Косвенного подогрева

С ростом единичной мощности электрических машин возрастают удельные потери в объеме машины, поэтому воздушные системы охлаждения становятся неэффективными и для охлаждения турбо- и гидрогенераторов и синхронных компенсаторов применяют схемы косвенного охлаждения водородом совместно со схемами непосредственного жидкостного охлаждения. В качестве хладагента в этих случаях используют воду, которая обеспечивает самую высокую по сравнению с другими жидкостями эффективность охлаждения. Схема непосредственного водяного охлаждения обмоток статора и ротора находит применение в конструкциях мощных турбо- и гидрогенераторов.

С точки зрения повышения использования активных материалов плотность тока /, должна бьяь выбрана как можно большей, но при этом возрастают потери в меди обмотки. Увеличение потерь сказывается, во-первых, на повышении температуры обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. В асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. На этом основании определены качественные зависимости допустимой плотности тока в обмотках различных машин. Она повышается с уменьшением габаритов машины, с увеличением допустимого нагрева обмотки при переходе на другой, более высокий класс нагревостойкости изоляции и с повышением интен-

Замкнутая система косвенного охлаждения воздухом у гидрогенераторов применяется значительно шире. Наиболее крупный генератор с косвенным воздушным охлаждением серии СВ (табл. П2.2) мощностью 264,7 MB • А выпущен ПО «Электросила» для Братской ГЭС. Схема вентиляции гидрогенератора показана на 2.4.

Воздушная замкнутая система косвенного охлаждения применяется для генераторов мощностью свыше 15 MB-А.

Охлаждающая среда, а также форма, расположение и размеры каналов, по которым она перемещается, выбираются при проектировании машины. Выбор оптимальной охлаждающей среды и раз-___меров каналов _входит в общую задачу оптимизации машины в целом по суммарной стоимости её изготовления и эксплуатации в течение заданного срока. В большинстве машин более рационально применение косвенного охлаждения обмоток, при котором охлаждающая среда омывает наружную поверхность покрытых корпусной изоляцией катушек обмоток.

пературы обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. В асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. На этом основании определены качественные зависимости допустимой плотности тока в обмотках различных машин. Она повышается с уменьшением габаритов машины, с увеличением допустимого нагрева обмотки при переходе на другой, более высокий класс нагревостойкости изоляции и с повышением интенсивности охлаждения (например, в машинах защищенного исполнения по сравнению с закрытыми обдуваемыми двигателями).

С ростом единичной мощности электрических машин возрастают удельные потери в объеме машины, поэтому воздушные системы охлаждения становятся неэффективными и для охлаждения турбо- и гидрогенераторов и синхронных компенсаторов применяют схемы косвенного охлаждения водородом совместно со схемами непосредственного жидкостного охлаждения. В качестве хладагента в этих случаях используют воду, которая обеспечивает самую высокую по сравнению с другими жидкостями эффективность охлаждения. Схема непосредственного водяного охлаждения обмоток статора и ротора находит применение в конструкциях мощных турбо- и гидрогенераторов.

при этом возрастают потери в меди обмотки. Увеличение потерь сказывается, во-первых, на повышении температуры обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. В асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. На этом основании определены качественные зависимости допустимой плотности тока в обмотках различных машин. Она повышается с уменьшением габаритов машины, с увеличением допустимого нагрева' обмотки при переходе на другой, более высокий класс нагревостойкости изоляции и с повышением интенсивности охлаждения (например, в машинах защищенного исполнения по сравнению с закрытыми обдуваемыми двигателями).

Исторически первой системой охлаждения генераторов была система косвенного охлаждения. При этой системе циркуляция воздуха в машине осуществляется вентиляторами, насаженными на вал g обоих ее торцов. Нагретый в машине воздух выбрасывается через горячие камеры в воздухоохладитель, расположенный под генератором, а оттуда через общие камеры холодного воздуха поступает обратно в генератор ( 1-1).

