Sinhronā ģeneratora dzesēšana

Sinhronaj ģeneratoru dzesēšana: Metodes, priekšrocības un ierobežojumi

Dzesēšanas nozīme

Dzesēšana ir kritiska sinhronajā ģeneratora darbības aspekts. Dabiskas dzesēšanas mehānismi nav pietiekami, lai izkaisītu lielo siltuma daudzumu, ko alternatoros radīt. Lai to risinātu, tiek izmantotas spējaugstās gaisa dzesēšanas sistēmas. Šajās sistēmās gaisu aktīvi nospiež alternatorā, nodrošinot, ka lielāka gaisa daudzums nonāk virs tā virsmas, efektīvi noņemot būtisku siltuma daudzumu. Aizvērtā ventilācijas sistēma ir īpaši efektīva sinhronajā ģeneratora dzesēšanai. Šajā iekārtē karsts, tīrs gaisa no alternatora tiek dzestis ūdensdzesējam un pēc tam atkal cirkulē caur alternatoru, izmantojot ventilatorus.

Lai maksimizētu virsmas apgabalu, kas saistīts ar dzesējošo gaisu, statora un rotora šķērsgriezienos, kā arī ģeneratora lauka spēļu spēļu iekšpusē tiek integrētas kanāles. Šīs kanāles var būt iestatītas rādialā vai assalīgā virzienā, atkarībā no vēlamo gaisa plūsmas modelī.

Rādialā plūsma ventilācijas sistēma

Apraksts

Rādialā plūsma ventilācijas sistēmā dzesējošais gaisa ienāk kanālos caur statora gaismas spraugu un plūst rādialā virzienā uz statora aizmuguri, kur no tā tiks pēc tam noņemts.

Priekšrocības

• Zema enerģijas zaudējuma līmenis: Ventilācijai nepieciešamā enerģija ir samazināta, ieguldījot kopējā efektivitātē.

• Vielveidība: Šī sistēma var tikt piemērota gan maziem, gan lieliem mehāniķiem, padarot to par elastīgu opciju dažādiem ģeneratoru izmēriem.

Ierobežojumi

Izmērs un kompaktnieba: Ventiļu kanālu klātbūtne, kas var aizņemt aptuveni 20% armatūras garuma, padara mašīnu mazāk kompaktnu.

Siltuma izkaisīšana: Salīdzinājumā ar citām dzesēšanas sistēmām, rādialā plūsma sistēma piedāvā relatīvi zemu siltuma izkaisīšanas līmeni. Dažos gadījumos sistēmas stabilitāte var būt nomesta, jo plūstošā gaisa daudzums caur mašīnu var mainīties.

Assalīgā plūsma ventilācijas sistēma

Apraksts

Šajā metodē gaisu piespiež plūst assalīgā virzienā caur ceļiem, kas radīti statora un rotora spraugās.

Veiktspēja un ierobežojumi

Assalīgā plūsma ventilācijas sistēma ir ļoti efektīva, izņemot mašīnas ar būtisku assalīgo garumu. Viens no tās galvenajiem trūkumiem ir nevienmērīga siltuma pārnese. Mašīnas gaisa izdošanas daļa bieži saņem mazāk dzesēšanas, jo gaisa temperatūra paaugstinās, plūstot caur assalīgajiem kanāliem.

Apgriezto aplīgā ventilācija

Apraksts

Apgriezto aplīgā ventilācijā gaisu piegādā vienā vai vairākos punktos statora šķērsgriezena ārējā perimetra un pēc tam piespiež to plūst apgrieztā aplīgā caur kanāliem starp laminācijas slāņiem līdz noteiktiem izdošanas punktiem. Šī metode ļauj palielināt kanālu apgabalu.

