发电机转子为什么采用氢气冷却?对氢气质量有哪些要求?质量下降会产生什么后果?
正确答案:发电机运行时,由于存在铁损和铜损等各种损耗,会使电机发热,温度升高。若温度超过允许值,绝缘材料将加速老化,发电机的使用年限将减少。为使发电机能够长期合理、安全可靠地运行,必须将发电机的温度限制在允许的范围内,为此引出了发电机冷却问题。
发电机采用的冷却介质主要有三种:即空气、氢气和水。
空气冷却是最老的冷却方式,它的优点是经济、设备简单、运行维修方便。缺点是冷却效果差、损耗大,只在25MW以下机组采用。
水具有其他冷却介质无法比拟的优点,但是由于转子的高速旋转,使转子水的供给装置、冷却水路方式、水路元件结构、制造工艺以及水腐蚀等问题构成了世界各国面临的重大技术课题。因此,大部分国家在800~1000MW以上的发电机转子才考虑水冷方式。
作为冷却介质,氢气的冷却效果虽然不及水冷却,但它的冷却作用远远超过空气冷却。首先,氢气比空气轻10多倍,可以大大减少通风损耗和风摩擦损耗其次,氢气的导热系数比空气大6.7倍左右,同样体积的空气和氢气,后者可带走较多的热量此外,氢气不起氧化作用,可以增加电机绝缘材料的稳定性。氢气不助燃,当电机内部发生绝缘击穿故障时,不会引起火灾。而且氢冷技术发展成熟,制造工艺良好,所以800~1000MW以下的发电机转子广泛采用氢冷方式。但是氢气和空气混合达到一定比例时,遇有明火可能产生氢气爆炸,同时还需配装制氢设备和密封油系统。
转子采用氢外冷的发电机的制造容量只能提高到150MW。转子采用氢内冷后,大大提高了冷却效果,改善了绝缘的工作条件,发电机的制造容量可提高到800MW左右。所谓“内冷”就是使冷却介质直接接触绕组导体,使绕组导体热量直接被冷却介质带走。
以国产QFQS(QFSN)-200-2型汽轮发电机为例,对氢气质量有如下要求:纯度在96%以上、含氧量不超过2%、湿度不超过15g/m3。
纯度降低,会使发电机效率下降,冷却能力降低含氧量增大,不安全湿度过大,有损于发电机绝缘,降低气体电击穿强度,严重时可造成发电机内部相间故障。
发电机采用的冷却介质主要有三种:即空气、氢气和水。
空气冷却是最老的冷却方式,它的优点是经济、设备简单、运行维修方便。缺点是冷却效果差、损耗大,只在25MW以下机组采用。
水具有其他冷却介质无法比拟的优点,但是由于转子的高速旋转,使转子水的供给装置、冷却水路方式、水路元件结构、制造工艺以及水腐蚀等问题构成了世界各国面临的重大技术课题。因此,大部分国家在800~1000MW以上的发电机转子才考虑水冷方式。
作为冷却介质,氢气的冷却效果虽然不及水冷却,但它的冷却作用远远超过空气冷却。首先,氢气比空气轻10多倍,可以大大减少通风损耗和风摩擦损耗其次,氢气的导热系数比空气大6.7倍左右,同样体积的空气和氢气,后者可带走较多的热量此外,氢气不起氧化作用,可以增加电机绝缘材料的稳定性。氢气不助燃,当电机内部发生绝缘击穿故障时,不会引起火灾。而且氢冷技术发展成熟,制造工艺良好,所以800~1000MW以下的发电机转子广泛采用氢冷方式。但是氢气和空气混合达到一定比例时,遇有明火可能产生氢气爆炸,同时还需配装制氢设备和密封油系统。
转子采用氢外冷的发电机的制造容量只能提高到150MW。转子采用氢内冷后,大大提高了冷却效果,改善了绝缘的工作条件,发电机的制造容量可提高到800MW左右。所谓“内冷”就是使冷却介质直接接触绕组导体,使绕组导体热量直接被冷却介质带走。
以国产QFQS(QFSN)-200-2型汽轮发电机为例,对氢气质量有如下要求:纯度在96%以上、含氧量不超过2%、湿度不超过15g/m3。
纯度降低,会使发电机效率下降,冷却能力降低含氧量增大,不安全湿度过大,有损于发电机绝缘,降低气体电击穿强度,严重时可造成发电机内部相间故障。
答案解析:有
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