抽水蓄能发电电动机冷却方式研究
抽水蓄能电站的工作原理

抽水蓄能电站的工作原理抽水蓄能电站(Pumped Storage Hydroelectric Power Plant)是一种将电能和机械能相互转化和储存的电力系统。
它利用电力网的峰谷差价及能源的波动性,将低价的电能转化为机械能,然后再将机械能转化为高价的电能,以提供高效、可靠的电力供应。
本文将介绍抽水蓄能电站的工作原理。
一、工作原理概述抽水蓄能电站的工作原理可简单概括为两个过程:抽水过程和发电过程。
1. 抽水过程:当电力网电能供应较为充裕、需求较低的时候,抽水蓄能电站会利用电力网低价的电能,通过电动泵将水从下水池抽升至高水池。
在此过程中,电动泵的机械能被电能转化为水的势能,从而将电能储存起来。
2. 发电过程:当电力网电能供应不足、需求增加时,抽水蓄能电站会利用储存的水势能,通过水轮发电机将水从高水池放至下水池。
在此过程中,水轮发电机接受水的势能,并将其转化为电能,以满足电力网对高价电能的需求。
二、详细工作原理解析以下将逐步介绍抽水蓄能电站的工作原理。
1. 抽水过程:在抽水过程中,抽水蓄能电站会将电能转化为机械能,从而将水从下水池抽升至高水池。
首先,电动泵接受电能的输入,通过电动机的驱动下,产生机械能;随后,这部分机械能被传递至水泵,使其起动并开始抽水操作;此时,下水池内的水会被泵抽到高水池,形成水势能的储存。
2. 发电过程:在发电过程中,抽水蓄能电站会利用储存的水势能,将其转化为电能,以满足电力网的能源需求。
首先,水从高水池流入下水池,在流动过程中,其势能会转化为动能;接着,水流通过水轮机,驱动水轮机旋转;水轮机连接的发电机在旋转驱动下,将机械能转化为电能,输出给电力网。
这样,通过不断循环利用电能和水势能的转化,抽水蓄能电站实现了对电能的储存和调节,既提高了电力网的供电可靠性,又节约了能源资源。
三、抽水蓄能电站的优势和应用抽水蓄能电站具有以下优势和广泛的应用。
1. 能源储存:抽水蓄能电站能够将低谷时段的电能转化为水势能进行储存,以供高峰时段或电力网需求增加时的发电使用。
水电站冷却机工作原理

水电站冷却机工作原理
水电站冷却机是一种用于降低水电站发电机组温度的设备。
其工作原理基本如下:
1. 水循环系统:冷却机通过一个闭合的水循环系统进行工作。
系统中包括水泵、水管、水箱和发电机组。
2. 循环水冷却:冷却机通过水泵将水从水箱抽取,经过水管输送至发电机组的冷却设备(如散热器),实现对发电机组的冷却。
3. 冷却效果:当发电机组运行时,内部会产生大量的热量。
经过循环水的冷却,热量会被带走,从而保持发电机组的温度在正常范围内。
4. 冷却介质:循环水可采用自然水源、水库或江河水作为冷却介质。
冷却机通过将循环水与热源接触,利用水的吸热蒸发特性,使循环水吸收掉发电机组产生的热量,并重新回到冷却机中。
5. 水泵驱动:冷却机中的水泵通过电力或机械方式来驱动,将水抽取出来,并通过管路送至发电机组,实现冷却效果。
综上所述,水电站冷却机通过循环水的冷却方式,将发电机组产生的热量带走,保持发电机组的温度在正常范围内,确保发电机组的安全运行。
发电机冷却系统全解

水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水 回路,每个线棒分成若干组,每组内含有 一根空心铜管和数根实心铜线,空心铜管 内通过冷却水带走线棒产生的热量。到线 棒出槽以后的末端,空心铜管与实心铜线 分开,空心铜管与其它空心铜管汇集成型 后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜 管与绝缘引水管连接到总的进(或出)汇 流管。冷却水由一端进入线棒,冷却后由 另一端流出,循环工作不断地带走定子线 棒产生的热量。
