发电机冷却系统分析

定冷水系统的保护联锁
定子冷却水连锁保护定值表：
项目 定子冷却水泵进出水差压低 一台定子冷却水泵跳闸 定子冷却水箱水位高 定子冷却水箱水位低 定子冷却水箱内压力高 定子冷却水母管压力低 475mm 375mm 0.035MPa 0.2 MPa 整定值 0.14MPa 联锁保护定值 备用冷却水泵启动 备用冷却水泵启动 补水电磁阀自动关闭 补水电磁阀自动开启 安全阀开启 备用冷却水泵启动
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； (4)逐渐开启流量孔板前手动门，对定子冷却水管及定子绕组进行充水 排空气，排气门见水后关闭，并用定子冷却水泵再循环门调整，控 制定子绕组进水压力低于机内氢压0.04MPa以上； (5)视定子冷却水温度开启运行冷却器冷却水出水门，并将定子冷却水 温度自动调节装置投入自动，维持发电机定子进水温度为45℃；若 定子冷却水温度自动调节装置不能投入自动，应进行手动调整，维 持正常参数； (6)联系化学投运离子交换器； (7)投B或A定子冷却水泵“自动”。
• 我公司发电机设计机内压力为0.25MPa，机组在正常运行 中，氢气会通过密封油系统及其它不严密部分泄漏出去， 为维持气体压力在规定值，就要不断的进行补充，补充氢 气来自储氢站 。当发现补氢量异常增大时，应当对系统 进行检漏。在正常运行中，也应当利用氢气检漏仪在发电 机氢气等有关区域进行检漏。在汽机零米设由就地氢气控 制盘，可以实时监视氢气压力、温度、纯度。当纯度低于 95%时要进行排氢再补充操作，直至纯度合格。 • 氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器 冷却水流量分别由两个阀门分路控制，氢气冷却器进出水 管路应对称布置。本系统在发电机的四角上布置了四组冷 却器，停运一组冷却器，机组最高可带80%额定负荷。冷 却介质为循环水，回水母管上设一调门，通过水量的调节 可控制合适的冷氢气温度在35～46℃。
定冷水系统的启停
1.系统启动前的检查
(1)检查有关热工仪表均投入，取样门开启； (2)检查内冷水补水水源正常，水质合格； (3)确认A、B内冷水泵进、出口阀开启； (4)检查补水电磁阀及定子冷却水温度自动调节装置正常； (5)检查定子冷却水泵轴承油位正常，油质良好；盘动定子冷 却水泵对轮应轻快、灵活； (6)测定子冷却水泵电机及定冷水加热器绝缘合格后，送上电 源。
发电机即 发电机定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷， 定子铁芯氢气表面式冷却。
定子冷却水系统： 氢气系统：
发电机定子冷却水系统
• 发电机定子冷却水系统的主要作用是：用 以保证向线圈不间断的供水，使定子线圈 得到冷却，使定子线圈温度保持在允许范 围内。应监视进出水温、水压、流量和水 的导电率等参数。系统还设有自动水温调 节器，以调节定子线圈进水温度，使之保 持基本稳定，另外，系统还设置了离子交 换器，用以提高和保持冷却水的水质。
5、水箱水位高或低： 水箱水位高和低的报警信号由安装在水箱顶部的位移式水位控制开 关发出，该水位开关既可发出高、低水位报警信号，同时又可控制电 磁阀补入补充水，当“水箱水位低”报警发出，应立即检查水箱水位， 如果报警发出时水系统正处于运行状态的话，还应检查水系统装置及 其连接管道有无泄漏。当“水箱水位高”报警时，应立即检查补水电 磁阀是否很好的关闭或补充水旁路在运行时意外地开阀进水。 6、水箱压力高： 在正常运行期间，水箱内充有一定压力气体，压力维持在 0.014MPa。 为防止定子绕组水路漏氢进入水箱，引起水箱内压力过高，水箱上还 装有开启值为0.035MPa的安全阀，若水箱压力上升至0.042MPa时压 力开关将发出“水箱压力高”报警信号，造成水箱气压高的原因： 1）主机方面定子线圈水路，引水管和水接头等有泄漏。 2）辅机方面供氢系统减压装置故障。 3）大量补水造成气体容积缩小。
设备组成：
• 该系统的设备主要由定子冷却水箱、定子冷却水泵、定 冷水冷却器、定子水滤网、离子交换器、导电度仪等及有 关管道、流量控制开关、阀门组成。 • 定子冷却水箱:是定子水冷系统中的一个储水容器。发电 机出水管口伸入水箱内液面以下，可以消除发电机回水的 汽化现象，回水中如含有微量氢气也可在水箱内释放，当 箱内气体压力高于设计整定值时，安全阀自动排汽，水箱 上装有水位控制开关和就地水位计，当水箱水位下降时， 控制开关动作，自动向水箱内补水及对不正常水位发出报 警。补水来自化学除盐水和凝结水。 • 流量控制开关:监视并反馈定冷水流量，维持定冷水流量 在45t/h。
氢气系统
• 发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子 铁芯和转子，并采用二氧化碳作为置换介质。发 电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢通过 发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。运行经验表 明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质 量，质量越轻，损耗越小，氢气在气体中密度最 小，有利于降低损耗；另外氢气的传热系数是空 气的5倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控制 技术相对较为成熟。但是最大的缺点是一旦于空 气混合后在一定比例内（4%～74%）具有强烈的 爆炸特性，所以发电机外壳都设计成防爆型，气 体置换采用CO2作为中间介质。
