集控值班员考试
选用氢气做冷却介质有什么优点？
题目
选用氢气做冷却介质有什么优点？
参考答案和解析
正确答案:
（1）氢气的密度只有空气的十分之一，发电机的通风损耗及转子表面的摩擦损耗都大大减少，提高了发电机的效率。（2）氢气的导热系数大。（3）氢气不易发生电离，而且电离时不会产生对绝缘有害的气体。（4）高纯度的氢气使发电机的绝缘条件好，运行噪音小。
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相似问题和答案
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3题：
用于发电机的冷却介质有()。
A 空气
B 惰性气体
C 氢气
D 水
E 油
B 惰性气体
C 氢气
D 水
E 油
答案：A,C,D,E
解析：
2020版教材P 86
1、发电机类型（3）按照冷却介质划分：空气冷却、氢气冷却、水冷却以及油冷却发电机。
1、发电机类型（3）按照冷却介质划分：空气冷却、氢气冷却、水冷却以及油冷却发电机。
第4题：
工业生产中为什么选用水作为冷却介质？
正确答案: 1.来源丰富，价格低；
2.化学稳定性好，不易分解；
3.热容量大；
4.流动性好，易于输送和分配；
5.沸点高，在通常温度下，不宜汽化。
第5题：
用氢气冷却发电机有什么优缺点？
正确答案:由于氢气具有导热好，密度小，噪声小等优点，因此氢冷发电机在大、中型高压汽轮机组上广泛地采用。氢冷系统的缺点是：当氢气系统漏氢时，氢气与空气中的氧气混合后一旦被高温(如火花)所引燃，将产生爆炸燃烧。因此，氢冷发电机的外壳应坚固,有很高的严密性，轴的伸出处需有密封装置来隔绝空气。
第6题：
论述氢气作为发电机冷却介质的优缺点？
正确答案: 优点：氢气比重小，通风损耗小，可提高发电机效率，氢气扩散性强，可大大提高传热能力和散热能力，氢气比较纯净，不易氧化，发生电晕时不产生臭氧，对发电机绝缘起保护作用，氢气不助燃。
缺点：需要一套复杂的制氢设备和气体置换系统，由于氢气渗透力强，对密封要求高，并且要求有一套密封油系统，增加了运行操作和维护的工作量，氢气是易燃的，有着火的危险，遇到电弧和明火，就会燃烧，氢气与空气（或氧气）混合到一定比例时，遇火将发生爆炸，威胁发电机的运行安全。
第7题：
用水作为发电机的冷却介质有何优点？
正确答案: 用水作为冷却介质对发电机绕组进行直接冷却，是目前国内外已采用的一种冷却方式。水的热容量比空气大4倍多，密度比空气大800倍，散热能力比空气大50倍，故水是一种最好的冷却介质，冷却效果比氢气好很多倍。发电机采用水冷的最大优点是可以提高电磁负荷和电流密度，缩小电机尺寸或提高发电机容量，节约原材料。此外，水还有良好的绝缘性能，常用的化学除盐凝结水的电阻率为10～20MΩ•cm，其值随温度升高而降低，呈负电阻温度系数。
第8题：
选用气体作绝缘和灭弧介质比选用液体有哪些优点？
气体绝缘介质与液体和固体相比有比较明显的优越性。
（1）导电率极小，实际上没有介质损耗。
（2）在电弧和电晕的作用下产生的污秽物很少，不会发生明显的残留变化，自恢复性能好。
在均匀或稍不均匀电场中，气体绝缘的电气强度随气体压力的升高而增加，故可根据需要选用合适的气体压力。
略
第9题：
氢气作为冷却介质有哪些优点及特性？
正确答案: （1）相对于空气来讲，氢气的比重小，可以大大的减小对流循环过程中的通风损耗。
（2）氢气与空气相比导热性能好，导热系数大，而同样的体积下带走的热量也多。
（3）氢气对绝缘、铁芯无氧化作用，用做冷却介质可增加发电机绝缘材料的稳定性。
（4）采用密封循环，减少了进入发电机内部的灰尘和水分，减少了发电机的维护量。
（5）气不助燃。当发电机内部发生绝缘击穿故障时，不会引起火灾而扩大事故（因发电机内部无氧气）叙述发电机采用氢气冷却方式的缺点。
第10题：
加氢催化剂干燥时，选用氢气做介质时，干燥效果主要受到（）限制。
- A、系统压力
- B、催化剂干燥温度
- C、氢气流量
- D、催化剂还原温度
正确答案:D