中國儲能網(wǎng)訊：抽水蓄能發(fā)電機空冷方式、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、安裝和維修簡單、成本低是發(fā)電電動機優(yōu)先選擇的冷卻方式。目前375轉(zhuǎn)以上機組發(fā)電電動機一般采用雙路磁軛徑向通風(fēng)方式，但對于高轉(zhuǎn)速的發(fā)電電動機，由于轉(zhuǎn)子支架尺寸較小，進風(fēng)口尺寸受應(yīng)力控制，要滿足需要風(fēng)量，存在一定的困難。因此，有種觀點曾一度認為雙路磁軛徑向通風(fēng)方式不太適合高速機組，需要外加電動風(fēng)機的軸徑向通風(fēng)方式，如廣蓄一期電站的機組。但目前有不少電站，如天荒坪、十三陵、張河灣、西龍池、奧美濃等抽水蓄能電站高速機組都成功采用了雙路徑向通風(fēng)方式，其中有的在磁軛上、下兩端增加類似風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，如十三陵、瑯琊山、呼蓄、陽江等電站；不帶風(fēng)扇“無風(fēng)扇”式端部回風(fēng)式通風(fēng)系統(tǒng)，如張河灣、西龍池、周寧等抽水蓄能電站。葛野川蓄能電站475MVA、500r/min 發(fā)電電動機是目前采用無風(fēng)扇雙路向通風(fēng)的轉(zhuǎn)速最高、容量最大的機組。
隨著通風(fēng)冷卻技術(shù)的改進和完善，絕緣及防止鐵芯翹曲措施的進步和發(fā)展，發(fā)電電動機的冷卻方式已不受每極容量的限制，而更加注重對電壓、支路數(shù)和槽電流的匹配、熱流密度的分析計算，以及熱負荷的控制。在進行電磁設(shè)計方案比較時，對定子繞組、鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組等主要發(fā)熱部件產(chǎn)生的損耗與其相應(yīng)結(jié)構(gòu)尺寸進行匹配計算和分析，使得單位體積和損耗密度和熱流密度在范圍內(nèi)，各部溫升處在許可范圍內(nèi)。
除滿足電動機各部分溫升要求外，良好的發(fā)電電動機冷卻通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計還應(yīng)滿足以下要求：
（1） 安全可靠（風(fēng)風(fēng)扇等附件）
（2）滿足冷卻需要的總風(fēng)量并具有最小的風(fēng)損耗。
（3） 風(fēng)量和風(fēng)速，以及電機定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯、繞組各部分溫度的分布均勻。
（4）安裝、維修簡單容易。
隨著通風(fēng)冷卻技術(shù)的進步，尋求更優(yōu)良的通風(fēng)方式已成為高速水輪發(fā)電機研發(fā)的重點，使其通風(fēng)系統(tǒng)更加簡化、優(yōu)良，保證電機的合適的冷卻風(fēng)量及風(fēng)量沿軸向合理的分配，以及電機的安全穩(wěn)定運行。以下以某抽水蓄能電站為例：
某抽水蓄能電站機組型式為立軸單級混流可逆式水泵水輪機－ 發(fā)電電動機組，單機容量為320 MW，通風(fēng)系統(tǒng)方案為雙路徑向無風(fēng)扇端部回風(fēng)全空氣冷卻方式。被冷卻器冷卻的空氣從定子機座上風(fēng)道和基礎(chǔ)板下風(fēng)道經(jīng)定子線圈端部后，在轉(zhuǎn)子支架和磁極本身的離心式風(fēng)壓作用下，流經(jīng)磁軛風(fēng)溝、風(fēng)隙和磁極，經(jīng)過氣隙進入定子鐵心徑向風(fēng)溝，最后匯入定子鐵心背部帶電機的熱量重新回到冷卻器入口進行熱交換，形成密閉自循環(huán)通風(fēng)方式。
電機在運行過程中所產(chǎn)生的熱量，除軸承中的熱量系由軸承的外表面自然導(dǎo)散或由循環(huán)潤滑油導(dǎo)散外，其他損耗全部依靠冷卻介質(zhì)帶走。
電機在穩(wěn)定運行過程中，流體速度一般不超出50 m/s，它所能產(chǎn)生的動壓力不超過1 500 Pa( 150 mm． H2O) ，相對大氣壓力只占1． 6%。因此電機內(nèi)部壓力變化引起的空氣密度改變不超出1． 6%，可以認為是不可壓縮流體的流動。而電機內(nèi)部流體溫度變化最大不過40 ～ 70 K。在這個范圍內(nèi)年度變化約為13%，而在這個范圍內(nèi)不會使氣流速度和壓力產(chǎn)生顯著變化。
發(fā)電電動機風(fēng)路中包括轉(zhuǎn)子支架、磁軛風(fēng)溝、磁極的壓力元件及阻力元件，氣隙、定子風(fēng)溝、冷卻器等阻力元件。某抽蓄發(fā)電電動機的有效總風(fēng)量為129． 5m3 /s。電機需冷卻器帶走的損耗為3 707 kW，電機需要風(fēng)量為120． 4 m3 /s。計算通風(fēng)損耗為1 856 kW。因此，通風(fēng)系統(tǒng)能夠滿足電機的通風(fēng)冷卻要求。