Kombinācijas un apsvērumi

Dažos gadījumos apgriezto aplīgā ventilāciju kombinē ar rādialo plūsmas sistēmu. Tomēr, jāievēro, lai novērstu divu gaisa plūsmu savstarpējo iedarbību. Lai novērstu šādu iedarbību, parasti tiek aizverti alternierujošo rādialo kanālu ārējie virsmas daļas.

Dzesējošā gaisa prasības

Lai dzesēšana būtu efektīva, jāizmanto tīrs un bez putekļu gaisa. Putekļu daļiņas var uzsprostit kanālus, samazinot to šķērsgrieziena apgabalu un, kā rezultātā, samazinot siltuma pārnešanas efektivitāti kondukcijas veidā. Lai nodrošinātu tīru gaisu, parasti tiek izmantoti gaisa filtri un sierskābes filtri. Dažos gadījumos gaisu mazina sprādziena kameras. Papildus tam, lielāko daļu gadījumos gaisu dzest ūdensdzesēji un pēc tam to atkārtoši izmanto.

Gaisa dzesēšanas ierobežojumi

Aprīkojums un izmaksas: Liela jaudas mašīnām nepieciešamie ventili, lai cirkulētu gaisu, kļūst lielāki un patērē būtisku enerģijas daudzumu. Tas prasa izmantojot papildus aprīkojumu, kas var būt dārgs.

Jaudas ierobežojumi: Ir optimāls reitings, pārsniedzot kuru gaisa dzesēšana vairs nav pietiekama, lai uzturētu temperatūru drošos darbības robežās.

Sinhronajā ģeneratora hidrogena dzesēšana

Hidrogena dzesēšanas sistēmā kā dzesējošs līdzeklis tiek izmantots hidrogēns. Šī metode tika plašāk pētīta rakstā "Sinhronajā ģeneratora hidrogena dzesēšana."

Tiešā ūdens dzesēšana sinhronajā ģeneratorā

Pielietojums

Hidrogena dzesēšana nav pietiekama, lai izkaisītu siltumu no lieliem turboalternatoriem ar jaudu 500 MW vai vairāk. Tādām mašīnām nepieciešamais hidrogēna daudzums var padarīt tā lietošanu ekonomiski nenodrošināmu. Šajās situācijās tiek izmantota tiešā ūdens dzesēšana. Īpaši lielos turboģeneratoros rotors bieži tiek dzest hidrogena, bet statora spēļas tiek dzest tieši demineralizētu ūdeni. Ūdens tiek cirkulēts ar AC dzinēja vadītu centrífūgu pompā, un kartridž filtrus izmanto, lai noņemtu impurities. Šie filtri ir speciāli izstrādāti, lai novērstu metāla korozijas daļiņu, kas rodas spēļu un cauruļu iekšpusē, ieplūšanu spēļu tukšajos vedējos.

Priekšrocības salīdzinājumā ar hidrogena dzesēšanu

• Efektivitāte: Ūdensdzesējošas sistēmas ir ātrākas un efektīvākas, tā kā ūdens termiskā laidība ir lielāka nekā hidrogena.

• Vietas optimizācija: Mazāks kanālu apgabals, kas nepieciešams ūdens, ļauj vairāk vietas spēļu ievietošanai skrejās, optimizējot ģeneratora dizainu.

Trūkumi

• Purifikācijas prasība: Ūdens, kas tiek izmantots dzesēšanai, jāpurificē augstā līmenī, lai novērstu tā vedamības paaugstināšanos, kas var izraisīt elektriskus problēmus.

• Izmaksas: Ūdens dzesēšana ir vispārīgi dārgāka nekā hidrogena dzesēšana, padarot to dārgāku variantu ģeneratora dzesēšanai.

Kopsavilkumā sinhronajā ģeneratora dzesēšana ietver dažādas metodes, katrai no tām ir savas priekšrocības un ierobežojumi. Atbilstošās dzesēšanas metodes izvēle atkarīga no faktoriem, piemēram, ģeneratora izmēra, jaudas un operatīvo prasību.