздат, 1987. 368 с.

11. Пак В.М., Трубачев С.Г. Новые материалы и системы изоляции высоковольтных электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 2007. - 416 с.

12. Grubelnik W., Roberts J., Koerbler B. A New Approach in Insulation Systems for Rotating Machines // EIC/EME Conference. Werndorf. - Austria. - 2005. - P. 239-245.

13. Петров B.B. Совершенствование изоляции турбогенераторов и крупных электрических машин, изготавливаемой по технологии вакуум-нагнетательной пропитки// Электротехника.- 2003.- №4. С.138 - 141.

14. Пинчук Н.Д., Кади-Оглы Е.Ф., Новожилов В.Ю. Современное состояние и перспективы развития энергетического электромашинного оборудования в ОАО «Силовые машины»/ЯХ Симпозиум «Электротехника 2030». М. - 2007.- д. 2.13.

15. Bruetsch R., Schwander R. New Insulating Materials and Techniques for the Automation of Roebel Bar Production// 15th International Conference on Electrical Machines, ISEM. Bruges. - Belgium 2002. - P. 262-265.

16. Фомин Б.П., Цейханович Б.Г., Виро Г.М. Технология крупного электромашиностроения. Турбогенераторы JL: Энергоатомиздат, 1981 — 392 с.

17. Викторжак Б.А. Современный способ изготовления обмоток с термореактивной изоляцией// Сборник «Электросила». 1982. - № 34. -С.70-77.

18. Nakayama A., Haga К., Inoue S. Development of Global Vacuum Pressure Impregnation Insulation System for Turbine Generators// Proc. World Geometrical Congress 2000. Kyushu-Tohoku. - P. 3253 - 3257.

19. VonRoll ISOLA, Electrical Insulation Material. Resin-Rich Insulation Systems for high voltage rotating machines // V.R.I. 2003. - 27 p.

20. Joho R. The Turbogenerator A Continuous Engineering Challenge// Proc. PowerTech 07 Congress. - 2007. - ID: 664

21. Hattori K. Performance Assessment Study of 250MVA Air-cooled Turbo Generator// IEE Japan, Papers of Technical Meeting on Rotating Machinery.-2002. P. 133-138

22. R. Joho. Hydrogen/Water-cooled Turbogenerators: A Mature Technology on the Move //CIGRE-2008. Paris. - Al-117

23. Sabater Y. World's Largest Air-cooled Turbogenerator in Operation. // Alstom Presentation. 2008. - 21p.

24. R. Brutsch. New High Voltage Insulation with Increased Thermal Conductivity// EEIC/ICWA Conf. - Chicago.- 1993. - P. 323-327.

25. Miller M.L., Emery F.T. Thermal Conductivity of High Voltage Stator Coil Groundwall Insulation// EEIC Conf.- Chicago.- 1997. - P. 619-622.

26. Miller M.L. Turbine Generator Stator Slot Thermal Conductivity// IEEE Conf. Elec. Insul. 1998. - P. 65-69.

27. Senn F. Improved Mica Insulation System for HV Rotating Ma-chines//Proc. DISEE. Casta-Pila.- 2006. - P. 113-116.

28. Marek P., Grubelnic W., Kobler B. High Performance Insulation Systems for HV Rotating Machines// X Int. Conf. Insucon. 2006. - P. 283-286.

29. C.Sumereder. Thermal and Lifetime Behavior of Innovative Insulation Systems for Rotating Machines// Proc. 2008 Int. Conf. on Elec. Mach. -2008. P. ID 0795.

30. Тари M. Система высоковольтной изоляции для турбогенераторов с увеличенной теплопроводностью// Тр. IV Межд. симпозиума Элмаш.-М. -2002. С. 102-104.

31. Tari М. Impact on Turbine Generator Design by the Application of Increased Thermal Conducting Stator Insulation// CIGRE 2002. Paris. -11-105.

32. Dal Mut G. New Insulation Systems for Upgrading Large Turbo generators Driven by Gas and Steam Turbines// Power GEN Europe. 2006. -P.2.

33. Дувакина Н.И., Ткачева Н.И. Выбор наполнителей для придания специальных свойств полимерным материалам//Пластические массы. -1989.-№11.-С. 46-48.

