Paggamot ng Synchronous Generator

Pamamahala ng Synchronous Generators: Mga Paraan, mga Pabor, at Limitasyon

Importansya ng Pagpapalamig

Ang pagpapalamig ay isang mahalagang aspeto ng operasyon ng synchronous generator. Ang mga natural na paraan ng pagpapalamig ay hindi sapat upang ipakalat ang malaking halaga ng init na nabubuo sa loob ng alternator. Upang tugunan ito, ginagamit ang mga sistema ng porsyadong hangin. Sa mga sistemang ito, inililipas nang aktibo ang hangin sa alternator, nagbibigay ng mas malaking volume ng hangin na lumilipas sa ibabaw nito, na epektibong nagreresulta sa pag-alis ng malaking bahagi ng init. Ang saradong sistema ng ventilasyon ay partikular na epektibo para sa pagpapalakas ng pagpapalamig ng synchronous generators. Sa setup na ito, ang mainit at malinis na hangin mula sa alternator ay pinapalamig ng tubig-cooled heat exchanger at pagkatapos ay i-circulate ulit sa pamamagitan ng alternator gamit ang mga fan.

Upang makamit ang pinakamalaking surface area na may kontak sa cooling air, inilalapat ang mga duct sa stator at rotor cores, pati na rin sa field coils ng generator. Ang mga duct na ito ay maaaring ikonfigure sa radial o axial direction, depende sa nais na pattern ng air flow.

Radial Flow Ventilation System

Paglalarawan

Sa isang radial flow ventilation system, ang hangin ng pagpapalamig ay pumapasok sa mga duct sa pamamagitan ng air gap sa stator at lumilipas radially papunta sa likod ng stator, kung saan ito ay pagkatapos ay alisin.

Mga Pabor

• Mababang Energy Loss: Ang enerhiyang kinakailangan para sa ventilation ay mininimize, nakakaimpluwensya sa kabuuang efisiensiya.

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

Limitasyon

Laki at Compactness: Ang presensya ng mga ventilating duct, na maaaring okupahin ang humigit-kumulang 20% ng haba ng armature, gumagawa ng makina na hindi kompakt.

Heat Dissipation: Kumpara sa iba pang mga sistema ng pagpapalamig, ang radial flow system ay nagbibigay ng relatibong mas mababang heat dissipation. Sa ilang kaso, ang estabilidad ng sistema ay maaaring mabigo dahil sa mga pagbabago sa volume ng hangin ng pagpapalamig na lumilipas sa makina.

Axial Flow Ventilation System

Paglalarawan

Sa pamamaraang ito, inililipas ang hangin axially sa pamamagitan ng mga pasilyo na nilikha ng mga butas sa stator at rotor.

Performance at Limitasyon

Ang axial flow ventilation system ay napakapambihirang epektibo, maliban sa mga makina na may malaking axial lengths. Isa sa mga pangunahing limitasyon nito ay ang hindi pantay na heat transfer. Ang bahaging outlet ng hangin ng makina ay karaniwang tumatanggap ng mas kaunting pagpapalamig dahil ang hangin ay nagsisilbing mainit habang ito ay lumilipas sa mga axial ducts.

Circumferential Ventilation

Paglalarawan

Sa circumferential ventilation, inililipas ang hangin sa isang o higit pang puntos sa labas na periphery ng stator core at pagkatapos ay inililipas circumferentially sa pamamagitan ng mga duct sa pagitan ng laminations patungo sa mga designated outlets. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-daan para sa pagtaas ng duct area.

Combinations at Considerations

Sa ilang kaso, ang circumferential ventilation ay nakombinado sa radial flow system. Ngunit, dapat mag-ingat upang maiwasan ang interference sa pagitan ng dalawang stream ng hangin. Upang maiwasan ang ganitong interference, ang mga outer surfaces ng alternating radial ducts ay karaniwang sarado.

Mga Kahilingan ng Cooling Air

Para sa epektibong pagpapalamig, ang hangin na ginagamit ay dapat malinis at walang dust. Ang mga dust particles ay maaaring mapuno ang mga duct, nagbabawas ng kanilang cross-sectional area at, bilang resulta, nagbabawas ng efisiensiya ng heat transfer sa pamamagitan ng conduction. Upang tiyakin ang malinis na hangin, karaniwang ginagamit ang air filters at cheesecloth filters. Sa ilang sitwasyon, ang hangin ay inililinis sa isang spray chamber. Bukod dito, sa karamihan ng mga kaso, ang hangin ay pinapalamig ng water coolers at pagkatapos ay recirculated para sa reuse.

Limitasyon ng Air Cooling

Equipment at Cost: Para sa malalaking kapasidad ng makina, ang mga fan na kinakailangan upang i-circulate ang hangin ay naging mas malaki at kumukonsumo ng malaking halaga ng power. Ito ay nagpapataas ng pangangailangan para sa auxiliary equipment, na maaaring maging mahal.

Capacity Constraints: Mayroong optimal na rating para sa mga makina na lumampas sa kung saan ang air cooling ay hindi na sapat upang panatilihin ang temperatura sa ligtas na operational limits.

Hydrogen Cooling ng Synchronous Generators

Sa isang hydrogen-cooled system, ang hydrogen gas ang nagsisilbing medium ng pagpapalamig. Ang mas malalim na pag-aaral ng pamamaraang ito ay maaaring makita sa artikulong "Hydrogen Cooling of Synchronous Generator."

Direct Water Cooling sa Synchronous Generators

Application

Ang hydrogen cooling ay hindi sapat para sa pagkuha ng init mula sa malalaking turbo-alternators na may kapasidad ng 500 MW o higit pa. Ang malaking volume ng hydrogen gas na kinakailangan para sa mga makina na ito ay maaaring gawin itong hindi ekonomiko. Sa mga kaso na ito, ginagamit ang direct water cooling. Sa mga napakalalaking turbo-generators, ang mga rotor ay kadalasang pinapalamig ng hydrogen, habang ang mga stator windings ay pinapalamig ng direct demineralized water. Ang tubig ay icirculate gamit ang AC motor-driven centrifugal pump, at ang cartridge filters ay ginagamit upang alisin ang mga impurities. Ang mga filter na ito ay espesyal na disenyo upang maiwasan ang metallic corrosive particles na nabubuo sa mga windings at piping mula pumasok sa mga hollow conductors ng mga windings.

Mga Pabor sa Hydrogen Cooling

• Efisiensiya: Ang mga water-cooled systems ay mas mabilis at mas epektibo dahil sa mas mataas na thermal conductivity ng tubig kumpara sa hydrogen.

• Space Optimization: Ang mas maliit na duct area na kinakailangan para sa tubig ay nagbibigay ng mas maraming lugar upang ma-accommodate ang mga conductor sa loob ng slots, na nag-o-optimize sa disenyo ng generator.

Kamangyan

• Purification Requirement: Ang tubig na ginagamit para sa pagpapalamig ay dapat matalino purify upang maiwasan ang pagtaas ng kanyang conductivity, na maaaring magresulta sa mga electrical issues.

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

Sa kabuuan, ang pagpapalamig ng synchronous generators ay kasama ang isang range ng mga paraan, bawat isa ay may sariling set ng mga pabor at limitasyon. Ang pagpili ng tamang paraan ng pagpapalamig ay depende sa mga factor tulad ng laki, kapasidad, at operational requirements ng generator.