发电机线棒换位知识

线棒有哪些换位方式 各有什么特点
答:一般比较传统而常用的是360°换位,即线棒内的每根导线通过槽部直线段进行编织旋绕换位后,在线棒直线段的另一端回到换位前相同的位置.360°换位方式在线棒端部没有换位.由于定子绕组端部漏磁通的关系,端部各股线处于电机端部磁场的不同空问位置,也将感应不同的电势,造成各股线感应电势不平衡.各股线内仍有环流流过,引起端部附加损耗增加.因此,为解决这个问题,又有了其他的不同角度的换位,根据导线编织换位后的空间角度,还有540°,312°,360°加直线段空换位等换位方式.如根据一些电厂的试验表明,312°,329°等不完全换位就优于360~换位.这种不完全换位利用各股线在槽部感应电势的差异来抵消端部漏磁场在线棒端部所感应的不同电势,从而使线棒各股线问的环流降低,以减小线棒端部损耗;但线棒的绕制工艺相对比较复杂.540°换位就是在线棒除在直线段360°换位后还在线棒端部继续换位或槽部540°换位而两端部不换位.线棒内股导
线各种换位方式示意图见图2-6.
图2—6线棒内股导线各种换位方式,下意图
水轮发电机一般多采用360°(或小于360°)的换位,汽轮发电机多采用540°换位.


什么是换位 什么是"罗贝尔线棒"
答:所谓"换位",即线棒内部的多根股导线在线棒直线段进行交叉换位,通过导线空间位置的改变,使各股线交链的磁通尽可能均衡,产生基本相等的感应电势,以消除线棒内的内部环流,降低线棒损耗.可见,组成线棒的每根股导线并不是与线棒长度等长的直线,而是略长,因要在线棒直线段进行编织换位.这种进行了编织换位的线棒称为罗贝尔线棒,也即编织线棒(典型的罗贝尔线棒编织接线见图2-5).目前,大容量的发电机均采用这种线棒.
罗贝尔换位的标准定义是:组成线棒的股线排成两列,各股线在铁芯全长范围内依次以相同的间隔两次由一列跨越到另一列,并按一定的规律加以编织使每一线股占据两列中的所有垂直位置.
图2.5典型的罗贝尔线棒编织援线
在水内冷的发电机线棒中,线棒内带有冷却水管,基于同样的道理,无论这些水管是否参与导电,也需要与实心导线一样进行编织换位.

什么是涡流 什么是集肤效应 发电机线棒如何克服涡流和集肤效应
答:当交流电流通过导线时,在导线周围产生交变的磁场.处在交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流,由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路,形似水的旋涡,所以称做涡流.因为金属导体电阻很小,因此这种感生电流很大,造成发热损耗.
在直流电路内,均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的,而当交流电通过导线时,由于交变磁场的作用,在导线截面上各处电流分布不均匀,中心处电流密度小,而越靠近表面电流密度越大,这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应).集肤效应的原因也是因为涡流的存在.交流电的频率越高,则集肤效应越严重.此外集肤效应也使得线棒内部的导线载流能力下降.
发电机的线棒截面都比较大,涡流和集肤效应都会使线棒造成严重的发热,所以克服发电机线棒发热的办法是将线棒内的导体设计成由若干股相互绝缘的细小导线并联组成.如某发电机其设计的支路电流为2000a,其每根线棒由44股2.5×8mm规格的双玻璃丝包线并联并经换位编织而成.


什么是循环电流 发电机线棒如何克服循环电流引起的损耗
答:定子绕组的线棒是由多股相互绝缘的导线组成的,线棒放置在线槽中,由于每根导线所处的位置不一样,则其所交链的磁通也不一样,故感应的电势也不一样.由于组成线棒的各根股线在线棒两端是并联在一起的,因而会在单根线棒内产生环流,引起附加的发热和损耗,这个环流称为循环电流.由循环电流引起的附加损耗比集肤效应产生的附加损耗大得多.因此,发电机线棒通过内部导线换位来减少这种由循环电流引起的损耗.

定子绕组端部为何需要绑扎 其结构是怎样的
答:发电机定子绕组在运行时,绕组的端部将受到电磁力的作用.非正常运行特别是在外部短路或开关非全相等故障情况下,绕组端部要承受很大的径向交变电磁力,其频率是两倍电流的频率.电动力引起绕组线棒间的机械力作用,若端部固定不良,可能使线棒发生位移或变形,造成绝缘损伤.因此,端部也必须良好固定,以防止绕组端部损坏.
端部固定用无纬玻璃丝带将口部垫块,斜边垫块,端箍(也称支持环)牢牢地与线棒绑扎在一起,然后浸胶处理,绑扎,固化后成为一个整体.同时端箍通过支架与定子机座固定在一起,见图2一13.
线棒出槽口部位也是受电磁振动较大的部位,固定不当容易因绝缘磨损而损坏线棒.槽口垫块也是采用双斜块结构,一般多固定采用适形毡工艺将其固定在两线棒之间.斜边垫块
图2一13端部金属端箍的绑扎固定
主要加强绕组端部斜边的机械强度.口部垫块和斜边垫块均采用绝缘垫块如环氧酚醛层压玻璃布板等.