Paggamot ng Synchronous Generator

Pamamalubuhan ng mga Synchronous Generator: Mga Paraan, mga Kahaluhan, at Limitasyon

Kahalagahan ng Pamamalubuhan

Ang pamamalubuhan ay isang mahalagang aspeto sa operasyon ng synchronous generator. Ang mga natural na mekanismo ng pagpapalubog ay hindi sapat para mapawala ang malaking halaga ng init na lumilikha sa loob ng mga alternator. Upang tugunan ito, ginagamit ang mga sistema ng pwersadong pagpapalubog ng hangin. Sa mga sistemang ito, ipinipilit ang pagpasok ng hangin sa alternator, kumakatiyak na mas malaking volume ng hangin ang lumilipas sa ibabaw nito, na epektibong nagwawala ng malaking bahagi ng init. Partikular na epektibo ang saradong sistema ng ventilasyon para sa pagpapalubog ng mga synchronous generator. Sa setup na ito, ang mainit at malinis na hangin mula sa alternator ay pinapalubog ng isang water-cooled heat exchanger at pagkatapos ay inirirkula muli sa pamamagitan ng alternator gamit ang mga pamaypay.

Upang makamit ang maksimum na lugar na nakikipag-ugnayan sa malubhang hangin, iminumungkahing magkaroon ng ducts sa stator at rotor cores, pati na rin sa field coils ng generator. Ang mga ducts na ito ay maaaring i-configure sa radial o axial na direksyon, depende sa kinakailangang pattern ng paglipas ng hangin.

Radial Flow Ventilation System

Paglalarawan

Sa isang radial flow ventilation system, ang malubhang hangin ay pumapasok sa ducts sa pamamagitan ng air gap sa stator at lumilipas radially patungo sa likod ng stator, kung saan ito pagkatapos ay inaalis.

Mga Kahaluhan

• Mababang Pagkawala ng Enerhiya: Minimize ang enerhiyang kinakailangan para sa ventilasyon, na nakatutulong sa kabuuang efisiensiya.

• Versatility: Ang sistemang ito ay maaaring ilapat sa maliit at malalaking makina, kaya ito ay isang flexible na opsyon sa iba't ibang laki ng generator.

Limitasyon

Laki at Kompakto: Ang presensya ng mga ducts ng ventilasyon, na maaaring okupahin ang humigit-kumulang 20% ng haba ng armature, gumagawa ng makina na hindi kompakto.

Pagpapalubog ng Init: Kumpara sa iba pang mga sistema ng pagpapalubog, ang radial flow system ay nagbibigay ng relatibong mas mababang pagpapalubog ng init. Sa ilang kaso, maaaring ma-compromise ang estabilidad ng sistema dahil sa mga pagbabago sa volume ng malubhang hangin na lumilipas sa loob ng makina.

Axial Flow Ventilation System

Paglalarawan

Sa metodyong ito, ipinipilit ang hangin na lumipas axially sa mga pasilyo na nilikha ng mga butas sa stator at rotor.

Pagganap at Limitasyon

Ang axial flow ventilation system ay lubhang epektibo, maliban sa mga makina na may mahalagang axial na haba. Isa sa mga pangunahing limitasyon nito ay ang hindi pantay na transfer ng init. Ang bahaging outlet ng hangin ng makina ay karaniwang tumatanggap ng mas kaunti na pagpapalubog dahil ang hangin ay nainit habang ito'y lumilipas sa mga axial ducts.

Circumferential Ventilation

Paglalarawan

Sa circumferential ventilation, ang hangin ay ibinibigay sa isang o higit pa na puntos sa panlabas na periphery ng core ng stator at pagkatapos ay ipinipilit na lumipas circumferentially sa mga ducts sa pagitan ng laminations patungo sa mga itinalagang outlets. Ang metodyong ito ay nagpapahintulot ng pagtaas sa lugar ng ducts.

Combinations and Considerations

Sa ilang kaso, ang circumferential ventilation ay binabanggit kasama ang radial flow system. Ngunit, dapat alamin upang maiwasan ang interference sa pagitan ng dalawang stream ng hangin. Upang maiwasan ang ganitong interference, karaniwang isinasara ang mga panlabas na ibabaw ng mga alternating radial ducts.