• 定子冷却水泵:定冷水系统中装有两台并联的离心 泵，泵的出口装有逆止阀。正常运行时一台运行， 一台备用。当泵出口压力低于整定值时或定冷水 流量低于设定值时，联动备用泵，以维持系统正 常运行，同时报警。 • 定冷水冷却器:水冷系统中装有两台并联的水冷器， 正常情况下一台运行，一台备用。 • 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。
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。
3、定冷水系统的停运
(1)停机后若发电机需进行气体置换，机内氢压降低时相应调低定子绕 组进水压力，当机内氢压降至0.2MPa以下，可解除联锁，停止定 冷水泵； (2)停机后，根据需要进行反冲洗时，应控制进水压力＜0.25MPa。
运行及维护
• 定子线圈冷却水系统充水时，应使水箱水位升高至最高位置，直至溢流管 有水溢出为止，方可开启水泵，逐步提高压力至额定值。发电机定子线圈冷 却水进出口管各有一个排气阀门，是为了防止线圈两端部汇流管内滞流空气 而专设的，每次水泵开启后，打开排气阀排空气，待水不断流出并确定气体 排完后，关闭这两个门。 定子冷却水系统调整好投入运行后，进水压力、流量一般固定不变的，但 运行人员应经常监视，如果进水压力和流量发生变化时，应查明原因，及时 消除故障。 水箱上部的取样门是供化验人员取样用的，如果怀疑定子线圈或端部引出 线绝缘引出管密封出了问题，须停机处理。在机组正常运行时，取样门是关 闭的，取样时可先向水箱内补水，待水位升高后，再打开取样门取样。 定子水冷器在运行中应控制进口水温范围为45±3℃。各出水测温元件间 温差不应超过8℃，最大连续输出功率下线圈出水温度不得大于80℃。 当滤网两端的压降比正常值大0.01MPa时，应将备用滤网投入运行，然后 关闭压降大的滤网两端的阀门，拆出滤芯进行清理。 离子交换器在使用时，应调节内冷水的流量，使流经离子交换器的水量不 超过5t/h，如果交换器出口处冷却水的导电率小于限定值，则可以适当减少流 经离子交换器的流量。
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。
1、定冷泵A或B停： 如果运行中的定冷泵其两端差压由于某种原因下降到0.14MPa时， 差压开关将发出“定冷泵停”的报警信号，同时启动另一台备用泵， 如备用联动失败，30秒后发电机跳闸。所以无论是那台冷泵的差压开 关报警，都必须进行检查，找出问题迅速处理。 2、滤网压降大： 此信号表明滤网两端的压差已增大到0.021MPa，此时应及时投入 备用滤网并清理堵塞的滤网。 3、补充水进入： 当补充水流量在15L/min时，流量开关闭合报警，此信号表明补充 水正在进入定子水系统，当水位达到正常值时，应检查补水电磁阀是 否关闭。 4、定子绕组进水温度高，出水温度高： 当进水温度达到50℃时，进水温度开关发出报警信号，此时，应检 查定冷器的冷却水流量是否足够，当出水温度达到85℃时，出水温度 开关将发出报警信号，此时运行人员必须立即查明原因，并采取正确 的操作措施恢复正常。
定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭 式独立水系统并采用集装式结构，冷却器冷却水 进水设计温度为35℃。 定子线圈内的冷却水的进水温度为 45℃、进水 温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围 ±3℃，出水温度不得大于80℃。 水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为 20℃时：－电导率 0.5 ～ 1.5μ S/cm （定子线 圈独立水系统） －PH值 7.0～8.0 －硬度 ＜2微克当量/L（2μ gE/L） －含氨（NH3） 微量
7、定子绕组水流量低，定子绕组水流量低－低： 定子绕组水流量低或低--低信号报警表明通过定子绕组的水流量低 于正常流量或流量过低已危急发电机。 此时应检查定冷水箱水位是否过低，检查定冷水泵是否运行正常、 滤网是否堵塞，同时检查再循环门、离子交换器旁路门是否开度过大。 当发电机断水或冷却水量小于35t/h，30s后发电机解列停机。 8、定子绕组两端压降大： “定子绕组两端水压降大”信号报警表明定子绕组两端的水压降比 正常值高0.035MPa，该信号由跨接在从发电机总进、出水管上引出 信号管上的差压开关发出。 如果定子绕组进水被较大的外来杂质部分堵塞就会发出“定子绕组 两端压降大”报警，同样若从总出水管引出信号管通大气或两台冷水 泵同时运行而导致水量过大时，也会报警。发电机内定冷水泄露也会 造成定子绕组两端压降大。 9、发电机氢水压差低： 此信号由一个差压开关报警，它跨接于励端总进水管与发电机机座 内部（氢压），当氢压降到只比进水压力高出0.035MPa时，此信号 就报警。