Pemudaran Pembangkit Synchronous

Penehanan Pemancar Sinkron: Kaedah Kelebihan dan Keterbatasan

Kepentingan Penehanan

Penehanan adalah aspek kritikal dalam operasi pemancar sinkron. Mekanisme penehanan semula jadi tidak mencukupi untuk menghilangkan jumlah panas yang dihasilkan dalam alternator. Untuk menangani ini, sistem penehanan udara paksa digunakan. Dalam sistem seperti itu, udara dipaksa masuk ke dalam alternator, memastikan volume udara yang lebih besar melalui permukaannya, secara efektif menghilangkan sejumlah besar panas. Sistem ventilasi sirkuit tertutup sangat efektif untuk meningkatkan penehanan pemancar sinkron. Dalam penataan ini, udara panas dan bersih dari alternator didinginkan oleh penukar haba berpendingin air dan kemudian diredarkan kembali melalui alternator menggunakan kipas.

Untuk memaksimumkan luas permukaan yang bersentuhan dengan udara penehanan, saluran dimasukkan ke dalam inti stator dan rotor, serta kumparan medan generator. Saluran-saluran ini dapat dikonfigurasikan dalam arah radial atau aksial, tergantung pada pola aliran udara yang diinginkan.

Sistem Ventilasi Aliran Radial

Deskripsi

Dalam sistem ventilasi aliran radial, udara penehanan memasuki saluran melalui celah udara di stator dan mengalir radially menuju belakang stator, di mana ia kemudian dihilangkan.

Kelebihan

• Kehilangan Tenaga Rendah: Tenaga yang diperlukan untuk ventilasi diminimalisir, berkontribusi pada efisiensi keseluruhan.

• Fleksibilitas: Sistem ini dapat diterapkan pada mesin kecil maupun besar, menjadikannya pilihan yang fleksibel untuk ukuran generator yang berbeda.

Keterbatasan

Ukuran dan Kepadatan: Keberadaan saluran ventilasi, yang dapat menempati sekitar 20% dari panjang armatur, membuat mesin kurang padat.

Penghamburan Panas: Dibandingkan dengan sistem pendinginan lainnya, sistem aliran radial menawarkan penghamburan panas yang relatif lebih rendah. Dalam beberapa kasus, stabilitas sistem dapat terganggu akibat fluktuasi volume udara penehanan yang mengalir melalui mesin.

Sistem Ventilasi Aliran Aksial

Deskripsi

Dalam metode ini, udara dipaksa mengalir aksial melalui lorong-lorong yang dibuat oleh lubang-lubang di stator dan rotor.

Prestasi dan Keterbatasan

Sistem ventilasi aliran aksial sangat efektif, kecuali untuk mesin dengan panjang aksial yang signifikan. Salah satu kelemahan utamanya adalah transfer panas yang tidak seragam. Bagian outlet udara mesin cenderung menerima pendinginan yang lebih sedikit karena udara menjadi panas saat melewati lorong-lorong aksial.

Ventilasi Sirkumferensial

Deskripsi

Dalam ventilasi sirkumferensial, udara disediakan pada satu atau lebih titik di tepi luar inti stator dan kemudian dipaksa mengalir sirkumferensial melalui saluran antara laminasi ke outlet yang ditentukan. Metode ini memungkinkan peningkatan area saluran.

Kombinasi dan Pertimbangan

Dalam beberapa kasus, ventilasi sirkumferensial dikombinasikan dengan sistem aliran radial. Namun, perlu berhati-hati untuk menghindari gangguan antara kedua aliran udara. Untuk mencegah gangguan tersebut, permukaan luar saluran radial bergantian biasanya ditutup.

Persyaratan Udara Penehanan

Untuk penehanan yang efektif, udara yang digunakan harus bersih dan bebas debu. Partikel debu dapat menyumbat saluran, mengurangi area penampangnya, dan akibatnya, menurunkan efisiensi transfer panas melalui konduksi. Untuk memastikan udara bersih, filter udara dan filter kain katun biasanya digunakan. Dalam beberapa situasi, udara dicuci di ruang semprot. Selain itu, dalam sebagian besar kasus, udara didinginkan oleh pendingin air dan kemudian direcirculasi untuk digunakan kembali.

Keterbatasan Penehanan Udara

Peralatan dan Biaya: Untuk mesin berkapasitas besar, kipas yang diperlukan untuk merecirculasi udara menjadi lebih besar dan mengkonsumsi tenaga yang signifikan. Ini memerlukan penggunaan peralatan bantu, yang bisa mahal.

Batas Kapasitas: Ada peringkat optimal untuk mesin di luar batas tersebut, penehanan udara tidak lagi cukup untuk menjaga suhu dalam batas operasi yang aman.

Penehanan Hidrogen Pemancar Sinkron

Dalam sistem penehanan hidrogen, gas hidrogen berfungsi sebagai media penehanan. Penjelasan lebih mendalam tentang metode ini dapat ditemukan dalam artikel "Penehanan Hidrogen Pemancar Sinkron."

Penehanan Air Langsung dalam Pemancar Sinkron

Aplikasi

Penehanan hidrogen tidak cukup untuk mengekstrak panas dari turbo-alternator besar dengan kapasitas 500 MW atau lebih. Volume gas hidrogen yang diperlukan untuk mesin-mesin tersebut dapat membuat penggunaannya tidak ekonomis. Dalam kasus-kasus ini, penehanan air langsung digunakan. Dalam turbo-generator yang sangat besar, rotor sering kali didinginkan oleh hidrogen, sementara kumparan stator didinginkan oleh air demineralisasi langsung. Air direcirculasi menggunakan pompa sentrifugal yang digerakkan oleh motor AC, dan filter kartrid digunakan untuk menghilangkan impuritas. Filter-filter ini dirancang khusus untuk mencegah partikel korosif logam yang dihasilkan dalam kumparan dan pipa masuk ke dalam konduktor hampa kumparan.

Kelebihan atas Penehanan Hidrogen

• Efisiensi: Sistem berpendingin air lebih cepat dan efisien karena konduktivitas termal air lebih tinggi dibandingkan hidrogen.

• Optimasi Ruang: Area saluran yang lebih kecil yang diperlukan untuk air memungkinkan lebih banyak ruang untuk menampung konduktor dalam slot, mengoptimalkan desain generator.

Kekurangan

• Persyaratan Pemurnian: Air yang digunakan untuk penehanan harus sangat murni untuk mencegah peningkatan konduktivitasnya, yang dapat menyebabkan masalah listrik.

• Biaya: Penehanan air umumnya lebih mahal daripada penehanan hidrogen, menjadikannya pilihan yang lebih mahal untuk penehanan generator.

Secara keseluruhan, penehanan pemancar sinkron melibatkan berbagai metode, masing-masing dengan kelebihan dan keterbatasannya sendiri. Memilih metode penehanan yang tepat tergantung pada faktor-faktor seperti ukuran, kapasitas, dan persyaratan operasional generator.