34. Наполнители для полимерных композиционных материалов. Спра152вочное пособие. Под ред. Г.С. Каца. Пер. с англ. Под ред. П.Г. Бабаевского. М: Химия, 1981. 726 с.

35. Годовский Ю.К. Теплофизические свойства полимеров. М.: Хи-мия.1976. 216 с.

36. Веттегрень В.И. и др. Температуропроводность антифрикционных полимерных композитов// Письма в ЖТФ. 2007.- т. 33.- № 20. - С. 22-27.

37. Takezawa Y. High Thermal Conductive Epoxy Resins with Controlled High Order Structure//Proc. 7lh Int. Conf. Prop, and Appl. Diel Mater. -2003,- S. 20-5.

38. Fukushima K. High Thermal Conductive Epoxy Resins with Controlled High Order Structure// 2004 Annual Report Conf. on Elec. Insul. and Diel. Phenom. 2004 . - P. 340-343.

39. Попов B.B., Чернышев H.H. Теплопередача и охлаждение в электрических машинах. Учебное пособие. JL: изд. ЛПИ, 1985. - 76 с.

40. Веселова Г.К.,. Житомирский А.А, Петров В.В., Шикова Т.М. Совершенствование изоляции слюдотерм для статорных обмоток мощных генераторов // Сборник "Электросила". JL: Энергоатомиздат, 1987. -№36.-С. 114-118.

41. Шикова Т.М. Исследование и усовершенствование технологии изготовления изоляции обмоток высоковольтных электрических машин// СПб., Дисс. к.т.н., СПбГПУ, 2007, 221 с.

42. Helgeson A. Analysis of Dielectric Response Measurement Methods and Dielectric Properties of Resin-Rich Insulation During Processing // Thesis PhD, Kungl Tekniska Hogskolan, Stockholm, 2000, 221 p.

43. Электрические свойства полимеров // Под ред. Б.И.Сажина М.: Химия. - 3-е изд. - 1986. - 224 с.

44. Шикова Т.М., Полонский Ю.А. Выбор параметров процесса термо-опрессования термореактивной высоковольтной изоляции статорныхобмоток электрических машин// Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2006. - № 2. - С. 72-80.

45. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. М.: Химия, 1982. - 232 с.

46. Кулаковский В.Б. Работа изоляции в генераторах. М.: Энергоиздат, 1981.-256 с.

47. Tanaka Т. Aging of Polymeric and Composite Insulating Materials// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. 2002. - v. 9.- P. 704-716.

48. Басовский JI.E., Протасьев В.Б. Управление качеством. М.: Изд. ИНФРА-М, 2002. - 212 с.

49. Kimura К. Progress of Insulation Ageing and Diagnostics of High Voltage Rotating Machine Winding in Japan// IEEE Electrical Insulation Magazine. 1993. - v. 9.- No 3. - P. 13-20.

50. Hudon C., Bartnikas R., Wertheimer M.R. Analysis of Degradation Products on Epoxy Surfaces Subjected to Pulse and Glow Type Discharges// IEEE Elect. Insulation. Dielec. Phenom. (CEIDP). 1991. - P. 237-243.

51. Morshuis P.H.F. Degradation of Solid Dielectrics due to Internal Partial Discharge: Some Thoughts on Progress Made and Where to Go Now// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. 2005. - v. 12. - P. 905-913.

52. Bartnikas R., Morin R. Multi-Stress Aging of Stator Bars with Electrical, Thermal and Mechanical Stresses as Simultaneous Acceleration Factors// IEEE Trans. Energy Conversion. 2004. - v. 19.- P. 702-714.

53. C.H. Койков, A.H. Цикин. Электрическое старение твердых диэлектриков. Л.: Энергия, 1968. - 186 с.

54. Vogelsang R. et al. Electrical Breakdown in High-Voltage Winding Insulations of Different Manufacturing Qualities// IEEE Electrical Insulation Magazine. 2006.- v. 22.- No 3 - P. 5-12.

55. Mason J.H. Discharges// IEEE Trans. Elect. Insulation. 1978 - v. 13,- P. 211-238.

56. L.A. Dissado. Electrical Degradation and Breakdown in Polymers. Peter Peregrines, 1992. - 601 p.

57. Montanari G.C., Marranti G., Simoni L. Progress in Electrothermal Life Modeling of Electrical Insulation During the Last Decades// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. 2002. - v. 9.- P. 730-745.

