автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.06, диссертация на тему:Исследования и разработки расщепленных токоведущих систем генераторных коммутационных аппаратов

САККТ-ПЕГЕРБУРГШЛ ГОСУДАРСТВЕККЛЯ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ДУРАШБВ ПЕТР ВАСИЛЬЕВИЧ

Щ 621.3.017.066.6:536.5.001.24

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ РАСЩЕПЛЕННЫХ ТОКОВДУЩХ СИСТЕМ ГРНЕРАТОРРЖ КОШУТАЦ'ЮННЬК АППАРАТОВ

Специальность 05.09.06 - электрические аппараты

Автореферат диссертации на соискание ученой .степени . кандидата технических наук •

Санкт-Петербург •' 1992

Работа выполнена на кафе аре "Электрические аппараты" Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Филиппов Ю.А. Официальные оппоненты - доктор технических наук Рубисов Г.В. : - кандидат технических наук

Вишневский С.И.

Ведущая организация . - Специальное проектно-конструкторское и

технологическое бюро Великолукского НПО "ЭЛВО".

Защита состоится " ^ " 1992 г> в /О цас-

на заседании специализированного Совета К 063.38.24 Санкт-Петербургского государственного технического университета по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отзыв на автореферат просим направить по указанному адресу на имя ученого секретаря Совета.

С диссертацией можно озианомить-л.в фундаментальной библио-. теке университета. '

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь специализированного Совета; кандидат технических наук

А.И.Тадкибаев

ОЕДМ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

. ' i • 1 ' '

Актуальность темы. Увеличение номинальных токов генераторных коммутационных аппаратов,привело к необходимости электромагнитного экранирования их токовепущих систем (TBC). Экранирование позволяет решить . ряд проблем, связанных со спецификой работы аппар, тов, устанавливаемых в главных цепях генераторов.

Ограниченность площадей для размещения коммутационных аппаратов и, как следствие, малые междуфазные расстояния приводят к неравномерному распределению тока в каждой фазе и увеличению потерь в TBC. Весьма опасной является возможность возникновения междуфазных корртких замыканий, которые, как правило, приводят к тяжелым авариям. Электромагнитное экранирование позволяет исключить воздействие сильных магнитных полйна обслуживающий персонал и очень существенно снизить тепловыделение от вихревых токов, в близлежащих ферромагнитных элементах строительных конструкций. Поэтому TBC генераторных аппаратов, разработанных и введенных.а эксплуатацию в последние годы, выпускаются в экранированном исполнении. Однако, конструктивные решения экранирующих систем свелись к; введению полностью замкнутых оболочек, ято явилось основной причиной ограничения уровня номинальных токов генераторных аппаратов с естественным охлаждением и привело к использованию дорогостоящих систем принудительного охлаждения. - • - Наряду о.экранированными генераторными аппаратами в практике достаточно широко используются аппарата о ТЁС открытого исполнения, идя которых характерны указанные выше недостатки. Отсутствие экранирования так же, как и применение.замкнутых экранов, ограничивает рост номинального тока, генераторных аппаратов с естественным охлаждением. ; Решение проблемы значительного увеличения номинального тока в генераторном аппаратостроении возможно при использовании расщепленных вкранов, обеспечивающих эффективный теплообмен без принудительного охлаждения. Учитывая, что расщепленные экраны могут быть встроены в действующие генераторные аппараты, задача изучения таких экранов и их конструктивной проработки становится очень актуальной.

. Система экранирования должна отвечать следующим требованиям: обладать раавитой.поверхность» «водоотвода как с наружной, так. к с внутренней поверхности, минимально ухудшать тепдоотвод расщепленной TBC,, ххеть киехий коэффициент добавочных потерь, сохранять габариты аппа-

pasa при уетдаовже в raasaot цешк rtaspsttspsz, «Лшу^им. дсетиочивй зд сигродттгуучссксй сгсйхоетш bjss орвдекаешв ""^"itr «жав «эропко-го заодаздия.

