www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

к преимуществам такой вентиляции нужно отнести возможность применения в качестве охлаждающего газа водорода. Водородное охлаждение применяется для турбогенераторов, начиная с 25 тыс. квт и выще. Применяют его также для мощных синхронных компенсаторов. Водородное охлаждение наряду с повышением охлаждающего эффекта значительно уменьшает потерн в машине на трение ее вращающихся частей о газ. Его применение наиболее рационально для быстроходных машин с большой окружной скоростью, например для турбогенераторов на ЗОШ об/мин.

Снижение указанных потерь при применении водорода обусловлено меньшей плотностью этого газа. Он обычно представляет собой смесь, состоящую из 97-98% водорода и 3- 2% воздуха. Плотность его составляет около 10% от плотности воздуха, вследствие чего вентиляционные потери при водородном охлаждении уменьшаются примерно в 10 раз по сравнению с воздушным охлаждени-ем; Уменьшение этих потерь приводит к заметному повышению к. п. д. (на 0,8-1,3% при полной нагрузке и еще больше при меньших нагрузках).

В замкнутой системе вентиляции всегда поддерживается избыточное давление водорода [порядка 0,05 кГ/см (или 0,05 ати) и иногда больше]. Таким образом, в случае нарушения уплотнений 1сключается возможность проникновения в машину воздуха и образования газовой смеси, опасной в отношении взрыва.

В предыдущем рассматривалось так называемое поверхностное (косвенное) охлаждение, при котором тепло отводится газом с нагретых поверхностей лобовых частей обмоток, стали статора и ротора. При этом неизбежно получается довольно большая разность т)емператур меди обмотки и стенок паза. Ее обычно называют температурным перепадом в пазовой изоляции. Этот температурный перепад в крупных машинах на высокие напряжения достигает значения 30- 35 С, которое во многих случаях приходится считать предельным, так как при больших значениях возможно повреждение изоляции из-за различных удлинений пазовой части обмотки и

стали, обусловленных различием коэффициентов линейного расширения меди и стали, особенно при большей raquo; длине статора и ротора (например, для турбогенераторов). Кроме токо, надо учитывать температурный перепад при переходе тепла с поверхности стали статора к охлаждающему газу, который в ряде случаев не удается получить меньше 15-20 deg; С. Следовательно, если учесть еще средний подогрев газа в машине порядка 15 deg; С, то получается предельное допускаемое превышение температуры для обмотки статора. При определении превышения температуры обмотки возбуждения турбогенератора надо прибавить еще температурный перепад в зубцах ротора (10-15 deg;С) при переходе тепла от стенок паза к поверхности ротора, омываемой газом.

Указанные температурные перепады зависят от потерь в обмотках и стали, а также от потерь на трение. Следовательно, эти потери ие должны превышать при данных размерах машины некоторых определенных значений. Поэтому при поверхностном охлаждении мы вынуждены брать для обмоток сравнительно небольшие плотность тока и линейную нагрузку, от произведения которых згависит температурный перепад в пазовой изоляции. Этим и объясн5!ется ТО, что при максимальных допустимых (в отношении прочности материалов) размерах ротора предельной мощностью турбогенератора с поверхностным охлаждением является мощность порядка 150 тыс. квт (первые машины на эти мощности были построены в Советском Союзе).

Повышение мощности турбогенераторов сверх примерно 150 ООО квт стало возможным при применении внутреннего непосредственного охлаждения обмоток, когда охлаждающее вещество непосредственно соприкасается с голой медью. В этом случае охлаждение получается весьма эффективным, в особенности если в качестве охлаждающего вещества применяется вода (хорошо очищенная, дистиллированная). Проводники при этом делаются полыми или с вырезами, образующими каналы. Внутри проводников прогоняется газ или вода, подвод йо-торой для обмотки статора делается



при помощи Шлангов из изоляционного материала. При Наличии каналов, образованных Вырезами в проводниках, что делается для обмотки ротора турбогенератора, по ним прогоняется водород.

