发电机冷却系统资料

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从冷却器出来的定子冷却水一小部分经过一个离子交换器,降低电导率
后返回到水箱。
定子冷却水系统组成
本装置包括水箱,两台水泵、两台冷却器、气动 温度、压力调节装置(包括电/气定位器、阀位变送 器等)主水过滤器、补水过滤器,离子交换器及其之 间的相互联接管路、阀门及部份就地压力表、测温元 件。装置上还设置有仪表箱,装有电导率发送器和与 内外电气接口相连的端子。

发电机氢气冷却器采用绕片式结构。冷却器按单边承0.8MPa压力设计。
氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过46℃。氢冷却器冷却水进
水温度38℃,出水温度43℃。

氢冷却器外罩为钢板焊接的圆拱形结构,横向对称布置安装在发电机机
座的两端顶部。这样既可减少发电机轴向长度,运输时另行包装,又可减
少定子运输尺寸和重量。 外罩是用螺钉把合在机座上,并在结合面的密封 槽内充胶密封,连接成为整体。冷却器在出厂前要承受1.4 兆帕的水压试
氢气系统的功能作用:
氢气系统的功能是利用干燥的氢气对发电机转子绕组和定子铁芯进 行冷却;在机组起动前或停止运行后利用中间介质置换机内气体。其作 用为: 提供对发电机安全充、排氢的措施和设备,用二氧化碳作为中间置换介 质; 维持机内正常运行时所需气体压力; 监测补充氢气的流量; 在线监测机内气体的压力、纯度及湿度; 干燥氢气,排去可能从密封油进入机内的水汽; 监测漏入机内的液体(油或水); 监测机内绝缘部件是否过热; 在线监测发电机的局部漏氢。
总进水管
84根定子Biblioteka Baidu棒
12根并联环引线
总出水管
励端汇水管
6根主引线
6支出线套管
(中性点母线板)
出线盒内小汇水管
汽端汇水管
发电机定子线棒出水管及汇水环
焊接汇水环热电偶
发电机出线罩小汇水环
定子冷却水水质要求
序号 18 19 20 21 22 名称 定子冷却水进口水温 定子冷却水出口水温 定子冷却水导电率 定子冷却水PH值 定子冷却水压力 MPa(g) 单位 ℃ ℃ μ s/cm Cos¢=0.9 设计值 46~50 <85 0.4~2.0 8~9 0.2~0.3
气的1.35倍),发电机的损耗可由氢气很快带走。因此,能使发电机的出
入口风温差降低10~15℃左右。增加氢压还可使散热能力按压力的0.8次 方增加。
(4)经过严格处理的冷却用氢气可以保证发电机内部清洁,通风散 热效果稳定,而且不会产生由于脏污引起的事故。 (5)氢气中含氧量很少,低于2%,不助燃,即使发电机内部发生 短路故障,也不会有着火的危险,从而可使故障损坏程度大为减 轻。
定子冷却水系统功能
1.发电机定子线圈采用水内冷,高纯度水在定子线圈
空心导线中循环流动将定子线圈电阻损耗产生的热量带
走;将高纯度水的热量传递给常规岛闭式冷却水系统;
2.对水进行过滤去除外来杂质;
3.对水进行去离子处理控制水的电导率;
4.通过仪表和报警连续监测和显示电导率、流量和水
温等参数。
定子水路
发电机定子冷却系统
新疆国信生产准备部
发电机冷却系统
我公司发电机采取水氢氢冷却方式, 即发电机定子绕组水内冷;转子绕子 氢内冷;定子铁芯采取氢气表面冷却。 下面分成两个系统讲解: 1.冷却水系统 2.氢气冷却系统
发电机定子冷却水系统示意图
系统描述

为发电机定子线圈提供去离子水将定子线圈中产生的热量带走。主要
验,在现场的工作压力或验收试验压力不得大于0.8 兆帕。
氢气冷却器示意图
氢气系统组成
1、氢气干燥器 2、氢气减压器 3、 氢气过滤器 4、 纯度分析器 5、 液体探测器
6、氢气露点仪
7、发电机的氢冷却器
系统组成