• 定子水滤网:定子水系统中装有两台并联的定冷 水滤网,正常情况下一台运行,一台备用。定 冷水滤网的滤芯用不锈钢网布制成,滤网筒体 底部设有排污口,滤网的两端跨接着差压开关, 当差压增大到比正常压差高0.021MPa时,发出 报警信号,此时应及时将备用滤网投入运行, 并清理被堵的滤网滤芯。
• 离子交换器:水冷系统的功能之一是保持进入定子绕组 冷却水的导电率处于合适的低值,这是因为绝缘引水管 须承受线圈对地的全电压,冷却水的低导电率是通过连 续地从冷却水中引出一小部分冷却水管旁路流经一台混 床式离子交换器来实现的。
运行原理:
该冷却水系统自成为一个独立的封闭循环 系统。水泵从水箱中吸水后送入水冷器降 温,然后经过过滤器除去机械杂质。经流 量孔板后分两路进入发电机定子线棒中的 空导线和引线定子出线套管,冷却水由励 端进入,由汽端流出,出水流回至水箱中, 如此循环。为了冲洗发电机内冷却管方便, 还设有反冲洗管逆向流回至水箱。
电源。
2、定冷水系统的启动
(1)启动定子冷却水泵,确认转向正确,检查电流、出口压力正常, 逐渐增开定子冷却水泵出水门,直至全开,检查系统无泄漏,各轴 承振动、声音及温度正常;
(2)做定子冷却水泵联锁试验正常后,保持一台运行,另一台投入联 动备用;
(3)视定子冷却水温度投入定子冷却水电加热运行,当定子绕组进水 温度高于机内氢温5℃左右,停止加热运行;
高效发电机冷却结构设计优化研究

高效发电机冷却结构设计优化研究引言发电机是电力系统中不可或缺的设备。
在发电过程中,发电机会发热,如果不能很好地散热,会导致电气设备的故障,甚至引起火灾等严重后果。
因此,对于发电机冷却结构的研究优化显得十分重要。
本文将从不同类型的发电机冷却结构出发,进行分析研究,以期提供一些关于发电机冷却结构优化的实践建议。
一、外力通风式冷却外力通风式冷却,即利用外界的自然通风或强制通风来冷却发电机。
这种冷却方式的优点在于,无需额外能源,成本低廉,应用范围广泛。
然而,在热量较高或者温度较高的环境中,这种方式可能会失效。
为了吸收和散热,发电机的核心通常是由铜线绕制而成的,通过铜线产生的电磁场来进行电能的转换。
为了防止绕组因热量过高而烧毁,使绕组保持通风状态是至关重要的。
高温会导致电气绕组的电阻增加,最终导致电风扇失效。
因此,散热是确保发电机正常运转的重要因素。
采用散热设备将核心区域散热,以维持散热的热平衡,是外力通风式冷却的基本原理。
二、风冷风扇式冷却风冷风扇式冷却,顾名思义,即通过空气风扇来强制冷却发电机。
这种方式可以在发电机转速正常情况下,确保散热效果,并可以使整个系统处于理想运行状态。
在设计发电机冷却时,考虑的因素包括发电机的速度、风扇的形状和大小,以及散热器的设计形式等。
考虑到客户保养需要的设备便携性和灵活性,现代风扇式通风系统通常采用单独控制风扇的控制系统。
这种控制系统可以根据需要自动调节风扇的旋转速度,保持散热器的良好状态。
风冷风扇式冷却还有一个重要的因素,就是空气的流动。
小的流动区域是不足以确保散热的,而大的流动区域可以保证散热良好。
因此,在设计发电机冷却时,必须确保散热单元的设计是合理的,以最大化制冷效果。
三、液冷式冷却对于比较大的发电机而言,液冷式冷却更为常见。
与外力通风式冷却不同,液冷式冷却具有更高的散热效率和可靠性,几乎不会受到环境的影响。
液冷式冷却可以通过传热油或冷却水来散热,因此可以在任何环境下使用。
抽水蓄能电站的工作原理

抽水蓄能电站的工作原理抽水蓄能电站是一种利用水的高位和低位之间的高度差来进行能量转换的电力发电装置。
它通过将低峰时段的电力转化为水的潜能能量,储存起来,在高峰时段通过释放水能将其转化为电能。
