Технические характеристики и конструкции современных синхронных генераторов.
ТГ –это быстроходные машины с горизонт распол вала. Ротор выполн из цельной поковки спец стали, облад высок магн и мех св-ми. Ротор выполн неявнополюсным. В акт части ротора фрезеруются пазы, в кот укладыв обмотка возбуждения. Она закрепл легкими клиньями из дюралюминия. По обеим сторонам ротора на валу устан вентиляторы, обеспеч циркуляцию воздуха в машине. Статор сост из корпуса и сердечника. Корпус сварной. Сердечник набирается из листов электротехнич стали 0.5 мм. Листы набирают пакетами, между кот оставляют вентиляц каналы. В пазы во внутр расточке сердечника уклад двухслойная обм.
Гидр турбины имеют малую часоту вращения (60-600 об/мин). Тихоходные машины. ГГ выполн с явнопол ротором и вертик распол вала. Сердечником служит обод, собираемый на спицах, которые крепятся на втулке ротора. Полюсы делаются наборными из стальных листов и монтир на ободе ротора с пом Т-образных выступов. На полюсах распол обм возбужд и демпферная обм (для успокоения колебаний ротора при резком измен нагрузки). Статор ГГ такой же как и у ТГ, но он выполн разъемным, т.е. делится по окр на 2-6 равных частей, что облегчает транспортировку.
2. Системы охлаждения синхронных генераторов.
В процессе эксплуатации генераторов изоляция обмоток стареет. Причиной этого являются загрязнение, увлажнение, окисление кислородом воздуха, воздействие электрического поля и электрических нагрузок и т. д. Главной причиной старения изоляции является ее нагрев. Чем выше температура нагрева изоляции, тем быстрее она изнашивается, тем меньше срок ее службы. Для того чтобы температура нагрева не превышала допустимых значений, все генераторы выполняют с искусственным охлаждением. По способу отвода тепла от нагретых обмоток статора и ротора различают косвенное и непосредственное охлаждение.
При косвенном охлаждении охлаждающий газ (воздух или водород) с помощью вентиляторов, встроенных в торцы ротора, подается внутрь генератора и прогоняется через немагнитный зазор и вентиляционные каналы. При этом охлаждающий газ не соприкасается с проводниками обмоток статора и ротора и тепло, выделяемое ими, передается газу через значительный тепловой барьер — изоляцию обмоток. При непосредственном охлаждении охлаждающее вещество (газ или жидкость) соприкасается с проводниками обмоток генератора, минуя изоляцию и сталь зубцов, т. е. непосредственно.
Воздушное охлаждение. Существуют две системы воздушного охлаждения — проточная и замкнутая.Проточную систему охлаждения лишь в турбогенераторах мощностью до 2 MB-А, а также в гидрогенераторах до 4 MB-А. При этом через генератор прогоняется воздух из машинного зала, который быстро загрязняет изоляцию обмоток статора и ротора. При замкнутой системе охлаждения один и тот же объем воздуха циркулирует по замкнутому контуру. Для увеличения поверхности соприкосновения нагретых частей с охлаждающим воздухом в активной стали машины выполняют систему вентиляционных каналов.
Косвенное водородное охлаждение турбогенераторов. Турбогенераторы с косвенным водородным охлаждением имеют в принципе такую же схему вентиляции, как и при воздушном охлаждении. Отличие состоит в том, что объем охлаждающего водорода ограничивается корпусом генератора, в связи с чем охладители встраиваются непосредственно в корпус. Генераторы с косвенным водородным охлаждением могут при необходимости работать и с воздушным охлаждением, но при этом их мощность соответственно уменьшается.
Непосредственное водородное охлаждение турбогенераторов. Еще больший эффект по сравнению с косвенным водородным охлаждением дает непосредственное (внутреннее) охлаждение, когда водород подается внутрь полых проводников обмотки. В генераторах этого типа выполнено также непосредственное охлаждение обмоток статора. Водород подается в тонкостенные трубки из немагнитной стали, заложенные внутри стержней обмотки и открытые в лобовых частях. Генераторы с непосредственным водородным охлаждением на воздушном охлаждении работать не могут, так как обмотка, рассчитанная на форсированное охлаждение водородом, при работе на воздушном охлаждении перегреется и выйдет из строя.
Непосредственное жидкостное охлаждение генераторов. При выполнении непосредственного жидкостного охлаждения генераторов в качестве охлаждающей жидкости применяют дистиллированную воду или масло, которые обладают более высокой теплоотводящей способностью по сравнению с водородом и, следовательно, позволяют еще больше увеличить единичные мощности генераторов при сохранении их размеров.