汽輪發電機冷卻系統技術研究系統

何 濤

(哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150046)

1 發電機冷卻

短時間圓柱轉子同步發電機的熱容量，例如，定子電流可能是額定電流的130% min或116%，持續2 min。類似的限制轉子勵磁繞組為額定滿載勵磁的125%電壓1 min，112%電壓2 min。這些過載值會產生比正常熱量更高的熱量，這會導致定子和勵磁繞組溫度升高。通過限制過載條件下的時間段，材料的熱容量將溫度保持在安全限制。長時間運行：要以降低的頻率長時間運行，必須考慮熱平衡和發電機應減少負載以補償較低的冷卻能力。發電機的千伏安能力與定子電壓與電流能力的乘積。定子電壓假設磁場恒定，則與速度成正比減少電流(恒定磁通密度)。定子電流能力為受定子線圈載流能力下降的限制。完成氫氣冷卻發電機的通風帶有軸驅動的軸流風機和離心機泵的旋轉動作使轉子旋轉。因此，通風氣流與速度降低成正比地降低。在傳統上冷卻的機器中，氣體通過定子并通過消除轉子鐵的熱量損失。對于較大的單元，導體通過轉子的氫氣需要冷卻導體和通過定子導體的氫氣或水。

定子繞組也存在類似的關系。一個大的假設通過降低速度來說明這種現象。對于常規冷卻的發電機，絕緣層上出現明顯的溫度下降在導體和熱氣體之間。降低速度時，熱氣由于較低的質量流量，溫度升高，但導體由于溫度過高，溫度僅略有升高恒定的絕緣溫度下降。因此，冷卻能力通過降低速度將這種結構的結構略微降低至額定值的95%，但這對導體溫度影響很小。傳統上的千伏安能力降低了速度的冷卻機僅降低了定子電壓。因此，可以操作常規的氫冷發電機降低到正常頻率的95%，前提是千伏安輸出與頻率成比例降低。氣體導體冷卻發電機，由于冷卻氣體直接接觸而沒有絕緣降落與發熱導體；因此，減少了氣流會大大提高導體溫度。自從導體損耗主要與電流的平方成正比，導體電流必須按比例減小保持安全導體溫度的速度平方根。因此，在降低的速度下，氣體類型的千伏安(kVA)能力導體冷卻的發電機受到定子電壓降低的限制并通過降低轉子和定子的電流能力指揮。導體冷卻發電機，帶水冷定子繞組和氣冷轉子繞組h-轉速等于氣體型導體冷卻的轉速發電機。液體冷卻劑通常通過電動泵的轉速與系統頻率成正比，水冷定子繞組的電流容量為與速度的平方根成比例地減小。

總而言之，可以使用導體冷卻的發電機降低至正常頻率的95%，前提是千伏安(kVA)輸出按比例減少1.5倍頻率，即95%的頻率為92.5%kVA。假定低頻運行在非額定功率因數下，如果運行功率因數高于額定值，則減少的通風會直接影響并降低定子線圈電流容量。在低于額定功率因數的條件下運行受轉子電流能力的限制，這也取決于通風時。這通過以下方式反映給定子可以由轉子電流支持的定子線圈電流。勵磁系統性能：頻率低至95%額定，發電機勵磁系統可以提供足夠的勵磁電流，以維持所需的發電機輸出。然而，勵磁機最高電壓降低到大約與頻率的平方成正比。穩壓器的性能基本上不受以下因素的影響頻率變化，但勵磁機性能可能不令人滿意如果調節器不在使用中[2]。穩態無須穩壓器的375V自激激勵器的運行動作。在正常速度(n=100%)下，變阻器電阻線與負載飽和度的交點曲線顯示為340V。假設主發電機大約在滿負荷下運行。如果降低速度，則飽和度曲線將按比例降低(n=95%)和自激工作點下降到較低的電壓。下降量取決于勵磁機的飽和特性，場的設置變阻器，穩定場強和頻率量改變。以使變阻器電阻線的斜率基本上平行于95%速度時的負載飽和曲線。對于這樣的條件勵磁電壓將崩潰。勵磁機穩定場提供少量的激勵(大約1%以確保與飽和點的交點穩定在手動控制下，以額定速度彎曲。然而，這種穩定場對確保十字路口的穩定在很大程度上是無效的以95%的速度。非自激的勵磁系統，例如旋轉整流器系統不受這種嚴重的頻率依賴性的影響。

2 低頻運行

低頻運行保護渦輪機：目前主要的防范措施渦輪機過低的超頻運行是電廠運營商。作為操作員的幫助，將低頻警報設置為58.5 Hz表明應該開始對頻率不足的監視。另一個警報是由設置為10 min的計時器觸發的表示已達到欠頻操作極限并且操作員應從系統跳閘。由于低頻運作效果是累積性的，需要10 min如果頻率暫時升高，n-ot應該自動重置高于58.5 Hz。不建議設定可變的時限根據頻率用于低頻持續時間手術。而是固定的10 min操作時間限制建議在58.5 Hz以下的任何頻率下使用。發電機：通過減少負載來保護發電機較低的頻率，所需的特性是可變能力曲線。尺寸與導體的(速度)5成正比-冷卻的機器。根據操作區域，千瓦負荷或千瓦負荷，或兩者都應減少以保持能力下降。電腦控制工廠可以采用類似于降低發電機氫氣壓力。降低速度并降低氫氣壓力具有相同的效果，即降低氣體質量流量。沒有自動保護，低頻警報設置以大約59.5 Hz的頻率將向操作員表明發電機應監控裝載情況并采取適當的糾正措施。