Повреждения обмотки ротора

Замыкание на землю в одной точке обмотки ротора не оказывает влияние на нормальную работу генератора, так как ток в месте повреждения не проходит, а симметрия магнитного потока ротора не нарушается. Однако наличие одного замыкания на землю в цепи возбуждения представляет опасность для генератора, так как в случае появления второго замыкания на землю часть обмотки ротора оказывается замкнутой накоротко. Особенно это опасно для явнополюсных синхронных машин (гидрогенераторов и синхронных компенсаторов).

При замыкании на землю в двух точках обмотки ротора из-за несимметрии магнитного потока появляется сильная вибрация.

Появление дуги в месте замыкания приводит к повреждениям обмотки и стали ротора. Поэтому на гидрогенераторах предусматривается защита от замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения, которая действует на сигнал, а защита от двойных замыканий на землю не устанавливается. При появлении сигнала о замыкании в одной точке цепи возбуждения дежурным персоналом должны приниматься меры по скорейшему выводу генератора из работы для устранения замыкания на землю. На мощных гидрогенераторах эта защита должна действовать на отключение.

Неявнополюсные генераторы (турбогенераторы) в большинстве случаев могут некоторое время работать при наличии замыкания на землю в цепи возбуждения без существенных повреждений. Поэтому турбогенераторы при появлении замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения, как правило, остаются в работе и на них устанавливается только защита от двойных замыканий на землю. Эта защита выполняется с действием на сигнал на генераторах с косвенным охлаждением обмотки ротора. На мощных турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмоток ротора защита от двойных замыканий на землю в цепи возбуждения выполняется с действием на отключение.

Замыкание на землю в двух точках обмотки ротора фактически является витковым замыканием обмотки ротора, поэтому отдельная защита от витковых замыканий на генераторах не предусматривается.

Ненормальные режимы

Генераторы должны эксплуатироваться на номинальных параметрах указанных на заводских табличках (паспортах) или с отклонениями от них, но в допустимых пределах.

Номинальный режим генератора – это режим, при котором обеспечивается номинальная мощность при максимальном к.п.д. (Номинальная мощность генератора – это длительная мощность, при которой обеспечивается наиболее экономичный и оптимальный режим по всем параметрам генератора: напряжениям статора и ротора, токам статора и ротора, температурам обмоток и активной стали статора и ротора, максимальный к.п.д и ).

Перегрузка по току статора током больше номинального также как и внешние, по отношению к генератору к.з., вызывают перегрев обмотки статора и могут привести к её повреждению, если температура нагрева превысит предельное значение опасное для изоляции.

З

ависимость допустимой длительности перегрузки t_доп от кратности тока генератора I_г к номинальному току I_ном приведена на рис. 7‑1.

Рис.7-1. Зависимость допустимой длительности перегрузки t_доп от кратности тока статора к номинальному току генератора.

Современные мощные генераторы выполняются с непосредственным охлаждением обмоток, в которых охлаждающая среда циркулирует внутри токоведущих стержней, благодаря чему обеспечиваются лучшие условия охлаждения и более высокие плотности тока. Конструкция генераторов с непосредственным (форсированным) охлаждением такова, что они допускают значительно меньшую перегрузку, чем генераторы меньшей мощности с косвенным охлаждением.

Данные, определяющие длительность симмметричной перегрузки генераторов по току статора приведены в таблице 7-1.

Продолжительность перегрузки, tдоп, мин.	Кратность перегрузки статора			Продолжительность перегрузки, мин	Кратность перегрузки статора
	с косвенным охлаждением обмоток	с непосредственным охлаждением обмоток			с косвенным охлаждением обмоток	с непосредственным охлаждением обмоток
		водой	водородом			водой	водородом
60	1,1	1,1	-	4	1,3	1,3	1,2
15	1,15	1,15	-	3	1,4	1,35	1,25
10	-	-	1,1	2	1,5	1,4	1,3
6	1,2	1,2	1,15	1	2,0	1,5	1,5
5	1,25	1,25	-

Таблица 7-1