水内冷发电机定子模型的制作方法

本发明涉及水内冷发电机技术领域，特别是涉及一种水内冷发电机定子模型。

背景技术：

水内冷发电机的定子包括多根定子线棒，多根定子线棒环绕定子的中心轴线间隔设置，形成以定子的中心轴线为中心线的环状的上层线棒(外层线棒)以及环状的下层线棒(内层线棒)。其中，定子线棒为多根空心股线结构(例如，16根空心股线结构包括16根空心股线)，每根定子线棒一端通过绝缘引水管与进水母管连接，另一端通过绝缘出水管与出水母管连接。

在水内冷发电机运行过程中，通过向定子线棒不断输送冷却水对水内冷发电机控温。通常情况下，定子线棒水流量稳定，定子线棒的温度稳定。但定子线棒在运行中容易发生堵塞问题,引起定子线棒水流量下降，定子线棒温度上升的问题，而定子线棒温度超过警戒温度，水内冷发电机可能会被迫停机。

因此在水内冷发电机运行过程中，需要进行发电机定子线棒水流量试验，以监控定子线棒水流量，目前主要是采用超声波流量计在绝缘引水管的外壁进行测量。测量标准规定，单根线棒水流量与平均值相差不超过20％即认为合格。而发电机定子线棒的空心股线有16根，当堵塞1根、2根甚至3根时，结果仍然是合格的，这会导致出现堵塞时不易查清是堵塞还是试验偏差。

发电机定子线棒水流量试验是发电机试验中原理比较复杂、操作较多的试验。而超声波流量计对于操作人员的方法、技能要求较高，经验丰富的老员工更易于获得准确的水流量试验结果。培养出水流量试验经验丰富的员工利于快速发现问题，解决问题。但目前培训中心没有真实的发电机定子，而真实发电机定子造价数亿元，目前无法开展相关培训实操课程。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能用于开展培训实操课程的水内冷发电机定子模型。

一种水内冷发电机定子模型，包括：

进水母管，包括用于与水源连接的进水口；

绝缘引水管，与所述进水母管连接；

进水水盒，与所述绝缘引水管远离所述进水母管的一端连接；

定子线棒，与所述进水水盒远离所述绝缘引水管连接；

出水水盒，与所述定子线棒远离所述进水水盒的一端连接；

绝缘出水管，与所述出水水盒远离所述定子线棒的一端连接；以及

出水母管，与所述绝缘出水管连接，所述出水母管包括用于排出所述绝缘出水管内的水的出水口；

其中，所述定子线棒包括多根空心线股，每一所述空心线股包括空心管体及包覆于所述空心管体外壁的电加热带。

上述水内冷发电机定子模型的绝缘引水管的水流量可以与某一型号的真实的水内冷发电机的绝缘引水管的水流量相同，上述水内冷发电机定子模型模拟了某一型号的真实的水内冷发电机的水流量。从而可以采用上述水内冷发电机定子模型在员工培训中心开展发电机定子线棒水流量试验的培训实操课程。

在其中一个实施例中，所述水内冷发电机定子模型还包括用于调节所述进水母管的所述进水口的流量的电控流量调节阀以及设于所述绝缘引水管上的支路流量计。

在其中一个实施例中，所述水内冷发电机定子模型还包括水泵、第一管路、第二管路、进水法兰、出水法兰以及高位水箱，所述第一管路一端与所述水泵连接，另一端通过所述进水法兰与所述进水母管的进水口，所述第二管路一端与所述水泵连接，另一端通过所述出水法兰与所述出水母管的出水口，所述高位水箱与所述第一管路连接，且所述高位水箱开设有连通大气的大气通口，所述电控流量调节阀设于所述第一管路上，且位于所述高位水箱与所述进水法兰之间。

在其中一个实施例中，所述水内冷发电机定子模型还包括设于所述第一管路上，且位于所述水泵与所述高位水箱之间的总路流量计、总路压力表及总路温度表；及/或

所述进水母管设置有排水阀。

在其中一个实施例中，所述进水水盒包括盒体及与所述盒体可拆卸连接的盒盖，所述盒盖远离所述盒体的一端与所述绝缘引水管连接，所述盒体与所述定子线棒连接，且所述盒体远离所述定子线棒的一端能露出所述定子线棒的所述多根空心线股的进水端，以便人为堵塞至少一根所述空心线股。

在其中一个实施例中，所述定子线棒包括16根所述空心线股,16根所述空心线股在上下方向上排列呈5行，其中，5行所述空心线股分别为位于上层的首行空心线股、位于下层的尾行空心线股以及位于中部的3行中行空心线股，每行所述中行空心线股包括4根间隔排布的所述空心线股，且3行所述中行空心线股的所述空心线股一一正对，所述首行空心线股与所述尾行空心线股均包括2根间隔排布的所述空心线股，且所述首行空心线股与所述尾行空心线股的所述空心线股与所述中行空心线股的相邻两个所述空心线股的间隙正对，且所述首行空心线股与所述尾行空心线股的所述空心线股之间有一个所述中行空心线股的相邻两根所述空心线股的间隙。

