本發(fā)明涉及雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)出線小間內(nèi)的電磁熱防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種解決發(fā)電機(jī)機(jī)座鋼筋發(fā)熱問題的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)等機(jī)型出線導(dǎo)體多為裸導(dǎo)體，其出線區(qū)域狹窄，導(dǎo)體距周圍鋼構(gòu)距離較近。出線裸導(dǎo)體內(nèi)的交變電流形成的磁場會在鋼架結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生大的渦流損耗，從而引起整個(gè)鋼構(gòu)的溫度升高。溫度的升高是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐軸力的主要因素之一，溫度的影響表現(xiàn)在使鋼筋混凝土支撐熱脹冷縮，從而改變支撐的應(yīng)力狀態(tài)，對發(fā)電機(jī)機(jī)座的支撐產(chǎn)生影響。此外，溫度對氧氣在混凝土中的滲透速度是主要控制因素，鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕速度隨著溫度的升高而線性加快，降低鋼筋使用壽命。

目前為止，出線導(dǎo)體對周圍鋼構(gòu)的熱磁防護(hù)設(shè)計(jì)中無定性定量分析，只是簡單地安裝防護(hù)罩，這種設(shè)計(jì)不具有針對性，防護(hù)效果不明顯；并且，常規(guī)的設(shè)計(jì)中與電磁防護(hù)相關(guān)的圖紙多為套用，現(xiàn)場往往無法準(zhǔn)確有效地施工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種解決發(fā)電機(jī)機(jī)座鋼筋發(fā)熱問題的系統(tǒng)及方法。根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況，通過對出線小間內(nèi)電磁場和溫度場的定量分析，為支撐發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體的槽鋼結(jié)構(gòu)和小間內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在特定位置分別安裝一定厚度的護(hù)環(huán)和鋁板，起到熱防護(hù)的作用，有利于發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體的穩(wěn)定以及延長發(fā)電機(jī)機(jī)座鋼筋的使用壽命，有利于發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種解決發(fā)電機(jī)機(jī)座鋼筋發(fā)熱問題的系統(tǒng)，包括：雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)出線小間，所述雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)出線小間為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；所述雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)出線小間內(nèi)部設(shè)有固定發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體的槽鋼支架以及發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體；根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布，在所述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)定位置固定有電磁防護(hù)板；在對出線導(dǎo)體起支撐作用的槽鋼的設(shè)定位置，固定有設(shè)定厚度的電磁防護(hù)環(huán)。

進(jìn)一步地，所述電磁防護(hù)板固定在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中溫度大于設(shè)定溫度t1的位置。為了在盡可能減少板材用料的前提下實(shí)現(xiàn)最好的電磁防護(hù)效果，電磁防護(hù)板優(yōu)選安裝在鋼筋結(jié)構(gòu)溫度大于或者等于68攝氏度的位置。

電磁防護(hù)板通過螺栓固定在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，安裝簡單，拆裝方便。

進(jìn)一步地，所述電磁防護(hù)板為鋁板、鋼板或銅板，優(yōu)選為鋁板。

進(jìn)一步地，所述電磁防護(hù)環(huán)為與槽鋼相匹配的u型結(jié)構(gòu)，所述電磁防護(hù)環(huán)與槽鋼卡接，安裝簡單，拆裝方便。

進(jìn)一步地，所述電磁防護(hù)環(huán)固定于槽鋼結(jié)構(gòu)中溫度大于設(shè)定溫度t2的位置。為了在盡可能減少板材用料的前提下實(shí)現(xiàn)最好的電磁防護(hù)效果，電磁防護(hù)板優(yōu)選安裝在鋼筋結(jié)構(gòu)溫度大于或者等于70攝氏度的位置。

進(jìn)一步地，所述電磁防護(hù)環(huán)的材料為鋁材。

進(jìn)一步地，所述電磁防護(hù)板和電磁防護(hù)環(huán)的厚度根據(jù)發(fā)電機(jī)的最大工作負(fù)荷確定，考慮最嚴(yán)重工況。

一種解決發(fā)電機(jī)機(jī)座鋼筋發(fā)熱問題的方法，包括：

(1)根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況，采用三維有限元電磁場和溫度場聯(lián)合仿真分析，定位雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)出線小間的溫度分布；

(2)根據(jù)溫度分布，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，對于溫度大于t1的位置，安裝與所述位置尺寸相匹配的設(shè)定厚度的鋁板；

(3)在對出線導(dǎo)體起支撐作用的槽鋼結(jié)構(gòu)中，對于溫度大于t2的位置，安裝設(shè)定厚度的護(hù)環(huán)。

進(jìn)一步地，所述鋁板的厚度根據(jù)發(fā)電機(jī)的最大工作負(fù)荷確定，考慮最嚴(yán)重工況。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況，通過對出線小間內(nèi)電磁場和溫度場的定量分析，為支撐發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體的槽鋼結(jié)構(gòu)和小間內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在特定位置安裝一定厚度的鋁板，可以有效的隔離出線導(dǎo)體電磁場對鋼筋結(jié)構(gòu)的影響，從而減少在其內(nèi)部產(chǎn)生的渦流損耗，降低鋼筋結(jié)構(gòu)的溫度。在對出線導(dǎo)體起支撐作用的槽鋼的特定位置安裝一定厚度的護(hù)環(huán)，可以有效保護(hù)出線導(dǎo)體電磁場對槽鋼的電磁影響，從而減少在其內(nèi)部產(chǎn)生的渦流損耗，降低槽鋼的溫度。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)及方法有利于發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體的穩(wěn)定以及延長發(fā)電機(jī)機(jī)座鋼筋的使用壽命，維持發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明出線小間鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明出線導(dǎo)體及槽鋼支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的電磁防護(hù)板安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明槽鋼結(jié)構(gòu)的電磁防護(hù)環(huán)安裝示意圖；

