定子冷却水系统

定子冷却水系统
一、定子冷却水系统相关介绍
1、定子：定子是电机静止不动的部分。

定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。

定子的主要作用是产生旋转磁场。

2、发电的冷却方式：国内外大容量发电机组采用的冷却方式主
要有三种：全氢内冷方式，定子绕组水冷转子及铁芯氢冷却方式（水氢氢），双水内冷却方式（水水空）。

国峰煤电机组采用水氢氢冷却方式。

3、区别于空气冷却，发电机采用氢气冷却的优缺点：
优点：（1）氢气密度小，大大降低了发电机风扇和通风系统等的摩擦损耗，提高了发电机的效率；（2）氢气传热系数大，导热能力强，可提高发电机的单机容量和缩小发电机的体积；（3）氢气的绝缘性能好，电离现象微弱，可以延长线圈的使用寿命；（4）由于氢气密度小，且采用密闭循环系统后，可使机组噪音大大减小。

缺点：氢气属于易燃易爆物质。

4、发电机定子采用水冷的原因:
水冷的效果是氢冷的50倍,定子铁心和转子绕组内部有通风道，采用氢气冷却，若转子、定子铁芯采用水冷，设备较为复杂，制造工艺上较困难。

水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，定子绕组内部的空心导体里通水，水带走发电机运行过程中产生的热量，实现冷却的作用。

二、定子冷却水系统的作用
运行中的发电机定子绕组产生的热量和发电机的输出功率有着密切的关系，发电机的输出功率越大，其发热量也越多。

定子绕组温度过高，会影响其内部的绝缘。

为了保证机组的安全运行，大容量发电机组都设置有发电机定子冷却装置，用来带走发电机运行中产生的热量。

对于水内冷发电机组，就是利用定子冷
却水来带走发电机运行中产生的热量。

三、定子冷却水系统流程：
定子冷却水系统是汽轮发电机控制系统中一个独立的回路。

定子冷却水从水箱出来，经过冷却水泵和冷却器后及滤网，通过外部进水管进入发电机励端定子机座内的环形总进水管，其中一路通过绝缘水管流入定子线棒中的空心导线，然后从线圈另一端经绝缘水管汇入环形出水管；另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线，出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒内的出水管，然后也经外管道汇入汽端环形出水管。

双路水流最后从汽端上部流出发电机，经总出水管返回到水箱，形成闭式循环系统。

定子冷却水系统向各定子绕组不间断地供水，系统设有自动水温调节器，以调节定子绕组内冷水进水温度，并设置了微碱装置或者离子交换器，用以提高和保持内冷水的水质。

定子绕组采用清洁纯净的除盐水对发电机定子绕组及出线盒的高压套管进行冷却，该系统为闭式循环系统，水系统中所有管道及与冷却水
接触的元件均采用抗腐蚀材料。

四、定子冷却水系统设备
该系统的设备主要由定子冷却水箱、定子冷却水泵、定冷水冷却器、定子水滤网、离子交换器、导电度仪等及有关管道、阀门组成。

1、定子冷却水箱：是定子水冷系统中的一个储水容器。

发电机出水管口伸入水箱内液面以下，可以消除发电机回水的汽化现象，回水中如含有微量氢气也可在水箱内释放，当箱内气体压力高于设计整定值时，安全阀自动排汽，水箱上装有水位控制开关和就地水位计，当水箱水位下降时，控制开关动作，自动向水箱内补水及对不正常水位发出报警。

补水来自化学除盐水和凝结水。

2、定子冷却水泵：定冷水系统中装有两台并联的离心泵，泵的出口装有逆止阀。

正常运行时一台运行，一台备用。

当泵出口压力低于整定值时或定冷水流量低于设定值时，联动备用泵，以维持系统正常运行，同时报警。

3、定冷水冷却器: 水冷系统中装有两台并联的水冷器，正常情况下一台运行，一台备用。

4、定子水滤网:定子水系统中装有两台并联的定冷水滤网，正常情况下一台运行，一台备用。

定冷水滤网的滤芯用不锈钢网布制成，滤网筒体底部设有排污口，滤网的两端跨接着差压开关，当差压增大到比正常压差高时，发出报警信号，此时应及时将备用滤网投入运行，并清理被堵的滤网滤芯。

5、离子交换器：定子冷却水系统通过连续地从冷却水中引出一小部分冷却水管旁路流经一台混床式离子交换器来降低内冷水中的电导率。

电导率反应的是水中离子含量的多少。

当电导率过大，会引起较大的泄漏电流，从而使绝缘引水管老化，导致发电机相间闪络，甚至破坏设备。

正常运行期间，离子交换器的水流量控制在250L/min左右。

因为绝缘引水管须承受线圈对地的全电压，冷却水的低导电率是当进入离子交换器的电导率不高于1.0μS/cm时，其出水的电导率将不高于0.1μS/cm；当进入离子交换器水的电导率不高于9.5μS/cm时，其出水的电导率将不高于0.2μS/cm。

