Главная Машины переменного тока



б) электрическая машина с замкнутой системой вентиляции, у которой охлаждающий воздух (или газ) или жидкость циркулируют по замкнутой системе через внутреннее пространство машины и специальный охладитель. Принципиальная схема замкнутой системы охлаждения показана на рис. 35.1,6. Для питания охладителей применяется техническая вода. При замкнутой системе охлаждения исключается возможность засорения частей машины пылью. При других видах охлаждающей среды она является единственно возможной.


Рис. 35.1. Принципиальные схемы с разомкнутой (с), и замкнутой (б) системами: 1 - синхронная машина; 2 - охладитель; 3 - направлений движения воды - Б охладителе

6. Электрическая машина с непосредственным охлаждением, охлаждающая среда которой отводит тепло непосредственно от тех частей, в которых это тепло выделяется. В случае непосредственного охлаждения части машины к термину добавляется название охламэдаемой части. Например, «электрическая машина с непосредственным охлаждением обмотки статора». В этом случае охлаждающая среда непосредственно омывает проводники обмоток статора или ротора, унося тепло, выделяющееся в них, а остальные части машины охлаждаются через их естественные поверхности.

Электромашиностроительные заводы в каталогах и инструкциях по эксплуатации применяют еще один термин для определения охлаждающей системы: косвенное и смешанное охлаждение. При. косвенном охлаждении тепловой поток от проводника обмотки должен пройти через слой изоляции, прежде чем он достигнет поверхности теплоотдачи и отведется охлаждающим агентом (воздухом или газом). При смешанном"охлаждении одна из обмоток статора или ротора охлаждается косвенно, а другая - непосредственно.

В качестве охлаждающей среды (охлаждающего агента) в синхронных машинах применяют воздух, водород, воду и масло. Воздух используЮт в системах косвенного охлаждения (гидрогенераторов, двигателей, турбогенераторов и компенсаторов ограниченной мощности). Водород в замкнутых системах вентиляции позволяет



увеличить мощность машины без увеличения ее размеров за счет более интенсивной теплопередачи, так как теплоемкость водорода в 14 раз, теплопроводность в 6, 7 раз больше, чем воздуха, и коэффициент теплопередачи от охлаждаемой поверхности к водороду в 1,4 раза больше, чем к воздуху. Плотность водорода составляет примерно 10% от плотности воздуха, вследствие чего вентиляционные потери и потерн на трение ротора об охлаждающую среду, которые в быстроходных машинах при воздушном охлаждении относительно велики, уменьшаются в 10 раз. Такое уменьшение потерь дает заметное увеличение к. п. д. (порядка 0,8%)- Водородное охлаждение также уменьшает окисление изоляции. Наряду с указанными-преимуществами водородное охлаждение требует усложнения конструкции, так как должна быть обеспечена герметичность корпуса. При водородном охлаждении в замкнутой системе необходимо поддерживать избыточное давление порядка 0,05 ат, что должно исключить возможность попадания в машину воздуха и образования внутри взрывоопасной газовой смеси.

Создание генераторов свыше 150 000 кВ-А потребовало более интенсивного охлаждения. При повышении давления водорода пропорционально увеличивается теплоемкость и улучшается теплоотдача с охлаждаемой поверхности. Однако повышение давления Целесообразно лишь до некоторого предела, ибо затем оно не дает положительных, результатов, так как в этом случаеуменьшается только перепад температуры от охлаждающей поверхности к охлаждающему газу, а температурный перепад в изоляции обмотки и по участкам зубцов остается неизменным. Поэтому превышение температуры обмоток статора и ротора в этом случае уменьшается незначительно, а трудности до герметизации корпуса возрастают и увеличиваются потери на трение и вентиляцию.

Охлаждение турбогенераторов. Охлаждаются генераторы по замкнутому циклу. В зависимости от их мощностей и исполнения применяют различные системы охлаждения: косвенное воздушное охлаждение статора и ротора с радиальной или аксиальной схемой вентиляции (до 30ООО-кВ-А); косвенное водородное охлаждение статора и ротора с радиальной или аксиальной схемой вентиляции (30 000-150 000 кВ-А); смешанное водородное охлаждение статора и непосредственное обмотки ротора (60 000-200 000 кВ-А); непосредственное водородное охлаждение обмоток статора и ротора (200 000-300 000 кВ-А); непосредственное водяное охлаждение обмотки статора и водородное охлаждение обмотки ротора (200 000-300 000 кВ-А); непосредственное водяное охлаждение обмоток статора и ротора (200 000-1 ООО ООО кВ А).

На рис. 35.2 приведена схема радиальной самовентиляции тур-богенератора при косвенном охлаждении. Два вентилятора, расположенных на торцах ротора, прогоняют холодный газ (воздух или водород) через лобовые части обмотки статора в несколько камер 1у размещенных вдоль оси машины и охватывающих снаружи сердечник статора. Из них газ устремляется через вентиляционные каналы статора в воздушный зазор, машины и затем в обратном



направлении - в камеры 2. Здесь движется уже нагретый газ. Далее он проходит через газоохладители 3, где охлаждается, и сно-ва поступает к вентиляторам машины. Лобовые части обмотки ротора охлаждаются струей газа, которая от вентиляторов направляется в специальный канал под бандажным кольцом. Подобную схему самовентиляции называют радиальной многоструйной. При охлаждении воздухом охладители устанавливают внутри фундамента, а при охлаждении водородом -в корпусе машины.

Разрез по вертикальной плоскости


Разрез по горизантальной плоскости Рис. 35.2. Схема радиальной самовентиляции турбогенератора

Помимо радиальной применяют также аксиальную схему вентиляции. В этом случае холодный водород с помощью компрессора" поступает с одной стороны машины в осевые каналы в сердечнике статора и выходит нагретым с другой стороны. Во внутренние каналы сердечника ротора холодный газ подается с обоих торцов ротора и нагретым выходит в зазор в средней части турбогенератора.

В турбогенераторах (ТГВ-200, ТГВ-200М, ТГВ-300) с непосредственным водородным охлаждением обмоток статора в качестве вентиляционных каналов в стержнях применяют специальные изолированные трубки из немагнитной стали с высоким омическим сопротивлением, расположенные между двумя столбцами элемен-тарных, проводников. Элементарный проводник образуется наложением двух медных полос специального профиля, при этом в середине получается вентиляционный канал. В ротор водород входит через боковые отверстия в меди в зоне лобовых частей и по каналам внутри проводников движется к центральной зоне, где выбрасывается в воздушный зазор через вертикальные вентиляционные каналы.

В турбогенераторах (ТГВ-200М, ТГВ-500, ТГВ-800) с непосредственным водяным (дистиллированная вода) охлаждением обмоток статора применяют элементарные медные проводники (сплошные и полые), которые имеют квадратнуюформу и круглое внут реннее отверстие. Вода к виткам обмотки ротора подводится через



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [51] 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0133