圖5為出線導(dǎo)體在通入50hz交變電流作用下的磁通密度分布云圖；

圖6為不加防護(hù)措施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及槽鋼溫度分布云圖；

圖7為增加防護(hù)措施后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及槽鋼溫度分布云圖；

其中，1.出線小間，2.橫梁，3.立柱，4.鋼筋混凝土墻體，5.槽鋼，6.出線導(dǎo)體，7.電磁防護(hù)板，8.電磁防護(hù)環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，圖中涉及到的方向，以圖1所示為基準(zhǔn)。

如圖1所示為發(fā)電機(jī)出線小間1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三維模型，小間分為上下兩層。雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)出線裸導(dǎo)體由小間頂部進(jìn)入第二層空間，并且從二層引出與大電流母線連接，對外供電。

本發(fā)明實(shí)施例針對的發(fā)電機(jī)為雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，出線導(dǎo)體為裸導(dǎo)體。起支撐發(fā)電機(jī)機(jī)座作用的出線小間為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由立柱3和橫梁2構(gòu)成。出線小間1內(nèi)部裝有固定發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體的槽鋼支架5以及發(fā)電機(jī)出線裸導(dǎo)體；出線裸導(dǎo)體為鋁制材料，內(nèi)部通有交流電流。出線裸導(dǎo)體共有6根，其中三根為出線導(dǎo)體6對外供電，另外三根接中性點(diǎn)。

圖2所示為出線裸導(dǎo)體及其周圍結(jié)構(gòu)示意圖。出線導(dǎo)體6是鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)，每一相導(dǎo)體截面為兩個(gè)u型槽對立排布；固定在鋼筋混凝土墻體4上的槽鋼5截面也呈u型，出線小間1為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要起到支撐發(fā)電機(jī)機(jī)座的作用，此外還可以避免發(fā)電機(jī)出線裸導(dǎo)體對周圍環(huán)境的影響。

根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況，采用三維有限元電磁場和溫度場聯(lián)合仿真分析，準(zhǔn)確定位鋼架結(jié)構(gòu)小間的溫度分布。

如圖3所示，采用一定厚度的電磁防護(hù)板7安裝在鋼筋結(jié)構(gòu)溫度較高位置，可以有效的隔離出線導(dǎo)體電磁場對鋼筋結(jié)構(gòu)的影響，從而降低在其內(nèi)部由于渦流損耗產(chǎn)生的溫度升高。

電磁防護(hù)板7一般由螺栓固定在發(fā)電機(jī)機(jī)座上，安裝簡單，便于維護(hù)；為了在盡可能減少板材用料的前提下實(shí)現(xiàn)最好的電磁防護(hù)效果，電磁防護(hù)板7優(yōu)選安裝在鋼筋結(jié)構(gòu)溫度大于或者等于68攝氏度的位置。

電磁防護(hù)板7可以為鋁板、鋼板或銅板等導(dǎo)電材料，優(yōu)選為鋁板。

電磁防護(hù)板7的厚度根據(jù)發(fā)電機(jī)的最大負(fù)荷計(jì)算得出，考慮最嚴(yán)重工況。即，根據(jù)發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體中電流為12500a時(shí)的工況，確定防護(hù)鋁板厚度。

如圖4所示，采用一定厚度的電磁防護(hù)環(huán)8，安裝在對出線導(dǎo)體起支撐作用的槽鋼5的溫度較高位置，可以有效保護(hù)出現(xiàn)導(dǎo)體電磁場對槽鋼5的電磁影響，從而降低在其內(nèi)部由于渦流損耗產(chǎn)生的溫度升高，延長其使用壽命。

電磁防護(hù)環(huán)8為u型結(jié)構(gòu)，與槽鋼5截面相匹配，卡在槽鋼5的特定位置，安裝簡單，便于維護(hù)；為了在盡可能減少板材用料的前提下實(shí)現(xiàn)最好的電磁防護(hù)效果，電磁防護(hù)環(huán)8優(yōu)選安裝在鋼筋結(jié)構(gòu)溫度大于或者等于70攝氏度的位置。

電磁防護(hù)環(huán)8的材料優(yōu)選為鋁材，其厚度根據(jù)發(fā)電機(jī)的最大負(fù)荷計(jì)算得出，考慮最嚴(yán)重工況。即，根據(jù)發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體中電流為12500a時(shí)的工況，確定防護(hù)鋁板厚度。

圖5所示為發(fā)電機(jī)出線導(dǎo)體在通入12500a的三相交變電流時(shí)的磁通密度分布云圖。出線小間1鋼架結(jié)構(gòu)鋼塊的各部分都有磁場分布，底座鋼架的渦流型磁場分布較為明顯。交變的磁場會在鋼架結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生渦流損耗，從而引起其溫度升高，對鋼架結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生影響。

圖6為未使用本發(fā)明時(shí)的出線小間1內(nèi)溫度分布示意圖，其中鋼架結(jié)構(gòu)的右上角、左下角和底部溫度較高；槽鋼5的右上角部分溫度較高。

圖7為使用本發(fā)明后，出線小間1內(nèi)的溫度分布云圖。通過與圖6對比可知，使用本發(fā)明后，相同位置處的鋼架結(jié)構(gòu)的溫度明顯降低，從而驗(yàn)證了本發(fā)明的有效性。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。