大型水轮发电机冷却方式资料

18704 3117 18090 3015 80 75 80 100~320 1:6
验收时间
2005.2
2004.12
2007.2
2004.1
2005.9
三峡右岸发电机通风模型
惠州发电电动机通风模型
紧密跟踪、现场实测，分析对比，不断创新提高 典型长铁心电机实测（见表3）
表 3 典型长铁心电机实测与计算对比
注重对电机的电压、定子绕组支路数与槽电流的 合理匹配选择及热流密度分析计算和热负荷的控 制（电负荷控制：750~920A/cm；热负荷宜小 于2800A2/cm.mm2）
表1 单机容量为500MVA及以上典型水轮发电机主要技术数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 电站名称 国家 额定容量 （MVA） 888.9 855.6 777.8/840 777.8/840 777.8/840 824 700/805 777.8 777.8 757 722.2 718 711 700 667 612/642 615 590 445/511.1 500 额定转速 （r/min） 75 125 75 75 75 90.9 112.5 107.1 150 142.9 142.9 85.7 142.9 142.9 100 142.9 72 93.8 150 200 每极容量 （KVA/每极） 11111 17825 9723/10500 9723/10500 9723/10500 12480 10938/12580 13889 19445 18024 16929 8548 16930 15452 11111 14571/15286 6150 9219 11125/12780 13889 冷却方式 空冷 空冷 水冷 空冷 蒸发冷却 水冷 空冷 空冷 空冷 空冷 空冷 水冷 定子水冷、转子强迫空冷 空冷 空冷 空冷 空冷 定子水冷、转子强迫空冷 空冷 空冷
报告人：刘公直 2012年4月
1.1 冷却方式分类
可分为空冷和内冷两大类
采用的介质不同，内冷又可分为水内冷和 蒸发冷却两种方式
1.2 冷却方式选择原则
散热效率高，使用寿命长，自身损耗低，安装调试和维 护简便，有适当的散热余量 选用不污染环境，不损害人体健康，不腐蚀电机的环保 型冷却介质 定子轴向温度分布均匀、温差小，定子线棒相对位移小， 定子铁心无变形翘曲、各部位温度不超过规定值 主要电气参数（ X d 、Xd′、X d′′、），转动惯量 （GD2）等满足电力系统稳定运行要求 发电机的材料有效利用率高、重量轻、造价低 冷却设备结构紧凑，占地空间小
向家坝 中国 溪洛渡 中国 三峡左岸 中国 三峡右岸（23#～26# 机） 中国 三峡右岸地电（27#-28# 机） 中国 依泰普（50Hz） 巴西 古里Ⅱ厂 委内瑞拉 龙滩 中国 小湾 中国 拉西瓦 中国 长河坝（在建） 中国 大古力Ⅲ厂 美国 萨彦舒申斯克 前苏联 锦屏一级（在建） 中国 官地（在建） 中国 二滩 中国 大古力Ⅲ厂 美国 克拉斯诺雅尔斯克 前苏联 水布垭 中国 丘吉尔瀑布 加拿大
1.3.3
全空冷成功的技术保证
先进计算技术的应用
定、转子三维温度场分析计算
定子三维温度场温度分布云图
转子三维温度场温度分布云图
发电机散热匝极间流体模型
发电机极间三维流场分布
扎实的基础研究试验
电机流体与换热参数试验台
电机流体与换热参数试验控制台
极间散热系数模型
带散热匝的模型板及测试元件
大量通风模型装臵成功设计和实验为真机通风系统优化提供 可靠依据（见表2）
表 2 真机和模型主要技术数据比较
电站名称 主要技术参数 真机 拉西瓦 模型 三峡右岸 真机 模型 真机 小湾 模型 真机 龙滩 模型 真机 惠州 模型
定子铁心外径（mm） 13770 2754
定子铁心内径(mm) 铁心长度(mm) 定子通风沟数 定子通风沟高度(mm) 转子外径(mm) 磁轭外径(mm) 极数 转速（r/min） 比例 12600 2520 3250 70 6 650 14 6
18
200 8070 2700 112(125)
下风道风量 (m3/s)
试验时间
62
2002.6.10~13
14.8
2002.3.27
53.5
2002.3.10
三峡右岸电站26#机实测（见表4）
表4 26 #机实测与计算对比
项目 初步设计值 通风模型折算值 总风量（m3/s） 316.8 351 上/下风道风量（m3/s） 通风损耗（KW） 2240 2460
3212
3000 660 14 6 2986 2858 56 100~300 1:5
5970
4670 2930 73 5 4584 2238 12 500
2388
1868 1172 29 5 1833 895 12 300~350 1:2.5
12528 2506 11858 42 142.9 2372 42 150~300 1:5
19760 3293
18766 3128 3200 68 6 534 11 6
12740
11600 3650 76 6 11530 10852 40 150
2548
2320 730 15 6 2306 2170 40 150~350 1:5
16060
15000 3300 70 6 14932 14292 56 107.1
电站名称 额定容量 (MVA) 额定功率因数 白山 343 0.875 二滩 612 0.9 天生桥Ⅱ级 245 0.9
额定电压 (KV)
额定转速 (r/min) 定子铁心内径 (mm) 定子铁心长度 (mm) 电机总风量 (m3/s)
Baidu Nhomakorabea
18
125 11340 2750 144(160.2)
18
142.9 11810 2883 200(193.4)
1.3 冷却方式对比
1.3.1 全空冷的优势
电气参数较好，额定点效率高，过载能力强，适应电 站频繁开停机的运行方式，运行成本及故障率低 结构简单，现场安装、调试简便，安装周期短，易于 维护检修等
1.3.2
全空冷的极限容量
突破每极容量的限制（通常8500~9000KVA以 上应采用水内冷），实现设计理念的重大转变 （详见表1）