一、整体工作原理抽水蓄能电站由上池、下池、水轮机发电机组和升降水泵站这几个主要部分组成。
工作过程如下:1. 低负荷时期:在低负荷时期,电站具备较多的电力供应,此时主要工作是将电力转化为水的潜能能量储存起来。
通过启动水泵,将下池中的水抽到上池,提高上池的水位。
这时,水泵作为驱动再生水轮机发电机组的电动机,利用低电价时段的电能,将水从低位抽升到高位,提高上池的水位和储能。
2. 高负荷时期:在高负荷时期,需求大量电能,而此时电力供应相对紧张。
为满足电网的需求,水轮机发电机组开始运转。
水会从上池流下,通过连接水轮机的水管,进入下池。
在这个过程中,水能转化为动能,驱动水轮机发电机组产生电能。
通过这种方式,将储存在抽水蓄能电站中的水潜能能量转化为电能,满足高负荷时期的电力供应需求。
二、具体工作原理1. 上池:上池是一个位于较高海拔处的储水库,具有较大容积和较高水位。
在低负荷时期,水会被从下池抽升至上池,以储存能量。
上池的对象是通过建筑大坝或者其他结构物进行储存,以保证足够的水量和水位。
2. 下池:下池位于较低海拔处,容积较小且水位较低。
在抽水过程中,上池中的水被抽下至下池,以释放能量。
下池通常是建立在水流较强的河流或者溪流下游的地方,通过合适的建筑物进行调控。
3. 水轮机发电机组:水轮机发电机组是抽水蓄能电站的核心部分。
水从上池流向下池的过程中,通过水轮机转动,驱动发电机输送电能。
水轮机的旋转运动将水能转化为机械能,进而转化为电能。
4. 升降水泵站:升降水泵站是抽水蓄能电站中的关键设备。
在低负荷时期,电能会被用于驱动水泵,将水从下池抽升至上池,储存能量。
而在高负荷时期,水轮机发电机组的运转能够将水的潜能能量转化为电能,以满足电网需求。
白山抽水蓄能电机通风试验研究与分析

量。风量测量 目的是判断 电机各部分风量是否满 足电机冷却的需要 , 而使电机各部分温升维持在
规定的限度内。总风量测量方法是应用“ 中速风 表” 测量冷却器出风 口有效面积 内的平 均风速 ,
期)
( X L SO E P O IN—P O E E T I C N ) R O L C RCMA HIE F
圈端部后重新进入转子支架 , 构成密闭自循环通 风系统。空气冷却器为 8个 , 固定在定子机座外
务, 对平衡国内电力、 提高电网的稳定性起着重要 式空气冷却系统。
自山抽水蓄能 电站位于 吉林 省桦甸市 白山
镇, 第二松 花江上游 , 利用 已建的红石水库 为下
库, 自山水库为上库 , 白山电站二期工程厂房与 在
电站主要承担电网的调峰、 填谷任务。
为更好地了解白山抽水蓄能电机的通风系统
2 试验 原 理
通风试验 内容包括通 风系统有效风量测量
( 即总风量测量 ) 上下风道风量测量、 、 定子风沟 风速分布测量以及通风损耗测量。 () 1 风量是指单位时间流过某一截面的流体
设计情况, 保证机组寿命期内的安全可靠运行 ; 同 时也为将来其它抽水蓄能机 组的设计提供经验 ,
防爆 电机
( Xห้องสมุดไป่ตู้L SO P O FE E T I A HN ) E P O IN— R O L C RCM C IE
第 40 8 20
3卷 (
嚣 期 1) 4 5
白山抽水蓄能 电机通风试验研究与分析
韩荣娜 。 李广德 , 安志华 。 杨
摘 要
水力发电厂冷却系统的研究与优化

水力发电厂冷却系统的研究与优化水力发电厂的冷却系统是保证发电机组正常运行和延长设备寿命的重要组成部分。
随着电力需求的增加和环境保护意识的提高,对水力发电厂冷却系统的研究与优化变得更加重要。
本论文将从冷却系统的设计原理、存在的问题和优化措施等方面进行详细阐述,希望能对相关从业人员和研究者提供一定的参考和指导。
一、冷却系统的设计原理水力发电机组在运行过程中产生大量的热量,如果不及时散热,将会导致设备温度过高甚至烧坏设备。
