Enfriamiento de un generador síncrono

Enfriamiento de un generador síncrono es muy esencial El enfriamiento natural no es adecuado para disipar la gran cantidad de calor producido en los alternadores. En el sistema de enfriamiento por aire forzado, el aire es forzado hacia el alternador de modo que una mayor cantidad de aire pasa sobre la superficie y se elimina una gran cantidad de calor. El sistema de ventilación de circuito cerrado se utiliza para enfriar mejor el generador síncrono. En el sistema cerrado limpio, el aire caliente del alternador se enfría mediante un intercambiador de calor enfriado por agua y es forzado a través del alternador por los ventiladores.

Conductos Se proporcionan en el estator y los núcleos del rotor.y también en las bobinas de campo de los generadores o máquinas para aumentar el área de superficie que está en contacto con el aire de refrigeración. Dependiendo de la dirección del flujo de aire, estos conductos pueden ser radiales o axiales.

Sistema de ventilación de flujo radial

En el ventilación de flujo radial En el sistema, el aire de refrigeración ingresa a los conductos a través del estator a través del espacio de aire y pasa radialmente hacia la parte posterior del estator desde donde se retira.

Ventajas de la ventilación radial

• La pérdida de energía por ventilación es mínima.
• El sistema es aplicable tanto a la máquina pequeña como a la grande.

Limitaciones de la ventilación radial

• Hace que la máquina sea menos compacta, ya que los conductos de ventilación ocupan aproximadamente el 20 por ciento de la longitud de la armadura.
• La disipación de calor es menor en comparación con el otro sistema. En ciertos casos, el sistema se vuelve inestable debido a la cantidad de aire de refrigeración que fluye a través de la máquina.

Sistema de ventilación de flujo axial

En el método, el aire es forzado en dirección axial a través de pasajes formados por los orificios en el estator y el rotor.

Es altamente efectivo, excepto para máquinas conLongitud axial considerable. La desventaja de la ventilación axial es la transferencia de calor no uniforme. La parte de salida de aire de la máquina se enfría menos porque el aire que pasa a través de los conductos axiales tiene tiempo para calentarse.

Ventilación circunferencial

En este método el aire se suministra en uno o máspuntos en la periferia exterior del núcleo del estator y forzado circunferencialmente a través de los conductos entre las laminaciones a salidas adecuadas. En este método, el área del conducto se puede aumentar.

En algunos casos, este método se combina con elSistema de flujo radial, pero se debe evitar la interferencia resultante en las dos corrientes de aire. Para esto, los conductos radiales alternos están cerrados en la superficie exterior.

Requisitos de aire de refrigeración

El aire debe estar limpio y libre de polvo.estos obstruirán los conductos para reducir el área, lo que reduce la transferencia de calor por conducción. Se utilizan filtros de aire y filtros de tela de queso. A veces el aire tiene que ser lavado en una cámara de spray. En la mayoría de los casos, el aire es enfriado por enfriadores de agua y se usa nuevamente.

Limitaciones de la refrigeración por aire

Para máquinas de gran capacidad, los tamaños de los ventiladores requeridos para la circulación de aire aumentan y requieren una potencia considerable. Por lo tanto, se requieren equipos auxiliares, que son caros.

Hay una clasificación óptima de la máquina más allá de la cual el enfriamiento por aire no podrá mantener la temperatura dentro de límites seguros.

Enfriamiento por hidrógeno de generador síncrono

En el sistema enfriado por hidrógeno, el gas hidrógeno se utiliza como medio para enfriar. La explicación detallada se encuentra en el artículo Enfriamiento por hidrógeno de un generador síncrono.

Refrigeración directa por agua en generador síncrono

Como el enfriamiento por hidrógeno no es suficiente para extraerCalor generado en grandes turbo alternadores de tamaños 500 MW o más. Para máquinas tan grandes, el volumen de gas hidrógeno requerido puede ser tan grande que su uso puede volverse antieconómico.

En tales casos, se utiliza la refrigeración por agua directa. En turbogeneradores muy grandes, los rotores son enfriados directamente con hidrógeno y los devanados del estator son enfriados directamente con agua desmineralizada. El agua es circulada por una bomba centrífuga de motor AC. Los filtros de cartucho se utilizan para filtrar el agua. Estos filtros están diseñados para evitar que las partículas corrosivas metálicas generadas en el bobinado y las tuberías entren en los conductores huecos del bobinado.

Ventajas de la refrigeración con agua sobre la refrigeración con hidrógeno

Las siguientes ventajas son las siguientes:

• El sistema enfriado por agua es más rápido y más eficiente porque la conductividad térmica del agua es mayor que la del hidrógeno.
• El área de agua del conducto es más pequeña para permitir más espacio para los conductores en la ranura.

Desventajas de la refrigeración con agua

• El agua, que se utiliza para enfriar, debe estar altamente purificada para que la conductividad del agua no aumente.
• El enfriamiento con agua es más caro que el enfriamiento con hidrógeno.