FöSora щрввскзкясь в угасим я и^ут"** rccjssfcrafisaiwc

ксяшхегссшх далешгх вщувш-Фехштоесхзх приграми no ffy'i'iii1' яаинешв гнеркотгвг в «иста создавая jrasegasrcgsBac кситаfarros va. 2& г&, ЗЮШ Л но развита® гвдияиергеящи в ест рзэрайдагазв ж гщдешга «акдагэ$5©-вягкеязЯ здеетршешамвсвяй тваа^гащштЛ smmgBSjpu для FÄ3C л morn F3C, а также s соотгвететшвв с ш«ии ¡бтщза fSSSGP шо пакам ". £ I3?ö/33 а2Ш34), Стес.рет.» ШШ.ШШЗ), ■

5 SSscíS Cixc-par-S «Ш0.СШ5Ш| » * 2Ш5ШtrapeeJt,. 5 22SSIÖ ïrac.aer-£ ВД&.ОШЕЗв).

¡гдйош ЯШЗШЕСЬ çaapsfirarsai щ иопицшшшир MfliriiMtwiawwr -■рггамгд.'уь ьцитакх рваетв® дтаг^ртчддиутд щаСЖбЕ» Л' TSSnEffi .

1 Jfjw^wMy ll^i'.i'rffi

XíE2S2J¿2 'nur^ üüjp JpftTi'lfífliiifffflfífíWBg' Щ 3)¿£|pffiSi&« Дтггг ДССИЕЯЗЗЗЩ ]

ССЕ&23ЩДС

шмйаш

ртсщбвасеввке ÏBC а дангдааае чшше ffteman Щр-ДЯг, еадддеаиа^вщв» реззпзаее цайш® рЕалиажк дяаюддисдишк шакщвигоа;

_ ^.цу ли^ивинчиидгмвт ястгчтщцаяаяиь Щ{1Щ)№СЗИ ЮТЩИИДНВЯта

рищрдгстшд ИВЕ, рЕЕжзааашж в gmaymamsoe ssgmet ■

— раэрвйятшь ai'rrccray расчея» гешиоЕаивж s «авсяеие "ЛВС —

дтамввв дгшпщнчпи'ннмв 1ВС яг згоушиет "

ше сбЕрвюпж, шавгокагиив: шгвшппвшваа щшаснкш- <■ ••'.;

тедпшв, '»щи» дтгжмм ШС с швдпдшже дикции 1)1»«виш уядаааив» .',.

Ветшая юшиашд циажшипвтш. щвдушинас в gaftww» дшстаед1 щ. С№-дз^щряи - '.' г.:- . \

I. ЕЬШДЧЕКШ адмчи'.ишЕВЬ -

адаймвва, да® мг^мдртщисуЕч; фзщм ривдапнанак USE /„ длшшфв® ДО Щ У„ Шгедотрттацп шпжшмя^. мтшттмт итвддна яа^шка. *

X ©шиЕчшашЕ. чшв цшшишна аицитня днпицтчттщис ИЭС я segffitœ ' цщзешщвг, шве ивяаняго, ж дшвшгаив яиндшяцив Д8Ш НДС» к s и^ЦцЬшИДмк «ацушак и ДРД зев

4L ¡¡¡¡щщиттв i

5„ Впервые пажучаш асяя температуры воздуха в каналах системы ТВС-экран, ■ сцряят вывода о структуре течения.

Долакеивя. вшосимае на заводу.

1. Эффективность применения расцепленных электромагнитных экранов ш сяльнотоадых генераторных аппаратах.

2. Экспериментальные результаты по нссаадокц'"п теашературкых полей на неделях, пакетах к натурные образцах расщепленных TBC я эк-ранее.

3. Расчетные методики для определения теплового режима TBC в рмцвповв экранах.

4. Интерпретация процессов теплообмена в сложных расщепленных системах ТВС-ехрвн.

Практическая данность. Исследования и разработки, связанные с применением расцепленных экранов, позволяют использовать такие экра-- ны в действующих на станциях генераторных аппаратах (особенно акту. ально это для ВВГ-20), что дает возможность простыми высокоэконо^гач-ныки средствами ресить ред проблем, возникающих при эксглуатации аппаратов с IBC открытого исполнения.

Созданный на базе СВ&ТУ уникальный стенд тепловых ::спи?гний стая основой для проведения исследований на моделях, макетах и натурнкх образцах генераторных аппаратов в развитие принятого направления по создают тсккостеннопрофильных расцепленных TBC, размеренных в рас-щеплентсс экранах, и внедрения разработанных конструктивных решений ■■» промшлеаности.