因此,冷却系统的设计非常重要。
1. 大水量降温法:利用大量的冷水对发电机组进行降温,采用泵将冷水送至发电机组,通过冷却设备进行降温后再回收利用。
2. 湖泊或河流冷却:将冷却介质直接引用自然水源,通过管道引入发电机组进行冷却,然后再排放至原水源。
3. 循环冷却法:使用封闭循环系统,通过冷却塔或冷却器冷却冷却介质,然后再经泵送至发电机组。
不同的冷却系统设计原理有各自的优缺点,需要根据实际情况进行选择和改进。
二、存在的问题尽管冷却系统在水力发电厂中起到至关重要的作用,但在实际应用中还是存在一些问题:1. 效率问题:传统的冷却系统采用大水量降温法,这种方式需要大量的水资源,而且会造成水资源的浪费。
湖泊或河流冷却方式虽然节约了水资源,但会对环境造成一定的影响。
2. 能耗问题:循环冷却法需要消耗大量的能源来维持冷却塔或冷却器的运行,增加了企业的能耗成本。
3. 水质污染问题:冷却塔或冷却器的循环水会受到微生物和气候等因素的影响,容易造成水质污染,影响设备正常运行。
三、优化措施为了解决上述问题,有必要对水力发电厂的冷却系统进行优化。
1. 节约资源:可以采用节水冷却技术,通过优化循环系统,减少对水资源的需求。
同时,可以将高温冷却水利用于其他工业生产中,以减少资源的浪费。
2. 提高能耗效率:可以采用节能循环泵和换热设备,优化冷却塔或冷却器的设计,降低能耗。
3. 加强水质管理:加强对冷却水进行定期清洗和过滤,控制微生物的繁殖,防止水质污染。
发电机冷却水处理的现状及进展

一、概述发电机冷却水处理是电力行业中的重要环节,其影响着发电机的安全运行和设备寿命。
随着电力行业的快速发展,发电机冷却水处理技术也在不断进步,本文将对发电机冷却水处理的现状及进展进行全面分析和总结,以期为相关研究和工程实践提供参考。
二、发电机冷却水处理的现状1.发电机冷却水的特点发电机冷却水一般是利用循环水冷却方式对发电机进行散热。
冷却水在循环过程中容易受到外界环境的影响,如温度变化、水质变化等,因此需要进行有效的处理和管理。
2.现有的冷却水处理技术目前,发电机冷却水处理主要采用化学处理和物理处理相结合的方法。
化学处理主要是利用药剂来防止水垢、腐蚀和生物污染等问题,物理处理则包括过滤、离子交换和臭氧处理等手段。
3.存在的问题虽然现有的冷却水处理技术可以在一定程度上保证发电机冷却水的质量,但仍然存在一些问题。
化学处理药剂对环境的影响、冷却系统中的水垢和腐蚀问题等,这些都需要进一步的技术突破和改进。
三、发电机冷却水处理技术的进展1.新型冷却水处理药剂近年来,一些新型的冷却水处理药剂得到了广泛应用。
这些新药剂具有更好的环保性能和防腐蚀效果,有效提高了冷却水的处理效果,降低了对环境的影响。
2.智能化管理系统智能化管理系统通过监测发电机冷却水的各项参数,实现对冷却水的上线监测和自动控制。
这大大提高了冷却水处理的精度和效率,降低了运行成本,同时也提高了发电机的安全性和稳定性。
3.新型物理处理技术除了传统的过滤、离子交换等物理处理方式,还出现了一些新型的物理处理技术。
采用超滤、电渗析、纳米材料等技术来处理冷却水,可以更有效地去除冷却水中的污染物。
四、发电机冷却水处理技术的未来发展趋势1.绿色环保未来发电机冷却水处理技术将更加注重绿色环保。
研发更加环保的冷却水处理药剂和物理处理技术,降低对环境的影响,是未来的发展方向。
2.智能化、自动化智能化、自动化管理系统将会得到更广泛的应用,实现对冷却水处理过程的智能化监控和自动控制,从而提高处理效率、降低成本。
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抽水蓄能发电电动机冷却方式研究