在其中一个实施例中，所述水内冷发电机定子模型还包括一个股间温度探头，所述股间温度探头设于相邻两根所述空心线股之间。

在其中一个实施例中，所述定子线棒还包括股间绝缘件，多根所述空心线股分布于所述股间绝缘件内，所述股间温度探头设于所述股间绝缘件上；所述定子线棒还包括设于所述股间绝缘件外壁的绝缘壳，所述盒体与所述绝缘壳连接。

在其中一个实施例中，所述绝缘引水管、所述进水水盒、所述定子线棒、所述出水水盒及所述绝缘出水管构成的整体为线棒层，所述水内冷发电机定子模型包括两层所述线棒层，一层所述线棒层的所述定子线棒为上层线棒，另一层所述线棒层的所述定子线棒为下层线棒，所述上层线棒与所述下层线棒之间设置有层间绝缘层；

所述水内冷发电机定子模型还包括设于所述层间绝缘层上的层间温度探头。

在其中一个实施例中，所述水内冷发电机定子模型还包括设于所述绝缘出水管上的所述支路温度表。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的水内冷发电机定子模型的结构示意图；

图2为图1中的a-a线的截面图；

图3为图1中的水内冷发电机定子模型的定子线棒的空心线股的截面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明一实施例提供的水内冷发电机定子模型10，该水内冷发电机定子模型10可以放置于员工培训中心，以开展培训实操课程和技能竞赛。

如图1所示，该水内冷发电机定子模型10包括进水母管100、线棒层200以及出水母管300。

进水母管100包括用于与水源连接的进水口110。

线棒层200包括依次连接的绝缘引水管210、进水水盒220、定子线棒230、出水水盒240及绝缘出水管250，其中，绝缘引水管210远离进水水盒220的一端与进水母管100连接。其中，如图2及图3所示，定子线棒包230括多根空心线股232，每一空心线股232包括空心管体2322及包覆于空心管体2322外壁的电加热带2324。

请继续参考附图1，出水母管300与绝缘出水管250远离出水水盒240的一端连接，且出水母管300包括用于排出绝缘出水管250内的水的出水口310。

在实际应用中，上述水内冷发电机定子模型10的进水母管100、绝缘引水管210、进水水盒220、出水水盒240、绝缘出水管250及出水母管300的内部形状及内部尺寸均与某一型号的真实的水内冷发电机定子的相应部件的内部形状及内部尺寸相同。而定子线棒230的空心线股232的数目、位置排布关系、内部形状及内部尺寸(通流面积)均与某一型号的真实的水内冷发电机定子的定子线棒的数目、位置排布关系、内部形状及内部尺寸相同。

其中，上述水内冷发电机定子模型10与某一型号的真实的水内冷发电机定子的不同之处一为：上述水内冷发电机定子模型10具有的线棒层200的数目小于某一型号的真实的水内冷发电机定子所具有的线棒层的数目。从而可以使得上述水内冷发电机定子模型10具有较低的成本，能应用于经费有限的员工培训中心。

上述水内冷发电机定子模型10与某一型号的真实的水内冷发电机定子的不同之处二为：上述水内冷发电机定子模型10的定子线棒230通过电加热带2324加热产生的热量与真实定子线棒在运行工况下的发热的热量相同，电加热带2324加热模拟了真实定子线棒的损耗发热。

因此，上述水内冷发电机定子模型10的绝缘引水管210的水流量可以与某一型号的真实的水内冷发电机的绝缘引水管的水流量相同，上述水内冷发电机定子模型10模拟了某一型号的真实的水内冷发电机的水流量。从而可以采用上述水内冷发电机定子模型10在员工培训中心开展发电机定子线棒水流量试验的培训实操课程。

在一些实施例中，水内冷发电机定子模型10还包括用于调节进水母管100的进水口110的流量的电控流量调节阀400以及设于绝缘引水管210上的支路流量计500。从而在发电机定子线棒水流量试验的培训实操课程中，教员设定流量值，由绝缘引水管210上的支路流量计500控制电控流量调节阀400，使定子线棒230的水流量达到设定值。然后学员使超声波流量计在绝缘引水管210外壁进行测量，以测量值最接近支路流量计500读数为得分高。如有必要，学员可多测量几个部位(对超声波流量计影响较大的就是管道的变径处、弯曲处)，找到最接近设定值的部位。

在一些实施例中，水内冷发电机定子模型10还包括水循环组件600，水循环组件600包括括水泵610、第一管路620、第二管路630、进水法兰640、出水法兰650以及高位水箱660。第一管路620一端与水泵610连接，另一端通过进水法兰640与进水母管100的进水口110，第二管路630一端与水泵610连接，另一端通过出水法兰650与出水母管300的出水口310。高位水箱660与第一管路620连接，且高位水箱660开设有连通大气的大气通口662。电控流量调节阀400设于第一管路620上，且位于高位水箱660与进水法兰640之间。如此，上述水内冷发电机定子模型10还可以进行防异物训练，具体地，通过拆装进水法兰640、出水法兰650，对螺栓、垫片等进行标准的防异物规范操作，培训学员的防异物实操能力。