Установленные оптимальные соотнес!ения расцепленных TBC и экранов яаоли применение при разработке конструкций аппаратного генераторного комплекса для Саяно-Шупенской ГЭС, конструкции разъедините- . ■ яя иа 20000 А, конструкции воздушного выключателя ВВГ-20 с модернизированной TBC.

Разработанные расчетные методики позволяют проектировать генераторные «ппараты на весьма большие номинальные токи.

Вйапоеяи? результатов работы» Основные результаты работы ис-. подоомхксь:

Ш "Электроаппарат" при разработке аппаратного генераторного хомиекса КАГ-15,75 для Сеяно-Шушенской ГЭС;

' V Вшххолухским СПКШ НПО "ЗДВО" при проектировании серии р'азъе-диииталей на 20 kB 12500-20000 А;

v - 00 Тидропроект" при модернизации воздуиного генераторного MOtnxwm ВВГ-20 на 16000 А для Бурейской ГЭС.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всесоюзных научно-технических совещаниях и конференциях: "Эффективность комплексных научных исследований для Сшшо-ЯушенскоЙ ГЭС" (г.Ленинград, 1977 г., 2 доклада); "Реаение проблем Саяно-Шушенского гидроэнерго- ; комплекса " (г.Ленинград, 1986 г.);\"Пути повьшения. качества и надежности электрических контактов" (г.Ленинград, 19Ö6 г.); "Научные проблемы современного энергетического машиностроения и их решение" ; (г.Ленинград, 1987 г.); "Перспективы развития' высоковольтных аппаратов" (г.Ленинград, 1990 г.). ,. I -. -•. ..

Публикации. По результатам диссертационной работы имеется 9 публикаций, в том числе 2 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет ; 156 - страниц,' из которых машинописного текста 75 страннц, страниц с рисунками, 9 . страниц списка литературы,-включающего 79 наименований..

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, поставлена цель, сформулированы основные результаты1исследований и перечислены положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор р анализ конструкций генераторных аппаратов отечественного и зарубежного исполнений, действующих в . , энергоустановках, Главное внимание уделено конструктивным решениям ТЁС и экранов. Отмечаются основные-недостатки генераторныхаппаратов с TBC открытого исполнения иТВС, размещенных в замкнутых в кранах, Показано, что в обоих случаях, существуют ограничения роста номинального тока аппаратов с естественным охлаждением, что. приводит; к введению принудительных систем охлаждения. . . V-'■■''.', V

Учитывая тепловую направленность работы, в первой главе также проведен обзор методов расчета тепловых режимов расщепленных токове-дущих экранированных систем.; Впервые методика расчета незкранирован-ных расцепленных TBC в вида коробчатьк и близких им по форме профилей предложена Силпоповым U.A. в 1972 г. В дальнейявм она была уточнена в работах Петруценхова В.А. и Филиппов* B.A« s результате учета излучения с внутренней поверхности вдемейтой ТВС.Резуяътатм по свободной конвекции были прадстаалены в критериальной форме для диапа-

4 : / ■ .'•'"'■•'■л"'-

зонов параметров относительного зазора- Б » 0... 0,8 и чисел-Рэлея Ra. = 3,5« 10^.Петруценковым В.А. получены результаты численного счета ламинарной свободной конвекции для TBC, состоящей из 4-х протяженных элементов с сечением в виде дуг окрукностк, размеченных в замкнутом экране. Изучено влияние расположения элементов ТсС ка окрутаости при усилении теплообмена за счет конвекции в сравнении с теплопроводностью в 2 раза. Показано, что в исследованных условиях тепловой рехиы Т8С с центральный зазором слабо зависит от расположения элементов на охрукности. Этим se автором получено точное решение задачи излучения для протяженной TBC, состоящей из двух элементов с сечением в виде дуг, расположенных на окружности, что позволило оценить точность и обосновать применимость приближенных методов расчета излучения для расцепленных экранированных TBC. Обзор работ по- свободной конвекции Спэрроу И сотрудников показал, что существует весьма сложное взаимное влияниз нагретых элементов на их тепловые режимы. Влийяе расцепленного экрана на тепловой режим расцепленной TBC до сих пор не изучалось. '

По итогш обзора сформулированы конкретные задачи диссертационной работы xsx в обласга поиска конструктивного исполнения расцеплеа-ivjoi экранированные TBC, так и в области создания методов расчета теп-ло^гх ретдаов таких систем,

Втопэд глава посвта$на ояисзнта созданного с помощью автора стенда бояьзсй ысциоети для тепловых испытаний ч экспериментальному ис-слодовавэ моделей.

