Термическая стойкость экранированных токопроводов (ТП) является одним из факторов, определяющих надежность ТЭС и АЭС. Их разработка, испытания и эксплуатация недостаточно освещены в литературе, особенно для генераторов повышенной мощности свыше 1000 МВт. Целью статьи является обобщение существующих данных для расчета ТП и электрооборудования (ЭА). В работах [1–3] отражены классические подходы к расчету ТП и ЭА, литература [4–10] посвящена расчетам КЗ, электродинамике и термическим воздействиям, [11–18] дают сведения по конструированию ТП, а [19–21] отражают основные стандарты и модели.
Экранированные токопроводы (ТП) широко применяются на АЭС и ТЭС на генераторном напряжении вплоть до 35 кВ и на номинальные токи вплоть до 40–50 кА. Применение экранированных ТП в схеме генератора представлено на рис. 1, где приняты обозначения: 1 – генератор; 2 – турбина; 3 – пофазно-экранированный токопровод типа ТЭНЕ; 4 – вспомогательный пофазно- экранированный токопровод типа ТЭНЕ; 5 – трансформатор собственных нужд; 6 – токопровод собственных нужд типа ТЗКР или ТЗК; 7 – силовой повышающий трансформатор; 8 – система принудительного охлаждения (для пофазно-экранированных токопроводов ТЭНП); 9 – трансформатор возбуждения с пофазно-экранированным токопроводом (заземлен); 10 – нейтрали генератора.
Преимущества пофазно-экранированных ТП с воздушной изоляцией определяются следующим:
– простота обслуживания, низкие затраты на эксплуатацию и ремонт;
– продолжительный срок службы более 50 лет;
– коррозионная стойкость;
– передача большой мощности с номинальным током до 26 кА, напряжением до 24 кВ с естественным охлаждением и до 50 кА напряжением до 35 кВ с принудительным охлаждением;
– высокая надежность цельно сваренной (герметичной) конструкции по всей длине ТП;
– значительное снижение вероятностей междуфазных и трехфазных КЗ;
– высокая электродинамическая устойчивость;
– близкое к нулю внешнее магнитное поле;
– пожарная безопасность;