技术 机组容量
绝缘油
导热差 绝缘很高 粘度大 比容较小
一般
易燃
高 系统复杂
少数派
相对较小
纯水
导热强 绝缘高 粘度很低 比容很大
很强
不燃
低廉 系统简单
成熟，广泛
越大越好
冷却能力 液体>>气体
定子F级绝缘 （ B 级考核130℃ ）
定子 发热 非常大
损耗和效率（额定条件下）
定子绕组铜耗Qcu1
水进水管装设有压力变送器，为了确保断 水保护动作信号的可靠性，设置3只水流量变送器和一只 差压变送器。
1、电导率监测
在定子水系统中设置了下列电导率仪用以监测 水的电导率：
1、发电机定子冷却水泵出口。 2、补充水离子交换器的出口。 电导率仪可使冷却水主回路和补水回路的电导 率得到监测。
测点信号无需设置pH值监测
补充水系统中设置了一离子交换器，当补水的电导率 达不到所规定的要求时，可打开离子交换器隔离阀门， 使补充水的电导率降到要求的水平。
定子水系统的监控
定子冷却水系统内的测量装置与监控装置的安装 位置请详见定子冷却水系统 P&ID 图。 定子水系统中主要的监测装置如下： 电导率监测 水位监测 水流量监测 压力监测 温度监测
水氢冷发电机
直接水冷却 直接氢冷 表压0.3MPa
(320- 450MVA)
水氢冷发电机
直接水冷却 直接氢冷 表压0.4MPa
(450- 800MVA)
水氢冷发电机
全水冷发电机
直接水冷 却
直接水冷却
直接氢冷 表压 0.5MPa
直接水冷却
(900-1200MVA)
(800-1200MVA)
定冷水系统的主要功能
音叉开关
工作原理 通过安装在音叉基座上的一对压 电晶体使音叉在一定共振频率下 振动。当音叉料位开关的音叉与 被测介质相接触时，音叉的频率 和振幅将改变，音叉料位开关的 这些变化由智能电路来进行检测， 处理并将之转换为一个开关信号。
应用场合 所有的液体介质，腐蚀性液体 （酸、碱）高粘度液体等。不受 泡沫、涡流、气体的影响。
由充水的 U 形封管将放水和排气结 合在一起。
当水箱中超压时，气体被排至排气 口，使水可以在无压力的情况下被排放 掉。该U型封管始终从补充水箱中重新 注入水。注水不需要维护和监测。
在正常运行时，发电机内高压氢气 通过绝缘引水管或由于少量泄漏，氢气 渗入定子水系统内并聚集在水箱内使水 箱内超压，压力将 U 形管中的水柱向 下压至能使排气管排气的点上。以后进 入的氢气经过脱气管排出，不会造成压 力上升。
KW
2223 880
励磁损耗Qcu2
KW
2590
短路附加损耗QKd
KW
2374
机械损耗Qm
KW
1986
总损耗ΣQ
KW
10213
满载效率η
%
99.00
发电机定子对冷却介质的要求
定子额定电压27kV 电流23778A
1、比热容大 2、黏度小 3、热导率大 4、密度小 5、介电强度高 6、无毒、无腐蚀性，
上汽1000MW发电机上位水箱式 定冷水系统
讲课人：王鹏宇
挑起知识 登山
发电机为什么要冷却？
发电机 能量损耗
电气 损耗
通风 损耗
轴承 损耗
铜损
铁损
定子铜损
转子 转子 铁损 铜损
定子铁损
有损耗就 有发热， 怎么办？
发电机常用的冷却介
孙子曰（yue） 兵来将挡，水来土掩
液体
优点
冷却能力 安全性 成本
设备五、离子交换器
u 压力容器要求设计 u 旁路、混床式带离子树脂补 料口 u 不锈钢水帽（过滤网）确保 离子树脂不逃逸 u 净化后的水导电率可达 0.1~0.4μS/cm
线圈反冲洗装置
在停机情况下，利用 阀门切换实现线圈反 向冲洗
↓回 B
水
A
u 有效去除线圈内 部异物
停运反洗，清滤 ←
网
回
1.定子冷却水同 水
自我介绍
不做广告就是强呀！
水与几种气体冷却介质的对比。 1.水的比热容、热导率均比气体的大得多。 2.水作为冷却介质所需要的流量比气体的流量小 得多。 3.比热容大，与发热体之间的温差小。 4.化学性质稳定。
优秀 基因
发电机冷却方式
目前国内外各制造公司已生产的1000 MW级汽轮发电机均采用水、
2、液位监测
定子水箱中的液位由一就地液位计显示。
另外水箱中还设置一液位开关，如果水位 降到规定的最低液位以下时，则会触发报警 信号。
3、水流量监测
在发电机冷却水出口设有三个涡街流量变送器。 如果流量低于规定的低流量以下，就会触发报
警信号；而流量继续下降时，采用“三取二”信 号方式，发电机的断水保护装置会使发电机解列。
定冷水补给水
系统设计为连续小流量补水，以弥补系统中可能存在 的水渗漏损失，并可提高冷却水的水质。