58. Ryder D.M. The Deterioration of Mica under the Action of Electrical Discharges// IEEE Trans. Power Appar. System. 1975. - v. 94.- P. 10131020.

59. Vakser B.D., Nindra B.S. Insulation Problems in High Voltage Machines// IEEE Trans. Energy Conversion. 1994.- v. 9.- P. 143-149.

60. Jia Z., Hao Y., Xie H. The Degradation Assessment of Epoxy/Mica Insulation under Multi-Stresses Aging// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation.-2006.- v. 13.- P. 415-422.

61. Kaufhold M. Interface Phenomena in Stator Winding Insulation -Challenges in Design, Diagnosis, and service Experience// IEEE Electrical Insulation Magazine. 2002.- v. 9.- P. 730-745.

62. Herburn D.M. Degradation of Epoxy Resin by Partial Discharges// IEE Proc. Sci. Means. Technol. 2000.- v. 147. - P.97-104.

63. Temmen К. Evaluation of Surface Changes in Flat Cavities due to Ageing by Means of Phase-Angle Resolved Partial Discharge Measurement// J. Phys. D. Appl. Phys. 2000.- v. 33.- P. 603-608.

64. Бобровская Л.Д. Разрушение электрической изоляции при длительном воздействии напряжения// В кн. Электрофизические проблемы применения твердых и комбинированных диэлектриков в технике высоких напряжений. Наука.: Новосибирск, 1974. - С. 22-39.

65. Hudon С., Bartnikas R., Wertheimer M.R. Analysis of Degradation Products on Epoxy Surfaces Subjected to Pulse and Glow Type Discharges// IEEE Elect. Insulation. Dielec. Phenom. (CEIDP). 1991. - P. 237-243.

66. Тагер. A.A. Физикохимия полимеров. M.: Химия. - 1978. - 544 с.

67. Wichmann A. Accelerated Voltage Endurance Testing of Micaceous Insulation Systems for Large Turbogenerators under Combined Stresses// IEEE Trans. Power Appar. System. 1977. - v. 96.- P. 255-261.

68. Gjaerde A.C. The Combined Effect of Partial Discharges and Temperature on Void Surface// Proc Conf. Elec. Insulation and Dielec. Phenom. 1997.- P. 550-553.

69. DiLorenzo M., Schifani R. Direct Interaction Between Partial Discharge and Temperature on Epoxies: Phenomenological Life Models// J. Phys. D. Appl. Phys. 2002. - v. 35.- P. 33-39.

70. Hudon C. Effect of Physico-Chemical Degradation of Epoxy Resin on PD Behavior // IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. 1995. - v. 2.- P. 10861092.

71. Srinavas M.B., Ramu T.S. Multifactor Aging of HV Generator Stator Insulation Including Mechanical Vibration// IEEE Trans. Elect. Insulation.- 1992.- v. 27.- P. 1009-1021.

72. А.И. Таджибаев Оценка состояния изоляции генераторов. Спб.: СПбГПУ, 2001. - 84 с.

73. Kimura К., Kaneda Y. The Role of Microscopic Defects in Multistress Aging of Micaceous Insulation// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. -1995. v. 2.- P. 426-432.

74. Wu K. Effect of Mechanical Vibration on the Behavior of Partial Discharges in Generator Windings// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. -2006.- v. 13,- P. 345-352.

75. Kim H.D. Electrical and Microstructure Properties of Large Turbine Generator Stator Insulations// Proc. Int. Conf. Solid Dielec. Toulouse. -2004. - P. 10-14.

76. Kim H.D., Ju Y.H., Rhew H.W. Effect of Aging on the Microstructure Evolution, Thermal and Mechanical Properties of Mica/Epoxy Composite// Proc Conf. Elec. Insulation and Dielec. Phenom.- Austin. 1999. - P. 537-541.

77. Shields A.J. Degradation and Breakdown of Mica under Partial Discharge Stressing// IEE Proc. Sci. Means. Technol. 2000. - v. 147. - P. 105-109.

78. Kelen A. Functional Testing of HV Generator Stator Insulation// CIGRE.- 1976. v. 1. - 15-03.

79. ГОСТ 6433.3-71 «Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении». Изд. Стандартов, 1971. 24 с.