Перед агтсрсм.стояяа задача исследовать тепловые режимы расщеп-лснкис TSC з расцеплений! экране и создать на этой основа методики их расчета. Анализ сущестэуицих результатов показал, что модельной задачей а зтеч случгэ tserse? быть исследование TBC и экрана, состоящих даух прстяг.;нкых элементов с сечзниеи в виде дуг окружности (рис.1) и габаритными размерами, соответствукцти реальные TBC. Модели были изготовлены кз листогого адашиил маркл АДО толциной 1,4 ны. Диаметры моделей 300, 450, 600 а 900 мм, длина - 1,5 м. Исследовались как нескрэшекныз, так и скргаенныв модели. Степени черноты этих поверхностей изгярялясь с пскоцъа тераорадиоиотра TPU-I и равнялись & «0,14 и I « 0,87 соответственно. Температурное поле на повер^стя эле-кзктев а в охдазданчем воздухе измерялось хромаль-квпелевьки термопа-рвая. Ко»ффкщект добавочных потерь находился на основе эксперкмгн-: тадьио оа раделвкного рвйпрадвлеетя плотности тока по периметру зле' . ■ • -■■.•■.■.■•■ • 5

-100

80

60

40

20

-ä-TX

• / 1 ) \ \

ъ V V 5т=1 о. У

V, 1 Ц-

U • г

V_

\

ч«>__ --- —

■ 1

0,2

0,3

■

Рис.1. Зависимости превьаекия температуры TBC ( «= 0,1) от величины зазора экрана (£т=0,8? £S=0,I3) I - I . = 3000 А; 2 - I =. 3920 А; 3 - I = 5000 А 4 -• проведение температуры уединенной TBC при I = 3920 А.

ментов. Изучались как одиночные расщепленные TBC, так и экранирование замкнутым и расцепленным экраном. Относительные зазоры принимали сначския бт = 0; 0,1; 0,2; 6, = 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6. С ноксцьэ специальных мер, обеспечивались равномерное распределение'температуры 'по длине моделей.

Типичные-зависимости превьиения средней температуры TBC приводятся на рис.1. ■ , : •..-. :

Интегральное воздействие неокрашенного экрана на тепловой рстнм окраяенноЯ TBC проявляется следующим Образом. В случае 5Т = О дате при зазоре экрана = 0,4 превшение температуры ТБС, находящейся в экране, больше на 20% в сравнении с уединенной ТЬС. При бт = 0,1 и 0,2 эти значения равны соответственно 14% и Для сравнения при Бт = 0,2 эти числа принимал! значения 32;25% и Г7%. Следовательно, можно утверждать, что при 6Т = 0,2 и Gs = 0,'i влияние экрана на ТЗС слабое (оно соответствует ~ 3°С). Приведенные вьие значения соответствуют случав равенства токов 'Тт = 19 . Если ток в экрана равен нулю, то при 5Т : 5, = 0,1 превшение температуры ТБС падает на

Интегральное воздействие ТЗС на экран состоит в следующем. В случае неокрааенного экрана при Хт = 1э превшение температуры экрана возрастает по сравнении с уединенные экраном на 35р, для окрещенного ~ на 45$. Когда ток в ТЗС, размещенной внутри экрана, равен нули,, превшение температуры экрана снижается на 10$.

Изменение зазора TBC от 6Т = 0 до 0,2 при замкнутом неокрашенном экрана приводит к снижению превьгления температуры ТЗС ~ на ¿5%.

Влияние окрашенного кожуха, моделирующего приводное устройство внутри расцепленной окрашенной TBC, было положительным. «¿яхоиу&гьное снижение превышения температуры достигает Ю;5 при диаметр:: кс.т.уха, составляющем 70-80% от диаметра TBC.

Исследование температурного поля в схлаг-даощем воздухе псказаю его слояный характер (рис.2). Наличие скледок у профилей температур вблизи стенок соответствует существовании вихрзпх структур в этой Области. Визуализация течения с помощью струек дыма подтверждает наличие таких структур.

