1. Наука
  2. Видання
  3. Системи обробки інформації
  4. 4(155)'2018
  5. Определение механических напряжений в элементах крепления сердечников статоров турбогенераторов

Определение механических напряжений в элементах крепления сердечников статоров турбогенераторов

А.В. Строкоус
Системи обробки інформації. — 2018. — № 4(155). – С. 35-40.
УДК 621.313.322
Мова статті: російська
Анотації на мовах:


Анотація: В работе с использованием 3D-модели и программных комплексов SolidWorks и ANSYS выполнен расчет ЭДС, наведенных потоками рассеяния в зоне крепления сердечника статора турбогенератора к корпусу, рассчитаны электромагнитные силы, действующие на систему крепления сердечника, получена картина распределения механических напряжений в элементах узла крепления, возникающих при действии электромагнитных сил с частотой 50, 100 и 200 Гц. Указано, что необходимость проведения дополнительных исследований электромагнитных сил и механических напряжений в элементах крепления сердечника статора определена особенностями работы национальной энергетической системы («пики» и «провалы» энергопотребления, значительный износ электрооборудования тепловых электростанций и т.д.). Исследования проводились для турбогенераторов мощностью 200–300 МВт, которые являются практически единственными маневренными мощностями в энергосистеме Украины и часто работают на блоках тепловых электростанций в неноминальных режимах. Собранные автором данные о турбогенераторах, которые часто работают в неноминальных режимах, позволили утверждать, что они имеют более низкую надежность, чем турбогенераторы, которые работают только в номинальных режимах. В неноминальных режимах отмечено усиление вибрации, что, в свою очередь, приводит к появлению дополнительных дефектов в наиболее нагруженных элементах машин, в частности, в узлах подвески сердечника: появление на поверхности спинки сердечника отложений продуктов фреттинг-износа, ослабление и подвижность распорных клиньев, появление усталостных трещин в сварных швах и кольцевых ребрах рамы, отвинчивание гаек стяжных шпилек, обрыв шеек стяжных шпилек и т.д. Получено распределение механических напряжений по длине стяжной шпильки при различных частотах, выполнено сравнение с допустимыми значениями напряжений для используемых материалов крепления, сделаны выводы о возможности работы турбогенераторов в диапазоне рассматриваемых частот 50, 100 и 200 Гц. Подтверждена возможность компьютерного моделирования возникающих усилий в элементах крепления в различных режимах с целью прогнозирования их рабочего состояния с рекомендацией подтверждения на практике путем установки дополнительных датчиков.


Ключові слова: турбогенератор, стяжная шпилька, частота, электромагнитная сила, механическое напряжение, 3D модель, программный комплекс

Список литературы

1. Шевченко В.В. Определение технического состояния турбогенераторов для установления необходимости их ре-абилитации или замены / В.В. Шевченко, И.Я. Лизан // Системи озброєння і військова техніка. – 2015. – № 2(42). – С. 145-150.
2. Grüing A. Electromagnetic forces and mechanical oscillations of the stator end winding of turbogenerators / A. Grüing, S. Kulig // Recent Developments of Electrical Drives. – Institute of Electrical Drives and Mechatronics. University of Dortmund. – 2006. – Springer. – Р. 115-126.
3. Шевченко В.В. Прогнозирование эксплуатационного ресурса турбогенераторов по данным вибрационного кон- троля / В.В. Шевченко, А.В. Строкоус // Norwegian Journal of Development of the International Science. – 2017. – № 10. – Р. 78-83.
4. Moore W.G. Inspection, repair and rewind experience on large, air-cooled, high voltage generators / W.G. Moore, A. Khazanov // National Electric Coil. – 2010. – № 213. – P. 1-13.
5. Shevchenko V. Proposals for improving the technical state of turbogenerators in excess of the service life / V. Shevchen-ko // Modern Electrical and Energy Systems (MEES-2017 IEEE), Kremenchug, 2017. – P. 156-159. https://doi.org/10.1109/MEES.2017.8248876.
6. Кузнецов Д.В. Исследование электромагнитных сил, действующих на стяжные призмы сердечника статора тур-богенератора / Д.В. Кузнецов // Электричество. – 2006. – № 10. – С. 47-53.
7. Шевченко В.В. Режимы эксплуатации турбогенераторов с учетом требований устойчивости работы энергосис-темы / В.В. Шевченко. А.В. Строкоус // Энергосбережение Энергетика Энергоаудит. – 2016. – № 2. – С. 33-42.
8. Шумилов Ю.А. Уменьшение повреждаемости статоров мощных турбогенераторов, вызванных вибрацией в тор-цевой зоне / Ю.А. Шумилов, А.В. Штогрин // Электротехника и электромеханика. – 2014. – №1. – С. 37-39.
9. Qing G. Vibration analysis of large turbo-generator stator system / Qing Guanghui, Qiu Jiajun, Hu Yuah // International Conference on Power System Technology. October 13–17, 2002, Kunming, China. – No. 4. – P. 2168-2172. https://doi.org/10.1109/ICPST.2002.1047166.

Інформація про авторів публікації:
Бібліографічний опис для цитування:
Строкоус А. В. Определение механических напряжений в элементах крепления сердечников статоров турбогенераторов / А.В. Строкоус  // Системи обробки інформації. – 2018. – № 4(155). – С. 35-40. https://doi.org/10.30748/soi.2018.155.05.