Betriebsverhalten von Turbogeneratoren mit supraleitender Erregerwicklung unter Berücksichtigung der dritten Dimension

Übersicht

Um das Betriebsverhalten eines Turbogenerators mit supraleitender Erregerwicklung mathematisch darstellen zu können, müssen die ihn beschreibenden Systemgleichungen und Systemparameter bekannt sein. Mit Hilfe einer zweidimensionalen, analytischen Feldberechnung können die Gleichungen abgeleitet und die Parameter näherungsweise bestimmt werden, wozu der Generator mit einem Schalenmodell nachgebildet wird. Der dabei unberücksichtigt gebliebene Einfluß der dritten Dimension wird durch eine Modelloptimierung erfaßt, d. h. die Impedanzortskurven des Maschinenmodells werden optimal an die der realen Maschine angepaßt. Durch Vergleich von Simulationsergebnissen mit Meßergebnissen wird das mathematische Modell überprüft. Es zeigt sich, daß durch frei drehbare Lagerung des äußeren Dämpferrohrs eine erhebliche mechanische Entlastung der Zylinderkonstruktion des Rotors bei transienten Betriebsfällen erreicht wird.

Contents

The system equations and system parameters must be known for the mathematical description of the behaviour of a turbogenerator with a superconducting field winding. They are approximately derived from a two dimensional field calculation. Therefore, the generator is described by a shell model. Adapting the impedance loci of the model to those of the real generator, the influence of the third dimension is included. The verification of the resulting machine model is shown by the comparison of simulation results and measurements. Furthermore it is shown that remarkable reduction of the mechanical stresses on the cylindrical rotor construction during transients is achieved by a free rotatable outer damper cylinder.