В глазе 3 используются широко распространенные методы теплообмена для поаученкл расчетных соотнесений, олисизасднх теллоотвод излучением и свободной конвекцией в расцепленных экранированных TBC.

Расчет теплоогвода излучением имеет ключевое значение для изучаемых систем. Во-первых, его доля в общем теплоотведе мо-^ет составлять от 10 до 8QJ в зависимости от геометрии и состояния поверхности элементов; во-вторых, только на основе расчета излучения кскно пьдс-лнть конвективную составл~:дуа теплообмена с цельп получения критериальных уравнений свободноконсективнсго теплообмена.'

Расчетные зависимости для теплоотвода излучения находятся на основа методов-эффективных потоков и"натянутьк нитей? Для системы, изображенной на рис.1, получен« следующие соотношения

Рис.2. Структура течения воздуха и температурное поде в канале ТБС-экран прй §т « 0,2; о,« 0,2, д1>срт=42'С, д1)срэ«19'С, От'О^и, Оз «0,6м.

о

(3)

е_ »5ь£| Г* + 1

> м м^Нп-т.^

«Гит. + ],

■ г , > ^«-Т» (1-Ьг) . ,

0-5.) + ], (6)

М

(4)

(5)

£ £ Р ' И 1 "I

(7),(8)

О'тНп-т. ' • . (9)

Здесь Ет - плотность результирующего потока кааучедоем» £ - степень черноты, " - угловые коэффициенты между поверхностями I и ■

| , й, - постоянная Стефана-Больцмана, - средняя температура поверхности элемента; индексы т , г , о - соответствую? 'Д5С, экрану, окружающей среде, айн - внутренней и наручной псгерхнсс-тш. ,

Угловые коэффициенты находились с помощью' метода "натянутых нитей! Дяя систем«, расщепленной на б и более элементов с сечением в вида дуг, расположенных на окружности, предлагаются следукцие простые соотношения

Ы ■ '

СЮ)

Теплоотвод свободной конвекцией находился в результате вычитания теплоотвода излуче1шеы из общего дкоулева тепла. На основе теории подобия критериальные уравнения для ТБС и экрана ищутся в виде

NaT-i0(fT1RoT).A> Mtt,«fe(§|lRa,)-B. (И

Здесь RaT и Ra3 - числа Рэлея, составленные по диаметрам с рупности TBC и экрана, А и В - коэффициенты, зависящие ог Бт , Б, RaT , Ra, . Естественно предположить, что взаимное воздействие экран и TBC при не слишком малом зазоре экрана ( б, * 0,05) слабо изменяет теплоотдачу одиночных TBC и экрана. Тогда А и В - коэффициенты, близ кие к I. Для одиночных TBC и экрана можно ожидать, что А= В= I, f0= f Полученная ранее зависимость

„ 0,509

N«.= C(S)Ra' ,

гг fv Y^V3 г i 1

справедлива для коробчатых профилей при Ra = 3,7.10^...1,?.ю'. Обработка результатов исследования моделей как окрещенных, T£ü£ к неокрашенных показала, что при S = 0,05...О,б эта зависимость таюг.е -верна при среднем квадратичном отклонении экспериментальных точек от расчетной зависимости (12) в 1% в диапазоне чисел Рэлея Ra =3,7.I0V - 6,3.I0ä. При 6 =0 С(0)

= 0,155 в отличие от коробчатых профиле! где С(0) = 0,164, что связано с влиянием формы TBC. . '

В связи со сложность» зависимостей А и В от параметров Бг , Ram , RaT и чрезвычайно большим объемом экспериментов, необходимы? для" их получения, автор ограничился исследованием сравнения конвективного теплообмена взаимодействующих мезду собой одиночных TBC и э> рана для практически водных значений параметров процесса.

