5.7.2 Система охлаждения синхронных генераторов.

Хотя КПД современных генераторов очень высок (достигает 98,75%) и относительные потери составляют всего 1,25-2%, абсолютные потери весьма велики (до 12,5 МВт в машине 1000 МВт), что приводит к значительному повышению температуры активной стали магнитопроводов, меди и изоляции обмоток статора и ротора.

Под действием теплоты происходит ухудшение электроизоляционных свойств и понижение механической прочности изоляции.

Для того, чтобы температура генераторов во время их работы оставалась в допустимых пределах, необходим непрерывный интенсивный отвод теплоты от них, который и выполняется при помощи системы охлаждения.

Турбогенераторы (ТГ) выполняются с воздушным, водородным, водородно-жидкостным или чисто жидкостным охлаждением. Гидрогенераторы (ГГ) имеют воздушное или воздушножидкостное охлаждение.

По способу отвода теплоты от меди обмоток системы охлаждения подразделяются на косвенные и непосредственные. При косвенном охлаждении, которое применяется только при газах, охлаждающий газ (воздух, водород) не соприкасается с проводником обмоток. Теплота, выделяемая в последних, передается газу через изоляцию, которая значительно ухудшает теплопередачу.

При непосредственном охлаждении водород, вода или масло (непосредственное охлаждение с воздухом в качестве охлаждающей среды применяется лишь в гидрогенераторах) циркулируют по внутрипроводниковым каналам, соприкасаются с нагретой медью и отводят от неё теплоту при максимальной эффективности теплоотдачи.

В настоящее время косвенное воздушное охлаждение применяется ограниченно: в ТГ только до 12 МВт и в ГГ до 150-160 МВт.

Косвенное водородное охлаждение сохранилось только в ТГ 30-60 МВт, так как увеличение единичной мощности при косвенной системе охлаждения ограничено превышением температур в изоляции и стали над температурой охлаждающей среды.

_{Дальнейшее повышение единичной мощности ТГ оказалось возможным лишь при переходе на систему непосредственного охлаждения. Такое охлаждение широко применяется в машинах от 60 МВт до 1000 МВт.}

Для непосредственного охлаждения обмоток и стали статора и ротора ТГ применяется водород. Для непосредственного охлаждения обмоток статора и ротора и стали статора ТГ может применяться жидкостное охлаждение на основе воды или масла.

Наилучшей охлаждающей средой является дистиллированная вода, поэтому при жидкостном охлаждении преимущественно применяется вода. Теплоотводящая способность трансформаторного масла примерно в 2,5 раза ниже, чем воды; масло пожароопасно и поэтому значительно реже применяется в качестве охлаждающей среды. Преимуществом масла является его высокая диэлектрическая прочность

Турбогенераторы с непосредственным охлаждением делятся на следующие четыре группы:

• с косвенным охлаждением статора и непосредственным охлаждением ротора водородом (ТГ серии ТВФ мощностью 60, 100, 120 МВт);

• с непосредственным охлаждением статора и ротора водородом (ТГ серии ТГВ-200 и ТГВ-300, циркуляция водорода в которых создается компрессором, установленным на валу ротора со стороны контактных колец);

• с непосредственным жидкостным (вода) охлаждением статора и непосредственным водородным охлаждением ротора (ТГ серии ТВВ мощностью 150, 200, 300, 500, 800, 1000, 1200, МВт);

• с непосредственным жидкостным охлаждением статора и ротора (ТГ типа ТВМ-300, у которых статор охлаждается маслом, а ротор водой; ТГ типа ТГВ-500, с непосредственным водяным охлаждением обмоток статора и ротора; сердечник статора ТГВ-500 охлаждается водородом).

• с непосредственным охлаждением водой обмоток статора, ротора и магнитопроводов (ТГ серии Т3В)