用作补充水的水取自除盐水系统，该水系统的水导电 率很小并能满足定子水系统要求。
主水路之前通过一个细过滤器并从定子水泵的上游补 入。水流量可通过调节阀手动控制并能够就地指示。 如 果除盐水系统中无压力，则回流被一止回阀关闭，从而 避免除盐水的损失。
盐等化学物质。
如果使用的水不能满足上述质量要求，则必须
通知专门部分进行检查和处理。
靓妆
u集装式设计
水泵机械密封 离子交换器 就地端子箱
u人性化设备布置 冷却器×2 电导率仪×2 不锈钢材料
u双路水泵备用
过滤器×2 压力变送器×5
设备一、定子水泵
定子绕组冷却水系统为一闭式循环系统。为保 证发电机连续、可靠的运行，配有两台各为 100% 额定能力的离心泵使水循环流动，两台泵中必须选 择 一台为工作泵、另一台为备用泵。当工作泵出 现故障时，备用泵将自动启动。 泵由三相交流电 动机驱动，由不同的系统供电以提高可靠性。
理, 正常值≤142L/d）
安全阀
u 进口安全阀 ，确保水箱
微正压
u 进口压力开关，水箱超压
报警
排空 气表
压力 开关 水箱
气表（定子线圈漏氢监测）
智能气表 u 在线数字式监测水箱排气 流量和排气中氢气含量，可第 一时间判别线圈漏氢
u 排气流量远程和就地显示
u 安全阀自动稳定水箱压力
u 配置凝结水排污管道
内冷水泵采用防腐蚀耐酸泵。
定子冷却水供水装置水泵
u离心式 u全不锈钢材料 u按化工泵要求生产 u机械式密封 u拆泵时泵体不需移动、 方便维修 u水泵和电动机采用弹性 联轴器对接
设备二、上位式定子水箱
u 压力容器 u 充氮隔氧 u 磁性翻板液位计 u 音叉开关 u 自动溢水 u 不锈钢材料
定子水箱——高于发电机 顶端
置的过滤器进入发电机定子绕组的进水汇流管，再经过 定子绝缘引水管进入定子绕组的不锈钢导水管。热水从 定子绕组流出，经绝缘引水管、出水汇流管后，从发电 机顶端流出发电机，回到定子水供水装置，从而保证了 发电机定子绕组及汇流管等始终充满冷却水。
在发电机入口管道处设有反冲洗管道，可对绕组进行
反冲洗或通过旁路对绕组或管道进行清洗。
趣味 百科
定子水箱
定子水箱定子水箱经给水管路与主回路连接， 定子水箱能吸收热胀冷缩导致水的容积发生变化， 并排出多余的水并起到换气的作用。在发电机投 入运行的过程中当向系统注水时，它临时满足了 补水的需要。通过水箱的流量很小，该流量的作 用是将主回路中的气泡带到水箱。水箱上设有液 位计以观察箱内的水位。当水位下降至低水位以 下时，报警信号被触发。
初次充水时可使用氮气通过水装置 上的气泡分离装置处的氮气接口对水箱 进行吹扫，排出系统内的空气。
1 去 U 形水封管道 2 去水装置 3 液位计 4 液位开关 5 来水装置
水箱排 气管上加 装检氢探 头，并采 用西门子 技术在排 气管U形 水封上设 置直观的 窥流器。
定冷水氮气（N2）要求
氮气用于吹扫系统中的空气，防止系统的氧腐 蚀，冷却水箱上部空间充氮，应保持一定的压力 （14kPa～50kPa）。氮气的纯度推荐值应大于或 等于 99.99%（体积比），最小≥99%。不得含有 污染物（O2，CO2）。剩下的气体中不得含有腐蚀 性污染物，也不得含有氨气（NH3）和二氧化硫 （SO2）。
设备系统组成
• 系统设备主要组成： • 定冷水箱、定冷水泵×2、冷却器×2、主
滤网×2、加热器、补水滤网、离子交换器、 电导仪×2等及有关管道、流量控制开关、 阀门组成。
布置型式 上位水箱式
定子绕组冷却水供水装置
零米 层
素 装
定子冷却水系统描述
定子冷却水的管路 从定子冷却水供水装置出来的冷水经发电机入口中设
设备四、水过滤器
注入的除盐水及循环定子冷却水应 过 不含能积聚和阻流颗粒，因此，主水 滤 路的水必须通过有一定过滤精度的过 器 滤器。
过滤器不需要也不能带有任何旁路。 过滤器受污染的程度可由过滤器二 端的压差变送器来确定。 主水路过滤器设有二台，每台都可 承担 100%的水量，运行时可通过置 换阀门进行切换。 补水过滤器为单芯过滤器，位于补 水系统的入口。
氢、氢冷却方式。
技术成熟，应用广（时髦）
冷却方式
定子绕组
转子绕组
使用容量
空冷发电机
空气
空气
( -350MVA)
氢冷发电机
间接氢冷
间接氢冷
(100- 220MVA)
全氢冷发电机
直接氢冷
直接氢冷 表压0.2MPa
(220- 500MVA)
油冷发电机
直接油冷却 直接氢冷 表压0.2MPa
(220- 320MVA)
流经定子水箱的水流量由一就地流量计显示， 另有一就地流量计显示补充水流量。