На рис.З приводятся зависимости А и Ц_ от параметров геометрии.и режимов для типичного случая §т >0,2, 6S = 0,05...0,4, Наилучаив; условия для охлаждения TBC имеют место при Ü, » 0,4, кгм ■= 1,25. В интервале В, » 0,05...0,4 происходит монотонное возрастание А оч 0,94 до 1,25. Значение коэффициента В при этом изменяется от 0,84 д< 1,01. Для §т «О, f, «= 0,1 имеет место наибольшее усиленна теплоотдачи &max " I»32« '. • ' ; '

Анализ всех исследованных режимов позволяет сделать вывод, что диапазоны изменений коэффициентов равны А = 0,94...1,32, В»0,75...1,

А

10

0.75

,?.б 8.0

В

>1.0

0.г5

0.5

8.Ъ 8.5 8Л

Рис.3. Зависимости коэффициента А и В от параметров системы при бт = 0,2. I - б9 = 0,05; 2 - бэ = 0,1; 3-5, =0,2; 4 - 6, = 0,4; 5 - бэ = 0,6

2. ^-- —0

5 ^ —в- 1

Как и следовало ожидать, вид функций А и В от параметров 6Т , 6, , RaT , Ras сложный. . -

Такие результаты можно проинтерпретировать следующим образом. На элементы TBC расцепленный экран может воздействовать как козух, усиливая теплоотвод (эффект "тяги трубы") до 3Б то же время малый зазор экрана затрудняет движение воздуиннх факелов как ТБС, так и экрана. Обратное воздействие проявляется по-разному, йакел TBC может ухудшать конвекция экрана, но при больших числах Рэлея может и улучшать ее. .

На основе проведенных исследований предлагаются следующие реко-ыевдации по расчету теплового режима расщепленных одиночных и экранированных TBC.

Аля неэкранированных TBC, расцепленных на множество элементов, теплоотвод излучением рассчитывается по соотношениям (1)-(9) со значительными упрощениями. Конвекцию следует считать по соотношениям (12 для эквивалентной системы с сечением в виде двух дуг с центральным зазором и одинаковым окружным периметром. Зазоры рекомендуется выбирать таким образом, чтобы зазор в эквивалентной система tius равен

«г«. «0.2. ■■-•;.■.

Расщепленная TBC в замкнутом экране сводится к-эквивалентной схеме "труба в трубе". При этом эквивалентная ТВС-сплосная труба с' . таким же периметром. Наличие расщепления в реальной системе учиты-' вается для свободной конвекции усилением эквивалентного коэффициента теплопроводности при Ь 0,1 примерно в 1,5 раза. Излучение рас-, считывается по (1)-(9) для реальной геометрии..

В случае расцепления TBC и экрана на Z элемента, аналогичные исследованным моделям, расчет излучения проводится по (1)-(9). Конвекция рассчитывается по зависимостям (II), (12) с учетом А *= В = I. Намеренное занижение коэффициентов позволяет косвенно учесть сущест вующую неравномерность температуры по сечению TBC и экрана. Ее величина зависит от толщины элементов, их количества И шжат достигать десятков процентов.

Если используется расцепление на большое количество элементов, , то излучение считается с учетом (10), а конвекция - по ^налогии с предыдущим случаем, но для эквивалентных систем в указанном вше смысле как для TBC, так и для экраЯа. . ■

При размещении привода аппарата внутри TBC тепловой режим TBC ' -удушается на 10-11?. В тепловом расчете можно пренебречь этим уяуч-^

пение« с целы) компенсации неравномерности температуры в сечении.

В случае использования экранов в виде б и более труб тепловой расчет TBC и экрана проводится независимо друг от друга, как и для одиночных систем, охлаждаемых окружающей средой.

В работе также показано, что учет тепловыделения в электрических контактах весьма существенно влияет на тепловой режим TBC.

В четвертой главе приведены конструктивные разработки генератор-0 ньк аппаратов на большие номинальные токи с расщепленными электромагнитными экранами и.результаты экспериментальных исследований тепловое режимов макетов и натурных образцов выполненных разработок.

Опыт создания аппаратного комплекса КАГ-15,75 показал перспективность применения расщепленных TBC, размещенных а экране. Во-первых, экранирование позволило улучаить тепловой режим TBC на VA за счет исключения неравномерности распределения тока по элементам сечения, во-вторых, охлаждение экранов привело.к дополнительному снижению температуры TBC в результате усиления теплоотвода излучением. Кроме того, впервые было показано, что введение зазора в экране обеспечивает при прочих равных условиях более благоприятный тепловой режим TBC, чем наличие высокого давления в полости замкнутого экрана.

