一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電機技術領域，屬于電氣工程領域，尤其設及一種提高核電發電 機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子結構。
【背景技術】
[0002] 核電汽輪發電機是我國的重大裝備，大型核電汽輪發電機功率較大，功率等級通 常在IOOCMW及W上；定子電壓等級通常為24kV和27kV的高電壓，發電機定子額定電流高 達幾萬安培。核電汽輪發電機較高的電磁負荷與熱負荷制約核電汽輪發電機容量的提高。 核電汽輪發電機定子線圈的絕緣直接關系到發電機的運行可靠性、壽命和技術經濟指標。 因為核電汽輪發電機的定子線圈在運行中，要長期經受高電壓、高溫、交變電磁力等諸多因 素的作用。高電壓的作用是使絕緣介質隨時間延長損耗加大，加速絕緣老化，從而容易引起 電暈、電腐蝕、甚至引起放電，造成運行中的核電汽輪發電機短路和絕緣擊穿。當溫度變化 時發電機定子絕緣受拉伸和壓縮的熱應力；同時絕緣長期處于發熱體中，溫升過高會加速 絕緣老化。
[0003] 對于汽輪發電機高電壓的定子端部繞組，漸開線之間有相當高的電位差，同相內 的漸開線電位均勻分配，而相間的漸開線之間電位差較大，所W現有的大型發電機容量 600MW及W上的定子線圈端部漸開線之間和鼻端接頭設計為異相間距比同相間距大。設計 時往往采用沒個相組線圈跨距微量遞減或長度轉彎口的變化，使異相間的線圈間隙大和鼻 端接頭距離增大，而同相間距均勻。然而運種結構，整臺定子線圈在制造中需要多套模具， 較為復雜。因此，開發一種提高核電發電機絕緣壽命，同時簡化繞組制造模具的新型大容量 核電汽輪發電機定子結構至關重要。
【發明內容】
[0004] 本實用新型需要解決的技術問題是如何提高核電發電機定子繞組絕緣使用壽命， 同時簡化發電機定子繞組制造模具，保障核電汽輪發電機安全、穩定運行。
[0005] 為了解決W上技術問題，本實用新型公開了一種提高核電發電機絕緣壽命的周向 非均勻開槽的定子，通過在發電機定子鐵忍周向非均勻開槽，實現發電機定子同相繞組間 距小于異相繞組間距，有效防止絕緣老化，避免電暈、電腐蝕及放電等造成運行中的核電汽 輪發電機短路和絕緣擊穿事故的發生，提高發電機定子繞組絕緣使用壽命。此外，在定子較 大齒上開設軸向通風孔，提高發電機定子大齒和輛的冷卻效果。
[0006] 本實用新型所公開的一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子可 W有效地解決W往異定子均勻開槽時為了抑制端部繞組電暈而采用多套模具繞制線圈使 定子繞組漸開線形成不等間距的巨大缺陷，提高發電機定子繞組的制造效率。
【附圖說明】
[0007] 當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所說明的附圖用來 提供對本實用新型的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實 用新型的不當限定。
[0008] 當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新 型W及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一 步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用 新型，并不構成對本實用新型的不當限定。
[0009] 圖1為適用于單層繞組的發電機非均勻開槽的定子；
[0010] 圖2為適用于雙層繞組的發電機非均勻開槽的定子；
[0011] 圖3為適用于雙層繞組的發電機非均勻開不同深度槽的定子； 陽01引圖4為同相槽和異相槽內上、下層繞組與層間絕緣。
【具體實施方式】
[0013] 參照圖1-4對本實用新型的實施例進行說明。
[0014] 為使上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對 本實用新型作進一步詳細的說明。
