Системи охолодження генераторів

Для синхронних машин граничної потужності, якими є гідро- і турбогенератори, важливою проблемою є їх охолодження. Використання інтенсивних способів охолодження дало можливість виготовити турбогенератори потужністю 800-1200МВт, які практично мають такі ж габаритні розміри, як і турбогенератори потужністю 100 МВт, що виготовлялися 60 років тому.

У турбогенераторах потужністю до 25МВт використовують замкнену систему вентиляції з використанням повітря як охолоджувального середовища. Для машин більших потужностей повітря замінюють воднем з надлишковим тиском до 5·10⁵ Па. Порівняно з повітрям водень має кращу теплопровідність і в 14 разів меншу густину. Завдяки цьому покращується охолодження машини та зменшуються втрати на вентиляцію.

Водень (повітря) обтікає зовнішню поверхню котушок обмоток і сердечника. Нагрітий газ надходить у теплообмінник, звідки після охолодження повертається в машину. Таку систему охолодження називають замкненою системою побічного охолодження.

Для машин понад 200 МВт замкнена система з побічним водневим охолодженням є недостатньою. Тому використовують безпосереднє охолодження обмоток. Обмотки у даному випадку виготовляють з порожнистих провідників, всередині яких циркулює водень, вода чи трансформаторне масло (рис. 9.5).

При безпосередньому водневому охолодженні витки обмотки збудження мають канали (рис. 9.5, б, в), а клини виступають над бочкою ротора та мають отвори, через які водень надходить з повітряного проміжку в канали обмотки і потім попадає у повітряний проміжок. Виткову ізоляцію виготовляють зі склотканини. На дно паза вкладають склотекстолітову прокладку з каналами для проходження газу. Під клином розміщена прокладка з каналами, через які газ входить і виходить з пазової частини (рис. 9.5, б). Обмотка статора (рис. 9.5, а) має внутрішнє водяне охолодження. Стержні обмотки мають канали, в які надходить дистильована вода через головки, що розміщені в лобових частинах обмотки. Подачу води у струмопровідні частини здійснюють помпами, а відведення теплоти від нагрітої води – теплообмінними апаратами. Вода проходить вакуумну обробку та очищення у спеціальних апаратах. Передбачено контроль за температурою, витратою, електричною провідністю і тиском води. Система водяного охолодження також замкнена.

Рис. 9.5 - Виконання внутрішніх каналів в обмотці статора (а) і ротора (б, в) турбогенераторів з безпосереднім охолодженням: 1-пазова ізоляція; 2-провідники; 3-канали для проходження охолоджуючої речовини; 4-клин; 5-ізоляційні прокладки; 6-канал для забору (викиду) охолоджуючого газу

Умовні позначення системи охолодження, які використовуються в серії вітчизняних турбогенераторів