системы косвенного охлаждения. За счет лучших теплоотводящих свойств водорода удалось изготовить генераторы с максимальной мощностью 150 МВт. Кроме повышения единичной мощности при переходе на водород были получены следующие преимущества: потери в генераторе на трение и вентиляцию уменьшились в 10 раз, так как плотность водорода в 14 раз меньше плотности воздуха. Это привело к повышению к. п. д. турбогенератора примерно на 0,8 %. Удлинился срок службы изоляции и повысилась ее надежность, так как при коронировании не возникает озона, вызывающего интенсивное окисление изоляции и вредные азотные соединения. Из-за значительно меньшей вязкости водорода снижается шум генератора. При внутренних повреждениях в машине уменьшается вероятность пожара в ней, так как водород не поддерживает горения. Значительно уменьшается поверхность газоохладителей, которые могут теперь быть встроены в корпус генератора. Правда, применение водорода для охлаждения связано с опасностью взрывов гремучей смеси, которая образуется при определенных соотношениях кислорода и водорода. Однако правильная эксплуатация систем водородного охлаждения сводит на нет эту опасность.

На 1-6 изображена схема циркуляции водорода при радиальной многоструйной системе косвенного охлаждения турбогенератора.

Различают два типа терморезисторов: тер-лшстор, сопротивление которого с ростом температуры падает, и позистор, у которого сопротивление с повышением температуры возрастает. Конструкции термисторов показаны на 1.8, а — в. Материалом для изготовления термисторов служат обычно полупроводники с электронной электропроводностью, как правило, оксиды металлов и смеси оксидов. Конструктивно термисторы оформляют в виде бусин, шайб, дисков. В ряде случаев термисторы помещают в стеклянные баллоны и подогревают током с помощью специальной обмотки. Такой термистор называют термистором косвенного подогрева.

В терморезисторах прямого подогрева сопротивление определяется собственной температурой, т. е. выделяемой внутри терми-стора джоулевой теплотой, которая зависит от тока, протекающего через термистор. В терморезисторах косвенного подогрева имеется дополнительная нагревательная обмотка.

Терморезисторы косвенного подогрева ( 9.7) имеют дополнительный подогреватель, представляющий собой обмотку, помещенную на изоляционную трубку. Терморезистор располагается внутри этой трубки. Встречается также конструкция, в которой сам терморезистор выполняется трубчатым, а внутри него распо-

Терморезисторы косвенного подогрева ПозистрРИ

По способу нагрева различают терморезисторы прямого нагрева и косвенного подогрева. В первых ( 7.1,а—в) нагрев терморезистивного слоя 1 осуществляется электрическим током, протекающим по нему, или за счет температуры окружающей среды. В терморезисторах косвенного подогрева ( 7.1,г) резистивный элемент 1 изолирован от нагревателя 2. Такие терморезисторы называются управляемыми, так как, изменяя мощность, выделяющуюся в подогревательном элементе, можно изменять электрические характе-

ратура не достигает максимальной и отсутствуют необратимые процессы. Для терморезисторов косвенного подогрева дается коэффициент тепловой связи

По способу нагрева катоды бывают прямого накала ( 8.1,а,б) и косвенного подогрева ( 8.1,в) . Катоды прямого накала разогреваются до рабочей температуры током, протекающим непосредственно по катоду. В подогревных катодах эмиттирующая поверхность нагревается изолированным от нее подогревателем.

Электронная пушка. В состав электронной пушки входят: катод К, модулятор М, первый А, и второй ^~. аноды ( 8.8,д). Катод косвенного подогрева выполнен в виде никелевого цилиндра диаметром 2—3 мм. Торцевая эмигрирующая поверхность катода оксидирована. Функции катода такие же, как у электронных ламп.

Конструктивно термоэлектронные катоды выполняют в виде катодов прямого и косвенного подогрева. Катоды прямого подогрева очень экономичны, поскольку ток накала, нагревающий его до заданной рабочей температуры, проходит непосредственно через катод. Катоды прямого подогрева выполняют в виде тонких проволочек, лент, стержней и т. д. и обычно имеют весьма малый момент тепловой инерции. Это вынуждает питать катоды прямого подогрева от источников постоянного тока.

Катоды косвенного подогрева' обычно выполняют в виде круговых или эллиптических тонкостенных цилиндров, внешняя поверхность которых покрыта оксидным слоем, а внутрь помещена нить накала, электрически изолированная от катода. Тепловая инерция катодов косвенного подогрева сравнительно велика (единицы — десятки секунд), поэтому нить накала может питаться током промышленной частоты.

Конструктивно терморезисторы выполняются ( 9.2, а) в виде цилиндра 1, диска 2 или кольца 3. Материалом для изготовления терморезисторов служат полупроводники с электронной электропроводностью, в основном окислы металлов и смеси окислов. В ряде случаев терморезистор помещают в стеклянный баллон и подогревают током специальной обмотки. Такой терморезистор называется терморезистором косвенного подогрева.