大发电机冷却方式的发展

时间: 2018-3-21 16:9:56

    汽轮发电机的冷却方法汽轮发电机的冷却方法阅历了丰厚的开展改变进程从最早的空气冷却开展到氢气冷却 再到液体冷却继而到现在研讨的热门—蒸腾冷却发电机控制面板冷却方法都各有其优缺点
    空气冷却20世纪30年代晚期曾经汽轮发电机基本上处于单一的空气冷却阶段空气冷却在结构上最 简略费用最低价保护最便利这些明显的长处使得空气冷却首要得到了运用和开展跟着电网 容量的增大要求前进汽轮发电机的容量发电机控制屏为了前进容量需求添加电磁负荷导致电磁损耗增大然后引起电机发热量的添加要强化冷却就有必要加大通风量这必定引起通风损耗的增大而通风损耗含风摩耗占总损耗的40%这就使得电机的功率下降别的空气 冷却的定转子绕组的温升也较高影响绝缘的寿数
    氢气冷却当电机的单机容量到达必定水平常空冷技能在功率和温升等方面逐步暴露出缺乏为了寻 求愈加有用的冷却方法人们开展了氢冷技能从20世纪30年代末容量大于50MW的汽轮发 电机逐 步过渡到氢气冷却柴油发电机控制器氢气的比重小纯氢的密度仅为空气的1/14导热系数为空气的7倍 在同一温度和流速下放热系数为空气的14~15倍自启动控制器密度小因而在相同气压下 氢气冷却的通风损耗、风摩耗均为空气的1/10并且通风噪声亦可减小氢冷电机的功率 前进了并且温升明显下降因为电机内氢气有必要保持规则纯度为此有必要额定设置一套供氢设备给设计和装置带来了困难别的密封防爆问题始终是氢气冷却电机安全运转的一个风险
    液冷早在1917年匈牙利冈次茨工厂就曾用变压器油作牵引电机的冷却介质30年代后又曾从 事水外冷的研讨但长期以来没有获得重大进展发电机控制模块开端选用净化水冷却电机定子绕组现在定子绕组选用水冷已适当普遍液体 的比热导热系数比气体大所以液冷的散热才能较冷大为前进水是很 好的冷却介质它具有很大的比热和导热系数价廉无毒不助燃无爆破风险通水冷却的部件冷却作用极为明显答应接受的电磁负荷比空冷、氢冷高前进了资料的使用率
    可是因为水垢的发生及空心铜线被水中的氧离子氧化发生的氧化铜和氧化亚铜等堆积构成水路阻塞继而发生绕组部分过热而焚毁一起水接头及各个密封点处因为接受水压漏水 的问题将构成短路和漏电风险发电机组控制器各地的水内冷机组都发生了一种新的漏水现象被 称为水力钻孔这是因为水中的细小颗粒在空心导线的转弯或粗糙点慢慢堆积下来因为受 到水流的冲击而以颗粒与空心线的触摸处为支点旋转起来日积月累就会将这一点钻穿这 种现象构成绕组漏水漏电焚毁绝缘的风险因而水冷电机的堵和漏成为困扰水冷电机发 展的丧命缺点全液冷电机的研发同样遭到了各国的重视全液冷首要以油冷为主这种电机的定子浸在油 中绝缘大为简化电机槽满率高资料耗费少功率高于同容量的其他冷却方法的电机 但保护不便利要考虑防火防爆问题结构较杂乱
    蒸腾冷却近年来美、日、英、俄、加等国相继开展了将相变原理运用于大型发电设备中的研讨并 获得了必定的作用但至今没有老练产品出产我国从解放初期就开端研讨蒸腾冷却中国 科学院电工所从1958年开端研讨电机的蒸腾冷却技能现在在研发的各个方面均处于世界领 先水平并且已有数台机组投入运转运转状况杰出柴油发电机组控制器蒸腾冷却是使用冷却介质液体汽化吸 热的原理来冷却电机的蒸腾冷却从原理上说是一种高效的冷却方法汽化热大所需流量 小 绕组各部分之间温差小因而成为现在冷却技能研讨的新方向蒸腾冷却的研讨阅历了从 低温蒸腾冷却到常温蒸腾冷却再到常温自循环蒸腾冷却的进程低温蒸腾冷却技能运用沸点 较低的介质汽化后的饱满蒸汽温度低于    二次冷却介质温度有必要经过紧缩使其饱满蒸汽 温度高于二次冷却介质温度才能进行热交换冷凝为液体在电机的答应温升范围内冷 却介质沸点太低没有必要并且温度低也容易构成热量逆流外部热量往电机内部传递考虑用常温蒸腾冷却技能去掉紧缩机用泵来替换供给压头战胜各种阻力丢失以 上两种均归于逼迫循环方法后来的研讨发现使用电机结构的特色立式水轮发电机的定子绕组以及液体汽化后密度发生改变而引起压差改变可以构成天然循环发电机电子调速器蒸腾 冷却方法运用于汽轮发电机的明显优势是介质具有极强的电绝缘性与其他冷却方法配合时可以取长补短特别是选用浸泡式蒸腾冷却后加强了端部的冷却作用改进了电晕和电磁屏 蔽问题使电机运转安全可靠因而是一种极具开展前途的冷却方法


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