【具體實施方式】 [0015] 一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的一種提高核電發電機 絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子，在定子鐵忍1沿周向方向開設非等跨距分布的矩形槽 2。
【具體實施方式】 [0016] 二：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的采用單層繞組的 發電機定子，相鄰極相組槽之間齒寬m大于同一極相組槽之間齒寬n，同一極相組槽之間齒 寬n相等；相鄰極相組槽之間定子齒3中屯、線上開設軸向通風孔4-1，實現對相鄰極相組槽 之間定子齒3和定子輛5進行冷卻。
[0017]
【具體實施方式】結合圖2說明本實施方式，本實施方式所述的采用雙層繞組的 發電機定子，同相槽2-1之間齒寬G小于異相槽2-2之間齒寬H，任意相鄰的同相槽2-1 之間齒寬相等。相鄰極相組槽之間及異相槽之間的定子大齒9中屯、線上開設軸向通風孔 4-2,對相鄰極相組槽之間及異相槽之間定子大齒9和定子輛5進行冷卻；W定子54槽、按A-Z-B-X-C-Y60度相帶劃分、繞組節距為23為例，定子槽逆時針方向編號為#1-#54 槽（A-A)、# 10-# 14 槽（Z-Z)、# 19-#23 槽（B-B)、#28-#32 槽（X-X)、#37-#41 槽（C-C)、#46-#50 槽（Y-Y)的槽間距小于 #6-#9 槽（A-Z)、#15-#18 槽（Z-B)、#24-#27 槽（B-X)、#33-#36 槽 (X-C)、#42-#45 槽（C-Y)、#51-#54 槽（Y-A)的槽間距。
【具體實施方式】 [0018] 四：結合圖3說明本實施方式，本實施方式所述的雙層繞組的發電 機定子，根據具體需要，除了同相槽2-1和異相槽2-2設置為相同結構，還可W將異相槽2-2 槽深設置為大于同相槽2-1槽深的結構，進而使得異相槽2-2的上層繞組6-2和下層繞組 7-2之間的層間絕緣8-2厚度大于同相槽2-1的上層繞組6-1和下層繞組7-1之間的層間 絕緣8-1厚度；同相槽2-1的上層繞組6-1與異相槽2-2的上層繞組6-2尺寸相同；同相槽 2-1的下層繞組7-1與異相槽2-2的下層繞組7-2尺寸相同。
【具體實施方式】 [0019] 五：結合圖4說明本實施方式，本實施方式所述的不同槽深度的雙 層繞組發電機定子，定子相鄰極相組槽之間及異相槽之間的定子大齒9中屯、線上也開設軸 向通風孔4-2,實現對定子大齒9的冷卻。
【具體實施方式】 [0020] 六：結合圖1-2說明本實施方式，本實施方式所述的單層繞組和雙 層繞組等槽深非均勻開槽的定子制造時只需采用一套或兩套模具，定子等槽深非均勻開槽 結構在解決防止電暈的同時，可W極大地降低定子線圈制造模具的復雜程度，避免傳統定 子均勻開槽時為了抑制端部繞組電暈而采用多套模具繞制線圈使定子繞組漸開線形成不 等間距的巨大缺陷。
[0021] 雖然W上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解， 運些【具體實施方式】僅是舉例說明，本領域的技術人員在不脫離本實用新型的原理和實質的 情況下，可W對上述方法和系統W及定子冷卻結構的細節進行各種省略、替換和改變。例 如，合并上述方法步驟，從而按照實質相同的方法執行實質相同的功能W實現實質相同的 結果則屬于本實用新型的范圍。因此，本實用新型的范圍僅由所附權利要求書限定。
[0022] 表1定子槽內上下層繞組所屬相帶（54槽，節距23)
[0023]
【主權項】