В главе приведены результаты экспериментальных исследований разработанной конструкции TBC с шогоэлементныы экраном воздушного выключателя ВВГ-20, Показана возможность повьпения номинального тока аппарата без использования принудительных систем1охлаждения на 40%, . Результаты проведенных исследований на моделях расщепленных TBC и экранов послужили ооновой при проектировании конструкции разъединителя на номинальный ток 18000 А, Исследования макета TBC и экрана разъединителя подтвердили правильность выбранного нвправления в части использования тонкостенных профилей при конструировании генераторных аппаратов на токи 12500-30000 А и выше.

В сильноточных генераторных аппаратах с расщепленными TBC необходимо учитывать воздействие продольных сил, возникающих при протекании токов короткого замыкания. Приводится конструкция разработанного коммутационного аппарата на большие токи с компенсацией про-дояьньк усилий, позволяющая исключить аварийные ситуации из-за по-лием изоляторов!. .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Í, В работ» paseKä поисковая проблемная задача» миевцая бмым для C0sep£(é«CT»6s®«Â и развития генераторных ксюдггациа Hief шифаяй», К6Х уегшойшвш в ремькю: юерпмбмхпк страны, ««к к разрабатываема* на бояшт яавашыш tona,

Z* Для ртшхя в*ой задачи б идо создана необходимая експерш Чй&ьтл я ясследоз&гедьскйя база, сгаавая основой действующего а ««стояще время наиболее мсщиогв в Росою ствзда башюа «оков, ш КОТОрОМ ар«6<5ДеК« СПредеЛЯЩИв исследования по данной роботе и opt мде натурные тешгоод» исследования аппаратов и токосроеодов по 9» казш зл öJfipctexKH едских предприятий к крупных аиергетических обы тов и Бурейская Г&С).

Сдеовибй кяпрюаеиностьв работ к ее цаяьс сга«о исследова путей и способов введения электромагнитного »кржировакия в генер торных аппаратных комвлехсах для Салио-^увенсксй ГЭС «а 20 к8 и и мюшьнда токи 2Ö500 и 3ÖOOO А, равно как и в устаноалс;в:ж tu m гш станциях воздуанде генераторных выключателях на 20 «В, 12500 20ÛÛÔ А типов В&-20 и ШГ-20, характеризующиеся вертикально рубяц движением коса главной токоведущей системы аппарата, Эти задачи р яеиы » работе путем применения расцепленных злеятромдгиитиых экра ко«, кх исследований ка моделях« макетах к натурных образце;. . ;

4» На основе ехспьримемталного исследования тепловых режимов расцеплении* TSC, р&яищатм s расцепленном »кране« доказана «фф тивиость использования методов теории подобиям приближенных мете расчета нмученм для таких систем. В «тон случае расчет всехеле tos необходимо проводить независимо друг от друга для свободной я мкция и с учете« их взаимодействия дм иалучеяия. :

6. Установлена применимое» критериального уравнения дм свой коконввхтивиого теплообмена расщепленной коробчатой скстемы( 8а, • для TBC с сечением в вндедуг слитности ( i

6« Установлено, «»о мшшчоф влияние ресцеолеюшх ОС я expat приводи?« какяравило, к усиятот хшвехцйи TBC вследствие вффеэт "тяги трубы\до ЗОЯ к к сиижекив конвекции • крана до

, ?* Впервые получены ясли теимрагур в воедухе, обтекавцвмра* далвиш* 2ВС я »храи, свидетельствующие о халиххх турбулентных ] рема структур вблизи профилей, которые подтверждаются также дым;

yamaw® шттл.

&. Отечаегся, «ms fas*одяю« щхъ&хяяъ уъгрШягяа «кларета тр» рййцешюакой USC укутш «в теалэдой peow, й&ксимагьиое «ив-вв тшщщ/фи яасшжмл вр* «©и«®«а8и диадатрое яриаэдной тш » Ж 0,7-0,8 я рвам Ш.

9, ЗштУЕпмгетюыине »©йяадаиаяия я» люделда « .макетах раетеогея-: 1ЭС я ягршю тяхаажя рештш>в&ть m ¡раедешюше ш 2 я ^сдаеео малюя € ошэжешш еутщкш зазора* 5/Í * Q,2 для ÏBC л 5/3 ~ * да» »¡tçassa.

