[發明專利]一種汽輪發電機定子繞組絕緣壽命的設計方法及其評價方法

有效

• 申請號: 200710044604.6
• 申請日: 2007-08-06
• 公開（公告）號: CN101132140A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 史進淵;楊宇;鄧志成;孫慶;顧華年
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院
• 主分類號: H02K15/00
• 分類號: H02K15/00;G06F17/00;G06Q50/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

1.一種汽輪發電機定子繞組絕緣壽命的設計方法及其評價方法，其特征在于，

采用C語言編寫汽輪發電機定子繞組F級絕緣壽命設計的計算機軟件，安裝在汽輪發電機制造行業的設計或研究部門的計算機上，進行汽輪發電機定子繞組絕緣壽命的評價，其方法為：

第一步：確定發電機的運行壽命指標值t_o

從20世紀90年代起，國內用戶要求大功率汽輪發電機的使用壽命為40年，大功率汽輪發電機的年平均運行小時按7500小時計算，大功率汽輪發電機的運行壽命指標值t_o為t_o＝7500×40＝3×10⁵小時；

第二步：計算定子繞組絕緣的熱老化壽命t_h

大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣的熱老化壽命t_h的計算公式表示為：

t_h＝A×e^B/T

式中：T為定子繞組工作溫度的上限值，取熱力學絕對溫度，單位K；A和B為汽輪發電機定子繞組F級絕緣熱老化壽命的試驗常數，對應可靠度為95％的試驗常數A和B的取值表示在表1；

[表1]

????系數????取值范圍????A????1.1735×10⁸～1.7735×10⁸????B????1.131491×10⁴～1.191491×10⁴

第三步：計算定子繞組絕緣的電老化壽命t_e

大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣的電老化壽命t_e的計算公式表示為：

t_e＝CU_N^-n

式中，U_N為發電機定子的額定電壓，單位kV；C和n為汽輪發電機定子繞組F級絕緣電老化壽命的試驗常數，對應的可靠度為95％的試驗常數C和n的取值表示在表2；

[表2]

????系數????取值范圍????C????2.52869×10²²～3.52869×10²²????n????12.511369～13.311369

第四步：計算定子繞組絕緣熱老化累積壽命損耗E_ho

大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣運行40年的熱老化累積壽命損耗E_eo的計算公式表示為：

E_ho＝t_o/t_h

式中：t_o——發電機運行壽命指標值，小時

??????t_h——發電機定子繞組F級絕緣熱老化壽命，小時

第五步：計算定子繞組絕緣電老化累積壽命損耗E_eo

大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣運行40年的電老化累積壽命損耗E_eo的計算公式表示為：

E_eo＝t_o/t_e

式中：t_o——發電機運行壽命指標值，小時

??????t_e——發電機定子繞組F級絕緣電老化壽命，小時

第六步：計算定子繞組累積壽命損耗預測值E_o

大功率汽輪機發電機定子繞組F級絕緣運行40年的累積壽命損耗預測值E_o的計算公式表示為：

E_o＝E_ho+E_eo

式中：E_ho——定子繞組F級絕緣累積熱老化壽命損耗

??????E_eo——定子繞組F級絕緣累積電老化壽命損耗

第七步：確定發電機定子繞組絕緣累積壽命損耗的界限值D_co

定義大功率汽輪發電機F級絕緣累積壽命損耗的界限值D_co為D_co＝0.90；預留壽命損耗(1-D_co)＝0.10分配于汽輪發電機定子繞組F級絕緣的其他壽命損耗，如啟停與負荷變動引起的冷熱循環壽命損耗等；

第八步：絕緣壽命評價

大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣的累積壽命損耗預測值E_o≤D_co，大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣的壽命預測值達到預期運行40年的優良值，壽命設計評價結束；

第九步：改進設計

當大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣的累積壽命損耗預測值E_o＞D_co時，改進大功率汽輪發電機設計參數和冷卻方式，即降低額定電壓或采用直接冷卻來降低發電機溫升，并再次進行定子繞組F級絕緣壽命的計算分析與評價，直到大功率汽輪發電機定子繞組F級絕緣的累積壽命損耗預測值E_o≤D_co，達到預期運行40年的優良值為止。