发表时间:2017-11-16T20:13:11.903Z 来源:《电力设备》2017年第20期作者:钱敏[导读] 摘要:随着电网容量的不断增大和用电需求的多样化,电网对安全性、稳定性、经济性和调节能力有了更高的要求,从电力系统的电力电量平衡和提高电网稳定性考虑,抽水蓄能发电电动机在现代电力系统中占有相当重要的位置。
(江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏 213300)摘要:随着电网容量的不断增大和用电需求的多样化,电网对安全性、稳定性、经济性和调节能力有了更高的要求,从电力系统的电力电量平衡和提高电网稳定性考虑,抽水蓄能发电电动机在现代电力系统中占有相当重要的位置。
我国抽水蓄能发电电动机已逐渐从依赖进口,走上自主研发的道路,关键技术的创新正是大批将要兴建的抽水蓄能电站所用机组开发的基础。
关键词:发电电动机;通风系统;冷却方式引言
抽水蓄能发电电动机的每极容量、转速等参数一般高于常规电机,相对地,通风系统的设计难度也很大。
冷却方式是决定发电电动机参数及结构的重要因素,采用模拟试验与计算分析相结合的方法研究不同的冷却方式能够达到的冷却效果,不仅可以掌握电机内流场现象的特点,而且能够预期电机各发热部件的温度分布。
1模拟试验方法
在通风冷却系统内具有流体流动相似特点的通风模拟试验能够反映电机整体流场现象的特点,本文分别对旋转挡风板结构、固定挡风板结构及带风扇的固定挡风板结构进行了通风模拟试验研究。
掌握了不同冷却方式下的风量及上、下风道风量分配,检验是否存在空气流动漩涡和死区等流场现象,从而论证了三种冷却方式的优缺点。
试验的理论依据是相似法则,利用量纲分析的方法决定相似准则并正确处理试验数据。
量纲分析的目的之一就是找出影响过程的各独立物理量正确地组合成无量纲数的方法。
电机通风系统包括旋转的压力元件和各种形状的风阻元件,但它有以下几个方面的流动特性:(1)风路全是由短的风道组成,截面多变化,因此局部阻力为主,沿程阻力很小只占10%左右;
(2)全部压头由转子产生,压头正比于转子周速平方;
(3)电机中转动部件中的气流产生很大的搅动作用,在风道中造成很高紊流度,深圳发电电动机的雷诺数约为4.29×107,处于充分紊流状态;
(4)由于封闭循环系统中空气周而复始,没有外来气流影响,边界条件可以自动建立。
根据相似法则,深圳发电电动机通风模型以几何相似为基础,尺寸比例选用1∶2.5,使得模型具有适中的尺寸,安装方便,满足试验测量要求。
2冷却方式研究
通风系统的设计不仅要冷却各发热部件,使其温升低于要求的温升限值,更要控制温度的不均匀度,以避免定子铁心的翘曲、绝缘脱壳等问题。
在通风系统的设计中,由通风系统各部分尺寸的选择来决定风量的大小,通过结构的优化来改善流道的条件以降低流道的压力损失,对于通风系统局部挡板、密封结构的设计可以避免流体产生风堵、死区、涡流等现象,因此,通风系统的设计是提供高效冷却条件,较小通风损耗的基础。
本文涉及的深圳抽水蓄能发电电动机应用通风模型试验对固定挡风板和旋转挡风板的结构进行了试验论证,为深圳发电电动机通风冷却系统的选择提供了依据。
另外,还进行了带离心式风扇的固定挡风板结构的试验,考核风量的增加及在阳江、敦化等发电电动机上应用的可能性。
固定挡风板结构的通风模型示意见图1;旋转挡风板结构的通风模型示意见图2;带风扇固定挡风板结构的通风模型示意见图3。
深圳发电电动机采用双路径向无风扇端部回风通风结构,冷却空气由转子支架、磁轭、磁极旋转产生的风扇作用进入转子支架入口,流经磁轭风沟、磁极极间、气隙、定子径向风沟,冷却气体携带发电机损耗热经定子铁心背部汇集到冷却器与冷却水热交换散去热量后,重新分上、下两路流经定子线圈端部进入转子支架,构成密闭自循环通风系统。