IÖ, жегщтекттшлв pssQpwtant яспаи>.;и>»аны яри раз-

$опм ашярвшзг® юшзяякс» «ie «яервые öuw этедяиы

иишмиимр. »грвяа,, щ» р&рш&мт мтержирряжг&й 1ЬС « ¿даогоэде-тш эярвюшсямюаяге» ааддаоаебс® шгарадтедя я ISC -серки

«едивтажЯ я»®йеи ШЗФ-ЙШЭ А,

арйвгдоияга» «витаи» »««»здфиаии жвпяюгея основсй дая дадьией-!Г® «гучважв тшищ факторов на геоласбмен » «лшньж

стек {иещжсякавш! TSC - рйвдеаваакый «крал.

яи> Kswe диссертации

I« ¡&яаа»аниаа1 шж ¡psraatñ» генераторных .комиутадаонних ,аа-вриг®» ш фхшшххх. наедаваг/ ШВДуравт.» Д»£«.Моисе~

в х да»// I^^WM^BSEgnwíwí^^í^tj^^w^ "¿ффегсявн^гг. «ошлекс-¡х «дгсии ювотедяиаиив да« (йэтЫЦутмкжо.й ISA1*.. - 2L.í .1977. -

.jss-sssu •''

PtofBKÊsss» вщвдуюзтШ «kämm уааъаддашжбт,« «а £0009 i/ А%®аи»* iMÍJüaigip»»* SUUtommnM//

врввдии "^¡фаааждааиа» явшояаяшк :««уч«ьк яосаедшвний дая "Садао-рраявавШ IW. —JIU--: - «ЛШ-Ш,

& IX. ШШ> Ш <Ш Зй/Stè 8вйш&.вшьтнь& мммут.ационный «такт №» ЙЯ&тие «585«/ СМГуЮвф* ®,А,ЙШШПП0в// Sasaau ЙЫв£®гаав«» - ЗД

4» ¡йвоаздеаав»© дапвмавюя® дажиадгошй дастемы даегарсмтюжнст,® я®аии$авямтя авш»ЕИЯНяг® ¡южоадксв/

1ЙйДтгаав» ДЛШааюи// :научнр-*сехн,:совещй-

ш "%вв аговииаи» юншааа « «адекносза! -мек^дачвскк*; ¡квккаш»1'«-H.S ш, - ииШ-Ш. - .

Su <Ssam am «мадрмк «bwi««s яяжяюмжй я í^neawtf шй^^

тов и токопроводов на длительные токи до 70000 А/ Г.Н.Александров, П.В.Журааиев, М.Б.Ыоисеев, Б.А.Филиппов// Тез.докл.Всесоюзной науч-но-техн.конференции "Научные проблемы современного онергетичеокого машиностроения и их решения"• - Л,: 1987, - с. 102-103.

6; Тепловые испытания многоамперного электрооборудования Саяно-Шушенской ГЭС/ Г.Н.Александров, П.В.Иур&вдев, М.Б.Моисеев и др.// В сб."Решение проблем Сално-Шупенского гидроэнергокомплекса". - Д.: Энергоатомиздат, 1987. - с.380-384,

7. A.C. I4659I Н 0IH ЗВ/00, Высоковольтный коммутационный аппарат на большие токи/ П.В.Йуравлев, Б.А.Филиппов// Открытия. Изобретения. - 1989. - »и. '.-.;.-': /-. .

8. Модернизация воздушного генераторного выклвчателя ВаГ-20/1250 /Б.А.Филиппов, П.В.Журавлев, Л.Р.Шидейко// Тез.докя.научно-техн,совещания "Перспективы развития высоковольтных аппаратов". - Л,: 1990, с.73-74,

9. Исследования тепловых режимов генераторных коммутационных аппаратов на физических моделях/ Д.В.Куравлев, А.С.Какурвд, М.В.Моисеев и др.// Тез.докл.научно-техн.конференции "Эффективность хокпдвхс-ных научных исследований для Саяно-йуаенской ГЭС", - Л.: 1977, - . . о. 179-180. ' •'-:'

Подписано к печати IV. Qi/ . 'ñipa« 100 экз.

Заказ &Ъ2> ..■ • "v Л Бесплатно '•■:":■

Отпечатано на ротопринте СПбГТУ ■ V

I9S25I, С«о»-Летв^^г, .Полктехнйчвокм;згя..» 29