在一些实施例中，水内冷发电机定子模型10还包括设于第一管路620上，且位于水泵610与高位水箱660之间的总路流量计670、总路压力表680及总路温度表690。在一些实施例中，进水母管100设置有排水阀120，从而便于水内冷发电机定子模型10在不使用时，排出回路内的积水。

在一些实施例中，进水水盒220包括盒体222及与盒体222可拆卸连接的盒盖224。盒盖224远离盒体222的一端与绝缘引水管210连接，盒体222与定子线棒230连接，且盒体222远离定子线棒230的一端能露出定子线棒230的多根空心线股232的进水端，以便人为堵塞至少一根空心线股232。如此，上述水内冷发电机定子模型10还可以模拟定子线棒230的空心线股232堵塞的训练以及盒体222堵塞的训练。具体地，在进行空心线股232堵塞训练时，打开盒盖224，教员堵塞定子线棒230的至少一根空心线股232，由学员使用超声波流量计测量后，判断堵塞根数。

在一些实施例中，如图2所示，定子线棒230包括16根空心线股232,16根空心线股232在上下方向上排列呈5行。其中，5行空心线股232分别为位于上层的首行空心线股230a、位于下层的尾行空心线股230b以及位于中部的3行中行空心线股230c，每行中行空心线股230c包括4根间隔排布的空心线股232，且3行中行空心线股230c的空心线股232一一正对，首行空心线股230a与尾行空心线股230b均包括2根间隔排布的空心线股232，且首行空心线股230a与尾行空心线股230b的空心线股232与中行空心线股230c的相邻两个空心线股232的间隙正对，且首行空心线股230a与尾行空心线股230b的空心线股232之间有一个中行空心线股230c的相邻两个空心线股232的间隙。

在一些实施例中，水内冷发电机定子模型10还包括一个股间温度探头700，该股间温度探头700设于相邻两根空心线股232之间。如此，上述水内冷发电机定子模型10还可以通过对不同位置的至少一个空心线股232进行堵塞，通过多次组合堵塞(例如，堵塞首行空心线股230a的一根空心线股232，以及与该首行空心线股230a相邻的中心空心线股230c的不同位置处的一根空心线股232)，并通过观察股间温度探头700的温度变化情况，可以帮助学员掌握堵塞的空心线股232的根数以及堵塞的空心线股232的位置与股间温度之间的关系。需要说明的是，股间温度探头700可以设于任意相邻两根空心线股232之间，例如，图2所示b位置、c位置等等。

在一些实施例中，如图1及图2所示，定子线棒230还包括股间绝缘件234，多根空心线股232分布于股间绝缘件234内，股间温度探头700设于股间绝缘件234上。在一些实施例中，定子线棒230还包括设于股间绝缘件234外壁的绝缘壳236。在一些实施例中，绝缘壳236为厚度为6mm的环氧绝缘壳。

在一些实施例中，如图1所示，水内冷发电机定子模型10包括两层线棒层200，一层线棒层200的定子线棒230为上层线棒230a，另一层线棒层200的定子线棒230为下层线棒230b，上层线棒230a与下层线棒230b之间设置有层间绝缘层810。水内冷发电机定子模型10还包括设于层间绝缘层810上的层间温度探头820。通过改变堵塞的空心线股232的根数和位置(堵塞的空心线股232位于上层、下层或中间)，并通过观察层间温度探头820的温度变化情况，可以帮助学员掌握堵塞的空心线股232的根数以及堵塞的空心线股232的位置与层间温度(层间绝缘层810的温度)之间的关系。

在一些实施例中，水内冷发电机定子模型10还包括设于绝缘出水管250上的支路温度表900。如此，通过在进水水盒220或出水水盒240内放置异物(异物对水流具有阻挡作用，但不能进入定子线棒230的空心线股232)，且通过支路温度表900观察异物的位置对绝缘出水管250的水温度的影响。而且通过在进水水盒220或出水水盒240内放进不同的异物，如密封圈、塑料布等，且通过支路温度表900观察不同的异物对绝缘出水管250的水温度的影响。

在一些实施例中，提供异物抓取机器人，异物抓取机器人从进水法兰640进入绝缘引水管210，以抓取放置于进水水盒220内的异物模型，或者从出水法兰650进入绝缘出水管250，以抓取放置于出水水盒240内的异物模型。

上述水内冷发电机定子模型10为发电机定子线棒水流量试验及故障分析培训装置，不仅可用于培养发电机检修人员正确操作水流量试验仪，还可用于相关异物堵塞后影响分析、探索专用工具提供模型，还可用于技能竞赛。

上述水内冷发电机定子模型10的直接效益为：开展发电机定子线棒水流量试验、发电机定子法兰拆装防异物实操培训课程和技能竞赛，提高发电机检修人员水平。

上述水内冷发电机定子模型10的间接效益：通过模拟试验，得出股线堵塞后流量变化情况、对层间温度影响情况、异物位置如何分析、异物种类分析方法、异物位置分析方法，异物对定子线棒绝缘的影响，从而提高故障分析和决策能力，还为未来发展异物抓取机器人及探索更高精度的流量试验方法提供了模型。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。