80. Слуцкер, А. И. Об элементарных актах в кинетике электрического разрушения полимеров / А.И. Слуцкер, Ю.И. Поликарпов, B.JI. Гиля-ров // Журнал технической физики. 2006. - Т. 76. - № 12. - С.52-56.

81. International Standard "High-Voltage Test Techniques Partial Discharge Measurements" IEC 60270. - 2000. - 12 p.

82. ГОСТ 20074-83«Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов. Изд. Стандартов, 1983.-20 с.

83. IEEE Trial-Use Guide to the Measurement of Partial Discharges in Rotating Machinery// IEEE SA Standards Board, 2000. 55 p.

84. Evaluation of Electrical Endurance of Electrical Insulation Systems// IEC Publication, № 727-1, 1982

85. Recommended Practice for Voltage-Endurance Testing of Form-Wound Bars and Coils// Standard IEEE 1043-1989.

86. Шатунов E.C. Теплофнзнческие измерения в монотонном режиме. -Энергия, М.: 1972. 300 с.

87. Поликарпов Ю.И., Слуцкер А.И. Теплофизические свойства полимеров в области стеклования. Ленинград, гос.тех. университет, 1992.64 с.

88. IEC TS 60034-27 Rotating electrical machines Part 27. Off-line partial discharge measurement on stator winding insulation of rotating electrical machines. 2006-12

89. CFE W4200-23 Генераторы для гидроэлектростанций. Спецификация// 2004 12с.

90. Wichmann A., Grunewald P. Statistical Evaluation of Accelerated Voltage Endurance tests on Mica Insulation for Rotating Electrical Machines// IEEE Trans. Elect. Insulation. 1990. - v. 25.- P. 319-323.

91. Polak J., Studir J. Technical Data and Information to Tenders to Insulating Systems of Hydro Generator Winding// CIGRE SC Al. 2007. - p 17-24.

92. Hildinger T. Generator Presentation to CIGRE SC Al-Paris. 2008. - 53p.

93. Сушкова И.Т. Изоляция слюдотерм обмоток высоковольтных генераторов: автореф. дис. . канд. техн. наук / МЭИ. -М.,1968. 16 с.

94. Азизов А.Ш. и др. Влияние химического состава пропитанных слю-досодержащих лент на электрические характеристики корпусной изоляции высоковольтных электрических машин// Электротехника. -2005. № 3- С.3-6.

95. Азизов А.Ш., Андреев A.M., Костельов A.M. Исследование новых типов слюдосодержащих лент для изоляции высоковольтных электрических машин// Труды IV международной научно-техническойконференции «Электрическая изоляция-2006». Санкт-Петербург. -С.203.

96. Папков A.B., Мельниченко А.П., Пак В.М., Куимов И.Е. Новые электроизоляционные материалы для систем изоляции турбо-, гидрогенераторов и тяговых двигателей //Электротехника. 2005. - № 3.- С. 34-41.

97. Азизов А.Ш., Андреев A.M., Костельов A.M., Поликарпов Ю.И. Теплопроводность системы изоляции статорной обмотки мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением// Электротехника. -2009. № 3. - С. 10-14.

98. Hudon С. Study of Slot Partial Discharges in Air-cooled Generators// IEEE Trans. Dielec. Elect. Insulation. -2008. v. 15. - No. 6. - P. 16751690.

99. Вольдек А.И., Попов B.B. Электрические машины переменного тока: учебник для ВУЗов. Питер, 2007. - 349 с.

100. Безбородов A.A., Ковалев А.Г., Полонский Ю.А. Измерение теплопроводности электроизоляционных материалов, используемых в высоковольтных электрических машинах// Электротехника. 2009. -№3.-С. 15-19.

101. Папков A.B., Пак В.М., Куимов И.Е. Современные электроизоляционные материалы для систем изоляции вращающихся электрических машин// Электротехника. 2009. - № 3. - С. 4-10.

102. УТВЕРЖДАЮ Директор Филиаламашиныросила1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы Азизова А.Ш. «Исследование и разработка современных систем изоляции статорных обмоток высоковольтных турбо- и гидрогенераторов повышенноймощности».

103. Научно-технические решения, разработанные Азизовым А.Ш. позволили повысить конкурентоспособность продукции Филиала ОАО «Силовые машины» «Электросила» на мировом и отечественном рынке.

Похожие работы

Электротехника
05.09.00