氢冷系统主要由氢气汇流排(供氢系统)、二氧 化碳汇流排(供二氧化碳系统)、二氧化碳蒸发器 (加热器)、氢气控制装置、氢气干燥器(氢气去湿 装置)、循环风机、发电机绝缘过热监测装置(发电 机工况监测装置)、发电机漏液检测装置和发电机漏 氢检测装置(气体巡回检测仪)组成
氢气湿度过高的影响及原因
机内氢气湿度过高时,一方面会降低氢气纯度,使通风摩擦损耗增大。效率 降低:另一方面,不仅会降低绕组绝缘的电气强度(特别是达到结露时),而且还 会加速转子护环的应力腐蚀。特别是在较高的工作温度下,湿度又很大时,应力 腐蚀会使转子护环出现裂纹,而且会很快地发展。 机内氢气湿度过高的主要原因有以下2种: 1 可能是制氢站出口的氢气湿度过高; 2 可能是氢气冷却器漏水; 3 对于水氢氢冷却方式或水水氢冷却方式的发电机,还有可能是定、转子 绕组的直接冷却系统漏水。 4 密封油的含水量过大或氢侧回油量过大。如果轴封系统中氢侧回油量大,
氢气干燥器用于干燥发电机内的氢气,以防机内水分过高时,对发 电机的高压绝缘件或高应力金属结构件产生危害。 干燥器由二个干燥塔组成,塔内装填有高性能干燥剂和加热元件, 一个工作时,另一个加热再生。每个塔内都装有一台循环风机,连续工 作。工作塔内的风机用以加大气体循环量并使气体在干燥剂内分布均匀; 再生塔内的风机用以循环再生气体,迫使再生气体经过冷凝器、气水分 离器等,使干燥剂内吸附的水分分离出来。氢气干燥器的工作和再生过 程由内建PLC控制,完全自动进行。由于是闭式循环,所以不消耗氢气, 也不会引入空气。为提高可靠性,干燥器从氢气中分离出出来的水分需 人工排放。
7)循环风机
循环风机主要用于氢冷发电机冷凝式氢气去湿装 置的除湿系统中,在发电机停机或盘车状态下,开启 循环风机,使氢气去湿装置能正常工作。

8)氢气纯度分析仪
可实时监测氢气、CO2的纯度。气体置换时主要通过气体纯度监测装置的样气进
口来监控气体纯度;量程气进口只在置换时用,可实时调看供氢纯度或供CO2纯度, 参比空气进口为调试时用。
入气隙。因此,每个通道从平行线棒纵向切面看成“V”形。
转子冷却示意图
氢气冷却器

发电机的氢冷却器卧放在机座顶部的氢冷却器外罩内。在汽、励两端
的氢冷却器外罩内各有一台氢冷却器,每台分成二个独立的水支路。当停 运一个水支路时,冷却器带 80 %的负荷运行。为闭式氢气循环系统,热 氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。
(6)在氢气中,噪音较小,而且绝缘材料不易受氧化和电晕的损害。
(7)最大的缺点是一旦于空气混合后在一定比例内(4%~74.2%) 具有强烈的爆炸特性,所以发电机外壳都设计成防爆型,气体置
换采用C02作为中间介质。
定子铁芯冷却系统
发电机定子铁芯沿轴向分15个风区,7个进风区和8个出 风区相间布臵。装在转子上的两个轴流风扇(汽、励侧各一) 将风分别鼓入气隙和铁芯背部,进入背部的气流沿铁芯径向 风道冷却进风区铁芯后进入气隙;少部分风进入转子槽内风 道,冷却转子绕组;其它大部分再折回铁芯,冷却出风区的 铁芯,最后从机座风道进入冷却器;被冷却器冷却后的氢气 进入风扇前再循环。这种交替进出的径向多流通风保证了发 电机铁芯和绕组的均匀冷却,减少了结构件热应力和局部过 热。为了防止风路的短路,常在定转子之间气隙中冷热风区 间的定子铁芯上加装气隙隔环,以避免由转子抛出的热风吸 入转子再循环。
通风系统示意图
转子冷却
转子本体段的导体冷却采用的气隙取气径向斜流式通风 系统:在转子线棒凿了两排不同方向的斜流孔至槽底,于是, 沿转子本体轴向就形成了若干个平行的斜流通道。通过这些
通道,冷却用氢气交替的进入和流出转子绕组进风口的风斗,
迫使冷却氢气以与转子转速相匹配的速度通过斜流通道到达 导体槽的底部,然后拐向另一侧同样沿斜流通道流出导体。 从每个进风口鼓进的冷风是分成两条斜流通道向两个方向流 进导体,同样,有两条出风通道汇流在一起从出风口流出进
设备可分为定子线圈冷却水供应单元和其它设备。定子线圈冷却水供应 单元包括水泵、水箱、水冷却器、过滤器、离子交换器;其它设备指仪 表架。

