磁轭加热方式有铜损法、铁损法、电热法及综合法四种。
2.1 铜损法
铜损法即利用已安装的磁极绕组线圈,将其串联起来通以直流电源,通入电流约为额定励磁电流的50%~70%,使磁极绕组线圈升温加热,将热量传导给磁轭。整个磁极及磁轭用篷布覆盖保温,转子轮辐与主轴要保证暴露在空气中并散热良好。这种加热方式简便、经济,既干燥了磁极,又加热了磁轭,一举两得,只是加热温度受磁极线圈绝缘等级的限制,一般仅用于计算温差不大于30℃的水轮发电机。
该加热法的要点是:
(1)有足够的直流电源,一般使用大直流电焊机,几台电焊机并列运行。
(2)磁极与磁轭必须与支架隔开单独保温,保温效果要求良好,以免形成温差。
(3)由于依靠磁极的铜损发热量较小,因此加温时间要适当延长。
(4)磁极键在磁轭热打键前只进行预紧,磁轭热打键后再打紧。
从上述计算结果可知,安徽港口湾电站磁轭热打键,温升即磁轭与转子支架之间温差只需要24.8℃,故采用铜损法加热,在安徽港口湾电站已成功实施。
2.2 铁损法
铁损法即未挂装磁极前,在磁轭横断面上绕以励磁绕组,通入工频交流电激磁,使磁轭内部产生铁损发热。整个磁轭用石棉布、篷布覆盖保温。
铁损法加热计算:
(1)按前面求出的加热温升Δt以后,计算轮辐所需热能:
式中 G——磁轭自重,kg;
C——轮辐平均热容量,钢材C=0.12K/kg·℃。
(2)应通入的电流:
式中 A——功的热当量,A=0.24;
K0——热损失系数,一般取K0=2;
T——预计加热时间,s;根据现场条件自选;
U——电源电压,一般采用380V。
(3)根据加热电源电压,计算绕组总阻抗:
(4)分解出直流电阻值:
(5)根据加热电流,选择绕组导体截面积,然后计算出绕组总长度:
式中 L——绕组总长度,m;
R——直流电阻值,Ω;(www.daowen.com)
f——绕组导体截面积,mm2;
ρ——绕组导体的电阻系数。
绕组导体的电阻系数:铜线为0.017,铝线为0.026,铁丝为0.14。
(6)绕组匝数:
式中 l——磁轭外圆周长。
(7)磁轭上匝间间距:
式中 H——磁轭高度。
采用此加热方式时,需要注意以下几个事项:
1)现场是否有可靠电力供应情况及足够的供电设备,通常需要大功率单相变压器,并且要有足够的导线。
2)导线绕组要做好绝缘,以免匝间断路。
3)操作时需注意防止触电,并且由于加热时的电流较大,应注意局部发热引进着火。
2.3 电热法
电热法即在磁轭底部和周围,还有通风沟内或挂磁极 “T”尾槽内,加装特制电炉或电加热器。电热总容量按式 (10)估算
式中 P——电加热总容量,k W;
K——保温系数,一般可取2~4;
Δt——计算温差,按25℃计算,℃;
C——磁轭材料的热容量,钢C=0.12(K/kg·℃);
T——预计所需加热时间,s。
该加热方法在施工一般最常用,并且比较可靠,实施中需要注意以下几个事项:
(1)加热设备应选择质量可靠、耐用,便于现场布置的设备。尽量不选用电热丝加热,因为电热丝不可靠,容易断线,导致加温中断;如果加热温度低于50℃,可以选用红外线加温管,可靠经济,并且可以插入通风槽孔布置,如果加热温度较高,则可选用棒型电阻和履带式加热器进行加温。
(2)加热器必须多个均匀分布,以免发热不匀导致局部变形。
(3)磁轭保温效果要好。
2.4 综合法
综合法即把上述任意两种或几种方式结合起来使用,通常为铜损法加电热法,或者铁损法加电热法。
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