如果系统中水的电导率不能维持在0.5μS/cm以下，
或者压力损失超过98kPa，则说明交换树脂已经失效，应进行更换。

6、加热器：机组初运行时，因机内氢气湿度可能偏高，同时定子线圈内部循环水温度又可能过低。

为防止定子线圈表面结露，水箱内还装有蒸气加热装置，以便在机组升压和投入运行之前对定子线圈内部的循环水进行加热，从而杜绝线圈表面结露现象的产生。

蒸汽加热装置的蒸汽来源为辅汽。

五、定子冷却水系统的运行
1、定子冷却水系统的巡检和操作
（1）系统初始充水时，应先使水箱水位在最高位置，直至溢流管有水溢流出为止，以排除水箱内的空气，然后将水箱水位排放至正常。

（2）启动定子冷却水泵前要注意调整水泵再循环阀门，控制发电机进水压力为（0.20～0.25MPa），保证发电机内水压低于
氢压。

（3）检查水泵电流、轴承振动、温度、泵组声音正常，投入联锁。

（4）机组起动过程中，水温超过30℃后及时投入其冷却器。

（5）正常运行中，应就地检查定子冷却水导电度在0.5～1.5μs/cm范围内。

（6）定冷水箱就地水位计要经常与LCD画面上水位指示进行核对，防止出现偏差。

（7）运行中要经常检查定冷水箱含氢量检测装置的数值，并且经常在定冷水箱排空门处手动测量含氢量。

2、定子冷却水系统的运行监视与调整
（1）运行期间，必须保证冷却器内内冷水压力高于冷却水压力，避免冷却水渗入内冷水,影响内冷水水质。

（2）发电机内氢气压力应高于定子绕组冷却水进水压力
0.1～0.2MPa左右，定子冷却水压力正常应保持在0.20～0.25MPa，定子冷却水量应在30t/h以上。

（3）运行中要监视就地在线导电度及ph显示仪表的变化，定期对定子冷却水的水质进行检查、化验。

定子冷却水导电度正常为0.5～1.5μs/cm （水温为20℃时），ph（25℃）：7.0～9.0，铜≤40μg/L，硬度＜2.0μmol/L。

（4）定子冷却水进水温度不应高于45℃，出水温度不应高于75℃，必要时可投入两台冷却器运行。

（5）定期测量定子冷却水箱中的含氢量（体积含量），当其含量超过3%，应加强监视并分析原因处理。

若120小时后缺陷不
能消除或其含量超20%，应申请停机处理。

（6）由于发电机设有断水保护，因此运行中应控制定子冷却水流量不低于10t/h，定子冷却水进出口压差不低于0.035MPa，否则应果断按下汽机跳闸按钮通过逆功率保护解列发电机。

定子线圈流量非常低”报警信号发出后延时30秒，发电机即跳闸，以保护定子线圈不因冷却水流量过低而引起烧毁事故。

三个信号
并联的压差开关用于断水保护，断水流量设定为额定的70%。

根据“三取二”原则，实现断水保护,以提高断水保护的可靠性。

3、定子冷却水系统的启动与停运
（1）定子冷却水系统启动前，应检查系统各仪表齐全，指示正确，LCD画面上各参数、报警指示无异常，联系检修投入定子冷却水断水保护。

检查凝结水系统运行正常，确认微碱装置备用良好。

（2）启动定子冷却水泵，开启其出口门向系统注水冲冼，换水冲洗2～3次，化验水质合格后，投入微碱装置。

（3）定子冷却水导电度计、ph计、定子冷却水水温控制应可靠投入。

（4）发电机解列1小时后，可停运定子冷却水系统，停运后注意监视定子线圈温度。

4、发电机定子线圈冷却水系统反冲洗
停机后，一般均要对发电机定子线圈进行反冲洗。

反冲洗前应先将微碱装置隔离，并就地进行系统倒换，保证反冲洗回路正确畅通。

化验水质合格后，根据需要进行发电机定子线圈冷却水系统放水。

发电机定子线圈的反冲洗，只能在机组停运后进行，发电机解列后要及时进行线圈反冲洗，直至水质合格。

机组启动前必须认真检查，使水冷系统切换为正常运行方式。

（对照图讲流程）
5、发电机内冷水对水质的要求
山西国峰煤电有限责任公司培训资料
（1）冷却水应当透明、纯洁、无机械杂质和颗粒；
（2）冷却水的导电度正常运行中应当小于1.5us/cm。

过大的导电度会引起较大的泄漏电流，从而使绝缘引水管老化，还会使定子相间发生闪络；
（3）为防止热状态下造成冷却管内壁结垢，降低冷却效果，甚至堵塞。

应当控制水中的硬度，不大于10ug/L；
（4）NH3浓度越低越好，以防腐蚀铜管；
（5）PH值要求为中性规定在7～8之间；
（6）为防止发电机内部结露，对应于氢气进口温度，定子水温也应当大于一定值。

一般规定在38～43℃。