Mga Kakayahan ng Malubhang Hangin

Para sa epektibong pagpapalubog, ang hangin na gagamitin ay dapat malinis at walang abo. Ang mga partikulo ng abo ay maaaring makuha ang mga ducts, na nagbabawas ng kanilang cross-sectional area at, bilang resulta, nagbabawas din ng efisiensiya ng transfer ng init sa pamamagitan ng conduction. Upang matiyak ang malinis na hangin, karaniwang ginagamit ang mga air filters at cheesecloth filters. Sa ilang sitwasyon, ang hangin ay naliligo sa isang spray chamber. Bukod dito, sa karamihan ng mga kaso, ang hangin ay pinapalubog ng mga water coolers at pagkatapos ay ire-recirculate para sa muling paggamit.

Limitasyon ng Air Cooling

Equipment at Cost: Para sa malalaking kapasidad ng mga makina, ang mga pamaypay na kinakailangan para sa pag-ikot ng hangin ay naging mas malaki at kumukonsumo ng malaking halaga ng lakas. Ito ay nangangailangan ng paggamit ng auxiliary equipment, na maaaring mahal.

Capacity Constraints: Mayroong optimal na rating para sa mga makina kung saan ang air cooling ay hindi na sapat para panatilihin ang temperatura sa ligtas na limitasyon ng operasyon.

Hydrogen Cooling of Synchronous Generators

Sa isang hydrogen-cooled system, ang hydrogen gas ang gumagamit bilang medium ng pagpapalubog. Ang mas detalyadong pag-aaral ng metodyong ito ay maaaring makita sa artikulong "Hydrogen Cooling of Synchronous Generator."

Direct Water Cooling in Synchronous Generators

Application

Ang hydrogen cooling ay hindi sapat para sa pag-alis ng init mula sa malalaking turbo-alternators na may kapasidad na 500 MW o higit pa. Ang malaking volume ng hydrogen gas na kinakailangan para sa mga makina na ito ay maaaring gawin itong ekonomikal na hindi viable. Sa mga kaso na ito, ginagamit ang direct water cooling. Sa napakalalaking turbo-generators, ang mga rotor ay madalas na pinapalubog ng hydrogen, samantalang ang mga winding ng stator ay pinapalubog ng direkta na demineralized water. Ang tubig ay inirirkula gamit ang AC motor-driven centrifugal pump, at ang cartridge filters ay ginagamit para alisin ang mga impurities. Ang mga filter na ito ay espesyal na disenyo upang maiwasan ang mga korosibong partikulo ng metal na lumilikha sa mga winding at piping na pumasok sa mga hollow conductors ng mga winding.

Advantages over Hydrogen Cooling

• Efisiensiya: Ang mga sistema ng pagpapalubog ng tubig ay mas mabilis at mas epektibo dahil sa mas mataas na thermal conductivity ng tubig kumpara sa hydrogen.

• Space Optimization: Ang mas maliit na lugar ng duct na kinakailangan para sa tubig ay nagbibigay ng mas maraming lugar para sa mga conductor sa loob ng slots, na nagsasagawa ng optimisasyon sa disenyo ng generator.

Disadvantages

• Purification Requirement: Ang tubig na ginagamit para sa pagpapalubog ay dapat na labis na linisin upang maiwasan ang pagtaas ng conductivity nito, na maaaring magresulta sa mga electrical issues.

• Cost: Ang pagpapalubog ng tubig ay karaniwang mas mahal kaysa sa hydrogen cooling, kaya ito ay isang mas mahal na opsyon para sa pagpapalubog ng generator.

Sa buod, ang pagpapalubog ng mga synchronous generators ay kasama ng iba't ibang paraan, bawat isa ay may sariling set ng mga kahaluhan at limitasyon. Ang pagpili ng tamang paraan ng pagpapalubog ay depende sa mga factor tulad ng laki, kapasidad, at operational requirements ng generator.