При внутреннем непосредственном охлаждении обкоток турбогенераторов для повышения эффективности тепло-съема с нагретых поверхностей давление водорода, циркулирующего внутри машины. Доводят до 3-3,5 am, так как коэффициенты теплоотдачи (втГ С см) увеличиваются пропорционально абсолютному давлению во-Дорода примерно в степени 0,8. Указанные мероприятия позволили при сохранений тех же размеров значительно повысить мощности турбогене-рктороЬ (в2 amp; 000 кет, заводы Советского Союза).

Мощности .гидрогенераторов в настоящее время также достигают весь--Ма болынйх значений. Здесь для обмоток статора также предусматривается внутреннее водяное охлаждение. Обмотка возбуждения выполняется таким образом, чтобы ее поверхность, непосредственно омываемая воздухом, бьща возможно больше. Для этого оставляются промежутки между сердечниками полюсов и катушками, выполняемыми из полых проводников, что создает достаточное увеличение поверхностей, омываемых воздухом, и, следовательно, обеспечивает надлежащие услоБ}1я охлаждения.

4-15. Синхронные машины заводов Советского Союза

Синхронные машины, выпускаемые заводами (Советского Союза, по своим .характеристикам; экономичности и надежности в рйботе не уступают машинам передовых заводов США и европейских стран. Конструкции их вполне характеризуют современное состояние электромашиностроения в данной области. Многие заводы Советского Союза выпускают синхронные машины, предназначенные для работы в качестве генераторов, двигателей или синхронных компенсаторов. Явнополюсные генераторы небольшой мощности, начиная с нескольких кило-больт-ампер., предназначаются для не-

больших передвижных или стационарных электроустановок. Большое количество генераторов выпускается для колхозных и межколхозных гидроэлектростанций.

Синхронные двигатели также находят себе все более широкое применение. Они во многих случаях вытесняют мощные асинхронные двигатели, по сравнению с которыми они, как указывалось, обладают рядом существенных преимуществ: высокий cos ф (при необходимости могут работать с опережающим током й тем самым улучшать cos ф всей электроустановки), несколько более высокий к. п. д. из-за меньших потерь в обмотках статора и ротора, менее чувствительны к понижению напряжения сети (их максимальный момент MmV, тогда как для асинхронных двигателей Л4м=/).

Особенно больших успехов в Советском Союзе достигли турбогеяера-торостроение и гидрогейераторострое-ние.

Первый турбогенератор на 100 тыс. кет и 3 ООО об/мин был построен в СССР в 1937 г. Это была уникальная машина, намного опередившая зарубежную технику. В США такую машину построили только Б 1951 г.

В настоящее время на ряде электрических станций Советского Союза работают турбогенераторы на 100 000 кет и ЗООО об/мин с водородным охлаждением, изготовленные Ленинградским заводом laquo;Электросила raquo; имени С. М. Кирова. Тем же заводом в 1952 г. был изготовлен турбогенератор с поверхностным водородным охлаждением на 150 000 кет, затем были построены турбогенераторы с форсированным (внутренним) охлаждением обмотки ротора и водяным охлаждением обмотки статора на 165 000 и 320 000 квг. Были выпущены также турбогенераторы с внутренним водородным охлаждением обмоток статора и ротора на 200 000 кет. В настоящее время разработаны проекты турбогенераторов с водяным охлаждением не только обмотки статора, но и обмотки ротора.

Следует также отметить уникальные синхронные компенсаторы на 75 000 кеа, изготовленные в последние




Рис. 4-95, Турбогенератор Харьковского завода тяжелого электромашиностроения мощностью 300 000 квт, 3 000 об/мин, 20 000 в с непосредственным охлаждением газом обмоток статора и ротора.


Рис. 4-96. Гидрогенератор Волжской ГЭС имени В. И. Ленина мощностью 115 000 квт,

68,2 об/мин выпуска 1953 г.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92