1. 一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子，其特征在于：核電發電機 定子鐵芯（1)的矩形槽（2)沿周向方向為非等跨距分布。2. 根據權利要求1所述的一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子，其 特征在于：對于采用單層繞組的發電機定子，相鄰極相組槽之間齒寬（m)大于同一極相組 槽之間齒寬（n)，同一極相組槽之間齒寬（η)相等；相鄰極相組槽之間定子齒（3)中心線上 開設軸向通風孔（4-1 )，對相鄰極相組槽之間定子齒（3)和定子輒（5)進行冷卻。3. 根據權利要求1所述的一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子，其 特征在于：對于采用雙層繞組的發電機定子，同相槽（2-1)之間齒寬（G)小于異相槽（2-2) 之間齒寬（H)，任意相鄰的同相槽（2-1)之間齒寬相等；相鄰極相組槽之間及異相槽之間的 定子大齒（9)中心線上開設軸向通風孔（4-2)，對相鄰極相組槽之間及異相槽之間定子大 齒（9)和定子輒（5)進行冷卻；以定子（54)槽、按（A-Z-B-X-C-Y) 60度相帶劃分、繞組節 距為23為例，定子槽逆時針方向編號為（#1-#54) ;(#1-#5)槽（A-A)、（#10-#14)槽（Z-Z)、 (#19-#23)槽（B-B)、（#28-#32)槽（X-X)、（#37-#41)槽（C-C)、（#46-#50)槽（Y-Y)的槽間 距小于（#6-#9)槽（Α-Ζ)、（#1δ-#18)槽（Z-B)、（#24-#27)槽（B-X)、（#33-#36)槽（X-C)、 (M2-M5)槽（C-Y)、（#51-#54)槽（Y-A)的槽間距。4. 根據權利要求3所述的一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子，其 特征在于：根據具體需要，除了同相槽（2-1)和異相槽（2-2)設置為相同結構，還可以將異 相槽（2-2)槽深設置為大于同相槽（2-1)槽深的結構，進而使得異相槽（2-2)的上層繞組 (6-2)和下層繞組（7-2)之間的層間絕緣（8-2)厚度大于同相槽（2-1)的上層繞組（6-1) 和下層繞組（7-1)之間的層間絕緣（8-1)厚度；同相槽（2-1)的上層繞組（6-1)與異相槽 (2-2)的上層繞組（6-2)尺寸相同；同相槽（2-1)的下層繞組（7-1)與異相槽（2-2)的下層 繞組（7-2)尺寸相同；相鄰極相組槽之間及異相槽之間的定子大齒（9)中心線上也開設軸 向通風孔（4-2)，實現對定子大齒（9)的冷卻。5. 根據權利要求1或2或3或4所述的一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開 槽的定子，其特征在于：對于單層繞組和雙層繞組等槽深非均勻開槽的定子制造時只需采 用一套或兩套模具，定子等槽深非均勻開槽結構在解決防止電暈的同時，可以極大地降低 定子線圈制造模具的復雜程度，避免傳統定子均勻開槽時為了抑制端部繞組電暈而采用多 套模具繞制線圈使定子繞組漸開線形成不等間距的巨大缺陷。
【專利摘要】本實用新型公開了一種提高核電發電機絕緣壽命的周向非均勻開槽的定子，旨在解決發電機不同相繞組間高電壓對電機絕緣的傷害，通過定子鐵芯周向非均勻開槽，實現同相繞組的間距小于異相繞組的間距，有效防止絕緣老化，避免電暈、電腐蝕及放電等造成運行中的核電汽輪發電機短路和絕緣擊穿事故的發生，提高發電機定子繞組絕緣使用壽命。此外，在發電機定子較大齒上開設軸向通風孔，提高發電機大齒和軛的冷卻效果，本實用新型所公開的周向非均勻開槽的發電機定子可以極大地簡化發電機定子繞組制造模具，避免傳統定子均勻開槽時為了抑制端部繞組電暈而采用多套模具繞制線圈使定子繞組漸開線形成不等間距的巨大缺陷，保障核電汽輪發電機安全、穩定運行。
【IPC分類】H02K3/38, H02K1/16, H02K3/28, H02K1/20
【公開號】CN205039629
【申請號】CN201520813575
【發明人】王立坤, 戈寶軍, 陳雯, 陶大軍
【申請人】哈爾濱理工大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月21日