发电机为什么要采用氢气冷却？

题目

发电机为什么要采用氢气冷却？

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第1题：

为什么用氢气作为发电机冷却介质比用空气好？

正确答案: 用氢气作为发电机冷却介质主要有以下优点：
（1）由于氢气的密度是空气的2／29，使发电机转子在转动过程中所受到的阻力相应比空气减少10～14.5倍，从而使机械热损失减小，机组容量增加，并能使电机的风扇成比例减小。
（2）由于氢气的导热率比空气约大7倍，发电机冷却效果增强，约比空气冷却的温差小10℃。
（3）氢气比空气纯净，不会把灰尘等污物带到线圈内，造成短路。
（4）氢气扩散速度快，不易在绝缘体表面产生电晕现象，从而减弱了绝绝材料的老化。

第2题：

发电机采用氢气冷却的目的是（）。

A、制造容易，成本低
B、比热值大，冷却效果好
C、不易含水，对发电机的绝缘好

正确答案:B

第3题：

大型同步发电机,广泛采用氢气冷却,因为氢气的重量仅为空气的(),导热性能比空气()。

参考答案：1/14;高6倍

第4题：

脱氢气液分离器冷却回流泵为什么采用三台泵？

正确答案: ①脱氢气液分离器冷却回流泵的作用是保证本装置核心设备循环氢气压缩机的入口气体纯度；
②脱氢气液分离器冷却回流泵设计为三台，采用两运一备是为了保证在突发故障如停电（单回路）时，至少有一台泵先运行，以保证循环氢气压缩机入口气体的最低条件；
③使循环氢气压缩机受损失的可能性降至最低，脱氢气液分离器冷却回流泵单台泵的设计能力可满足设计总流量的75%。

第5题：

发电机转子为什么采用氢气冷却？对氢气质量有哪些要求？质量下降会产生什么后果？

正确答案:发电机运行时，由于存在铁损和铜损等各种损耗，会使电机发热，温度升高。若温度超过允许值，绝缘材料将加速老化，发电机的使用年限将减少。为使发电机能够长期合理、安全可靠地运行，必须将发电机的温度限制在允许的范围内，为此引出了发电机冷却问题。
发电机采用的冷却介质主要有三种：即空气、氢气和水。
空气冷却是最老的冷却方式，它的优点是经济、设备简单、运行维修方便。缺点是冷却效果差、损耗大，只在25MW以下机组采用。
水具有其他冷却介质无法比拟的优点，但是由于转子的高速旋转，使转子水的供给装置、冷却水路方式、水路元件结构、制造工艺以及水腐蚀等问题构成了世界各国面临的重大技术课题。因此，大部分国家在800～1000MW以上的发电机转子才考虑水冷方式。
作为冷却介质，氢气的冷却效果虽然不及水冷却，但它的冷却作用远远超过空气冷却。首先，氢气比空气轻10多倍，可以大大减少通风损耗和风摩擦损耗其次，氢气的导热系数比空气大6.7倍左右，同样体积的空气和氢气，后者可带走较多的热量此外，氢气不起氧化作用，可以增加电机绝缘材料的稳定性。氢气不助燃，当电机内部发生绝缘击穿故障时，不会引起火灾。而且氢冷技术发展成熟，制造工艺良好，所以800～1000MW以下的发电机转子广泛采用氢冷方式。但是氢气和空气混合达到一定比例时，遇有明火可能产生氢气爆炸，同时还需配装制氢设备和密封油系统。
转子采用氢外冷的发电机的制造容量只能提高到150MW。转子采用氢内冷后，大大提高了冷却效果，改善了绝缘的工作条件，发电机的制造容量可提高到800MW左右。所谓“内冷”就是使冷却介质直接接触绕组导体，使绕组导体热量直接被冷却介质带走。
以国产QFQS（QFSN）-200-2型汽轮发电机为例，对氢气质量有如下要求：纯度在96%以上、含氧量不超过2%、湿度不超过15g/m3。
纯度降低，会使发电机效率下降，冷却能力降低含氧量增大，不安全湿度过大，有损于发电机绝缘，降低气体电击穿强度，严重时可造成发电机内部相间故障。

第6题：

发电机采用水氢氢冷却方式：定子绕组（）、（）氢气表面冷却、转子绕组为（）式氢内冷。

正确答案:水内冷；定子铁心及端部结构件；气隙取气、径向斜流

第7题：

为什么发电机转子采用氢气冷却？

正确答案: 1）氢气密度小，鼓风摩擦小；
2）氢气传热系数大，导热性能好。

第8题：

发电机气体冷却用（）。

A、空气
B、氢气
C、空气或氢气

正确答案:C

第9题：

叙述发电机采用氢气冷却方式的缺点。

正确答案: （1）由于氢气的渗透性很强，易于扩散泄漏，因此，发电机的外壳必须很好的密封。
（2）氢气与空气混合能形成爆炸性气体，万一泄漏，遇明火既会引起爆炸，所以，在用氢气冷却的发电机四周要严禁明火。
（3）采用氢冷却需要增加制氢设备，控制系统和干燥装置，因此，维护及操作量大，也增加基建投资和维护费用。

第10题：

同步发电机的冷却方式有（）。

A、空气冷却
B、氢气冷却
C、水冷却
D、超导发电机

正确答案:A,B,C,D

发电机为什么要采用氢气冷却？

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