发电机有两个汇流总管位于定子线圈两端,所有的定子线圈都通过绝
缘软管连接到这两个汇流管。电动泵从水箱吸水,经冷却器冷却,经过 过滤器进入发电机本体励端汇流管,流经定子的空心导线后从发电机机 端汇流管流出,最后返回水箱,完成一个循环。
工作原理:仪器由特殊设计的风机,压差交送器及压差计组成,实际则是风机产生
的压差,但由于此压差值与气体的密度有关,而气体密度又直接与气体的成分成比 例,故只要测出风机压差就等于测出了气体密度,实际上两只压差计是直接按密度 和纯度标注的。 纯度要求: 我国发电机运行规程规定:“一般要求发电机内氢气纯度保持在96%以上,低 于此值时,应进行排污”通风摩擦损耗也随着氢气纯度的下降而上升。
硬度
<2微克当量
水质应透明纯净,无机械混杂物,
发电机氢气系统
作用:置换发电机内气体,有控制地向发电机内输送氢气,保持机内氢 气压力稳定,监视机内氢气纯度和液体的泄漏,干燥机内氢气等。 氢气特点: (1)电机内维持氢的纯度为97%时,其密度只有空气的十分之一,所以电 机的通风损耗及转子表面对气体的摩擦损耗都大大减小。 (2)氢的导热系数为空气的6.69倍,它可以使绝缘内间隙及其它间隙的导 热能力改善,从而有利于加强发电机的冷却。 (3)由于氢气的表面散热能力强(纯度为97%的氢气表面散热系数约为空
再加上油中含水量大(要求含水量控制在500ppm以下),从密封瓦的氢侧回油中出
来的水蒸气就会严重影响机壳内氢气的湿度。
发电机气体置换
发电机在进行氢气、空气相互置换时,必须借助中间介质进行置换。
发电机气体置换采用中间介质置换法充氢前先用中间介质(二氧
化碳或氮气)排除发电机及系统管路内的空气,当中间气体的含量超 过95%(C02),95%(N2),(容积比,下同)后,才可充入氢气,排除 中间气体,最后置换到氢气状态。这一过程所需的中间气体为发电 机和管道容积的2~2.5倍,所需氢气约为2~3倍,发电机由充氢状 态置换到空气状态时,其过程与上述类似,先向发电机引入中间气 体排除氢气,使中间气体含量超过95%(C02),97%(N2)后,方可引 进空气,排除中间气体。当中间气体含量低于15%以后,可停止排 气。此过程所的需气体为发电机和管道容积的1.5~2倍。
1) 氢气汇流排
发电机产生的热量通过氢气耗散,氢气的散热能力相
当于空气的8倍。为了获得更加有效的冷却效果,发 电机中的氢气是加压的 氢气来自中央制氢站,通过软管与汇流排连接。减压 阀将氢压减至所需压力,然后送到氢气控制装置再减 压至发电机所需的压力(0.5MPa)
2) 二氧化碳汇流排
为了防止氢气和空气混合成爆炸性的气体,在向发电

相关设备介绍
主要由氢气汇流排(供氢系统)、二氧化碳汇 流排(供二氧化碳系统)、二氧化碳蒸发器(加热 器)、氢气控制装置、氢气干燥器(氢气去湿装 置)、循环风机、发电机绝缘过热监测装置(发电 机工况监测装置)、发电机漏液检测装置和发电机 漏氢检测装置(气体巡回检测仪)组成
9)湿度仪(露点仪)
氢气露点仪装在发电机氢气干燥器的进氢管路上,对发 电机内的氢气的温度和湿度进行在线监测,氢气露点仪的工
作电源为交流220V,并有4~20mA的输出信号。
露点:是指气体在水蒸气含量和气压不变条件下,冷却 到水汽饱和(出现结露)时的温度。气体中的水蒸气含量愈少, 使其饱和而结露所要求的温度越低。反之,水蒸气含量愈多, 降温不多就可出现结露。因此,露点的高低是衡量气体中水 蒸气含量的一个尺度。

5)发电机漏液检测装置

发电机漏液检测装置用以检测发电机水冷定子线
圈或氢气冷却器因泄漏而积累在发电机底部的液体,
同时也用以检测渗漏到发电机内的密封油或轴承油。
6)发电机绝缘过热监测装置

发电机绝缘过热监测装置用以监测发电机内部绝缘材料是否
有过热现象,以便在早期及时采取必要的措施,防止酿成大事 故。 工作原理: 在发电机正常工作时,流经装置的干净气体导致装置产生 一定的微电流,此电流经处理后,在装置上显示出来。当发电 机内绝缘有过热现象时,绝缘材料因过热而挥发出过热粒子, 这些粒子随氢气进入到监测装置后,将引起装置的电流减少。 当电流减少到一定程度时,装置经自检确认装置本身无误后将 发出报警信号,提示发电机内绝缘部件有过热现象。
机充入氢气之前,必须要用二氧化碳将发电机内的空 气置换干净。同理,在发电机停机排氢后,也要用二 氧化碳将发电机内的氢气置换干净
3) 二氧化碳加热器
由于二氧化碳在大多数情况下是以液体形式储存 在气瓶内,二氧化碳加热器用于将来之二氧化碳汇流 排的液态二氧化碳加热成气体,所需的气化热来自电 加热。

4)氢气干燥器
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