结合国内已经投运或即将投运的发电电动机采用的通风冷却结构的特点,在保证冷却效果的前提下,充分考虑安装简单,维护方便,运行安全的要求。
对抽水蓄能发电电动机转子磁轭采用通风沟、通风隙及整体磁轭圈结构进行分析论证后,确定深圳抽水蓄能发电电动机采用整体磁轭圈结构,未来的阳江等抽水蓄能机组也将采用此结构。
为了增加磁极线圈的散热面积,改善磁极线圈的通风冷却效果,磁极线圈采用带散热匝的形式。
抽水蓄能发电电动机的磁极一般为塔形结构,以提高过流面积的同时保证强度要求。
定子铁心通风沟是冷却气体的主要过流通道,对冷却定子铁心及定子线圈起着重要的作用。
统计定子铁心通风沟的高度,主要有10mm、8mm、6mm、5mm、4mm几种,如果选择较小的通风沟高度,会因通风沟数量增加,使对流换热面积相应增大,但通风沟高度降低又会使流道的水力直径减小,流体在流道中的压力损失上升,风量随之减小。
在定子铁心通风沟的设计上,结合定子各部分温度的计算结果和风量的分布来确定。
3模拟试验的结果
3.1总风量的测试结果
深圳发电电动机将运行在发电和电动两种工况,因此,深圳发电电动机通风模型试验是在发电工况和电动工况两种转向下进行的。
各转速工况数据可以折算出真机的总风量。
经试验数据折算,固定挡风板结构电动工况的总风量约为119.1m3/s,发电工况的总风量约为121.6m3/s,两工况的总风量相差约为2%。
旋转挡风板结构电动工况的总风量约为118.4m3/s,发电工况的总风量约为121.8m3/s,两工况的总风量相差约为3%。
带风扇固定挡风板结构电动工况的总风量约为186.7m3/s,发电工况的总风量约为186.3m3/s,两工况的总风量相差约为0.2%。
3.2上、下风道风量分配
固定挡风板结构与旋转挡风板结构的各项试验数据比较接近,所反映的规律基本一致,但上、下风道的风量分配略有不同,固定挡风板结构上、下风道风量分配比例为6∶4,旋转挡风板结构上、下风道风量分配比例为6.5∶3.5。
带风扇固定挡风板结构的上、下风道回风较固定挡风板结构更强烈,比例为5.8∶4.2,规律相似。
3.3流场观察
从流场观察的丝线漂浮方向看,固定挡风板结构下风道回风更顺畅。
旋转挡风板结构较固定挡风板结构更有种于气隙检查和检修。
对于大容量机组,带风扇固定挡风板结构能够有效提高风量,弥补转子的风扇效应。
4试验数据与计算结果对比
通风冷却系统计算的目的,就是依据风速的大小,准确地选择表面散热系数等参数,确保进行温度场计算时的边界条件更加合理、准确,求出发电电动机各部分的温度分布情况,保证电机安全可靠运行。
通过试验数据与计算结果的对比可以看出,计算结果与试验数据是比较吻合的,能够为温度场计算提供较为合理的依据。
5温度场计算
这里以深圳发电电动机为算例,对定、转子进行温度场计算。
根据绝缘规范和相关结构建立计算模型,并施加边界条件。
转子温度场计算以转子半轴向为计算区域,磁极底部采用第一类边界条件,磁极线圈两侧施加第三类边界条件。
极靴表面、线圈托板等施加第三类边界条件,根据转子外圆周边速度及物性参数计算散热系数。
根据电磁计算得到的损耗值,对磁极线圈、极靴表面、阻尼条等施加热源。
以上分析说明定、转子温升均在合理范围内,满足技术规范中设备特性和性能保证要求。
结语
通过对不同冷却方式的试验论证,固定挡风板结构与旋转挡风板结构的通风系统产生的风量均能满足发电电动机通风冷却的需要,根据风量分配及流场的观察结果,建议深圳发电电动机采用固定挡风板结构。
试验数据与计算结果对比,说明计算结果误差较小。
基于固定挡风板结构的定、转子各部分温度分布的计算结果均在合理范围内。
参考文献:
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