汽轮发电机冷却系统技术研究系统

何 涛

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046)

1 发电机冷却

短时间圆柱转子同步发电机的热容量，例如，定子电流可能是额定电流的130% min或116%，持续2 min。类似的限制转子励磁绕组为额定满载励磁的125%电压1 min，112%电压2 min。这些过载值会产生比正常热量更高的热量，这会导致定子和励磁绕组温度升高。通过限制过载条件下的时间段，材料的热容量将温度保持在安全限制。长时间运行：要以降低的频率长时间运行，必须考虑热平衡和发电机应减少负载以补偿较低的冷却能力。发电机的千伏安能力与定子电压与电流能力的乘积。定子电压假设磁场恒定，则与速度成正比减少电流(恒定磁通密度)。定子电流能力为受定子线圈载流能力下降的限制。完成氢气冷却发电机的通风带有轴驱动的轴流风机和离心机泵的旋转动作使转子旋转。因此，通风气流与速度降低成正比地降低。在传统上冷却的机器中，气体通过定子并通过消除转子铁的热量损失。对于较大的单元，导体通过转子的氢气需要冷却导体和通过定子导体的氢气或水。

定子绕组也存在类似的关系。一个大的假设通过降低速度来说明这种现象。对于常规冷却的发电机，绝缘层上出现明显的温度下降在导体和热气体之间。降低速度时，热气由于较低的质量流量，温度升高，但导体由于温度过高，温度仅略有升高恒定的绝缘温度下降。因此，冷却能力通过降低速度将这种结构的结构略微降低至额定值的95%，但这对导体温度影响很小。传统上的千伏安能力降低了速度的冷却机仅降低了定子电压。因此，可以操作常规的氢冷发电机降低到正常频率的95%，前提是千伏安输出与频率成比例降低。气体导体冷却发电机，由于冷却气体直接接触而没有绝缘降落与发热导体；因此，减少了气流会大大提高导体温度。自从导体损耗主要与电流的平方成正比，导体电流必须按比例减小保持安全导体温度的速度平方根。因此，在降低的速度下，气体类型的千伏安(kVA)能力导体冷却的发电机受到定子电压降低的限制并通过降低转子和定子的电流能力指挥。导体冷却发电机，带水冷定子绕组和气冷转子绕组h-转速等于气体型导体冷却的转速发电机。液体冷却剂通常通过电动泵的转速与系统频率成正比，水冷定子绕组的电流容量为与速度的平方根成比例地减小。

总而言之，可以使用导体冷却的发电机降低至正常频率的95%，前提是千伏安(kVA)输出按比例减少1.5倍频率，即95%的频率为92.5%kVA。假定低频运行在非额定功率因数下，如果运行功率因数高于额定值，则减少的通风会直接影响并降低定子线圈电流容量。在低于额定功率因数的条件下运行受转子电流能力的限制，这也取决于通风时。这通过以下方式反映给定子可以由转子电流支持的定子线圈电流。励磁系统性能：频率低至95%额定，发电机励磁系统可以提供足够的励磁电流，以维持所需的发电机输出。然而，励磁机最高电压降低到大约与频率的平方成正比。稳压器的性能基本上不受以下因素的影响频率变化，但励磁机性能可能不令人满意如果调节器不在使用中[2]。稳态无须稳压器的375V自激激励器的运行动作。在正常速度(n=100%)下，变阻器电阻线与负载饱和度的交点曲线显示为340V。假设主发电机大约在满负荷下运行。如果降低速度，则饱和度曲线将按比例降低(n=95%)和自激工作点下降到较低的电压。下降量取决于励磁机的饱和特性，场的设置变阻器，稳定场强和频率量改变。以使变阻器电阻线的斜率基本上平行于95%速度时的负载饱和曲线。对于这样的条件励磁电压将崩溃。励磁机稳定场提供少量的激励(大约1%以确保与饱和点的交点稳定在手动控制下，以额定速度弯曲。然而，这种稳定场对确保十字路口的稳定在很大程度上是无效的以95%的速度。非自激的励磁系统，例如旋转整流器系统不受这种严重的频率依赖性的影响。

2 低频运行

低频运行保护涡轮机：目前主要的防范措施涡轮机过低的超频运行是电厂运营商。作为操作员的帮助，将低频警报设置为58.5 Hz表明应该开始对频率不足的监视。另一个警报是由设置为10 min的计时器触发的表示已达到欠频操作极限并且操作员应从系统跳闸。由于低频运作效果是累积性的，需要10 min如果频率暂时升高，n-ot应该自动重置高于58.5 Hz。不建议设定可变的时限根据频率用于低频持续时间手术。而是固定的10 min操作时间限制建议在58.5 Hz以下的任何频率下使用。发电机：通过减少负载来保护发电机较低的频率，所需的特性是可变能力曲线。尺寸与导体的(速度)5成正比-冷却的机器。根据操作区域，千瓦负荷或千瓦负荷，或两者都应减少以保持能力下降。电脑控制工厂可以采用类似于降低发电机氢气压力。降低速度并降低氢气压力具有相同的效果，即降低气体质量流量。没有自动保护，低频警报设置以大约59.5 Hz的频率将向操作员表明发电机应监控装载情况并采取适当的纠正措施。