ما هي مكونات وحدة توليد الطاقة الكهرومائية؟ وما هي وظائف كل جزء منها؟

مجموعة المولدات الكهرومائية هي جهاز لتحويل الطاقة يحول الطاقة الكامنة في الماء إلى طاقة كهربائية. وهي تتكون عموماً من توربين مائي، ومولد، ومنظم سرعة، ونظام إثارة، ونظام تبريد، ومعدات تحكم محطة توليد الطاقة.
(1) التوربينات الهيدروليكية: هناك نوعان من التوربينات الهيدروليكية شائعة الاستخدام: نوع الدفع ونوع رد الفعل.
(2) المولد: معظم المولدات هي مولدات متزامنة، ذات سرعة منخفضة، عادةً ما تكون أقل من 750 دورة في الدقيقة، وبعضها لا يتجاوز بضع عشرات من الدورات في الدقيقة؛ وبسبب السرعة المنخفضة، يوجد العديد من الأقطاب المغناطيسية؛ حجم الهيكل ووزنه كبيران؛ هناك نوعان من تركيب وحدات المولد الهيدروليكي: رأسي وأفقي.
(3) أجهزة تنظيم السرعة والتحكم بها (بما في ذلك منظم السرعة وجهاز ضغط الزيت): يتمثل دور منظم السرعة في تنظيم سرعة التوربين الهيدروليكي، لضمان توافق تردد الطاقة الكهربائية الناتجة مع متطلبات إمداد الطاقة، وتحقيق التشغيل الموحد (بدء التشغيل، والإيقاف، وتغيير السرعة، وزيادة الحمل، وخفض الحمل) والتشغيل الآمن والاقتصادي. لذلك، يجب أن يفي أداء المنظم بمتطلبات التشغيل السريع، والاستجابة الحساسة، والاستقرار السريع، وسهولة التشغيل والصيانة، كما يتطلب تشغيلًا يدويًا موثوقًا وأجهزة إيقاف طارئ.
(4) نظام الإثارة: المولد الهيدروليكي هو في الغالب مولد متزامن كهرومغناطيسي. ومن خلال التحكم في نظام الإثارة بالتيار المستمر، يمكن تحقيق تنظيم جهد الطاقة الكهربائية، وتنظيم القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة، وغيرها من عمليات التحكم لتحسين جودة الطاقة الكهربائية الناتجة.

(5) نظام التبريد: يُستخدم التبريد الهوائي بشكل أساسي في المولدات الهيدروليكية الصغيرة لتبريد الجزء الثابت والدوار وسطح القلب الحديدي للمولد المزود بنظام تهوية. ومع ذلك، مع زيادة سعة الوحدة الواحدة، تتزايد الأحمال الحرارية للجزء الثابت والدوار باستمرار. ولزيادة القدرة الناتجة لكل وحدة حجم من المولد عند سرعة معينة، تعتمد المولدات الهيدروليكية ذات السعة الكبيرة على التبريد المباشر بالماء لملفات الجزء الثابت والدوار؛ أو يتم تبريد ملفات الجزء الثابت بالماء، بينما يتم تبريد الدوار بالهواء القوي.
(6) معدات التحكم في محطة الطاقة: تعتمد معدات التحكم في محطة الطاقة بشكل أساسي على الحواسيب الصغيرة، والتي تحقق وظائف ربط الشبكة، وتنظيم الجهد، وتعديل التردد، وتنظيم معامل القدرة، وحماية المولدات الهيدروليكية والاتصال بها.
(7) جهاز الكبح: جميع المولدات الهيدروليكية ذات السعة المقدرة التي تتجاوز قيمة معينة مزودة بجهاز كبح، يُستخدم لكبح الدوار باستمرار عند انخفاض السرعة إلى 30% إلى 40% من السرعة المقدرة أثناء إيقاف تشغيل المولد، وذلك لمنع احتراق محمل الدفع نتيجة لتلف طبقة الزيت عند السرعات المنخفضة. ومن وظائف جهاز الكبح أيضًا رفع الأجزاء الدوارة للمولد باستخدام زيت عالي الضغط قبل التركيب والصيانة والتشغيل. ويستخدم جهاز الكبح الهواء المضغوط للكبح.