U poređenju sa parnim turbogeneratorom, hidrogenerator ima sljedeće karakteristike:
(1) Brzina je mala. Ograničena pritiskom vode, brzina rotacije je uglavnom manja od 750 okretaja u minuti, a neke su samo desetine okretaja u minuti.
(2) Broj magnetskih polova je velik. Zbog male brzine, da bi se generirala električna energija od 50 Hz, potrebno je povećati broj magnetskih polova, tako da se magnetsko polje namotaja statora za rezanje i dalje može mijenjati 50 puta u sekundi.
(3) Konstrukcija je velikih dimenzija i težine. S jedne strane, brzina je mala; S druge strane, u slučaju odbacivanja opterećenja jedinice, kako bi se izbjeglo pucanje čelične cijevi uzrokovano jakim vodenim udarom, vrijeme zatvaranja vodeće lopute u slučaju nužde mora biti dugo, ali to će uzrokovati preveliki porast brzine jedinice. Stoga je potrebno da rotor ima veliku težinu i inerciju.
(4) Generalno se usvaja vertikalna osovina. Kako bi se smanjilo zauzimanje zemljišta i troškovi postrojenja, veliki i srednji hidrogeneratori uglavnom usvajaju vertikalnu osovinu.
Hidrogeneratori se mogu podijeliti na vertikalne i horizontalne tipove prema različitom rasporedu njihovih rotirajućih osovina: vertikalni hidrogeneratori se mogu podijeliti na viseće i kišobranske tipove prema različitim položajima njihovih aksijalnih ležajeva.
(1) Ovjesni hidrogenerator. Aksijalni ležaj je ugrađen u središnji ili gornji dio gornjeg okvira rotora, što omogućava stabilan rad i jednostavno održavanje, ali je visina velika, a investicija u postrojenje velika.
(2) Kišobran hidrogenerator. Aksijalni ležaj je ugrađen u središnje tijelo ili njegov gornji dio donjeg okvira rotora. Općenito, veliki hidrogeneratori srednje i male brzine trebali bi usvojiti kišobran tip zbog svoje velike strukturne veličine, kako bi se smanjila visina jedinice, uštedio čelik i smanjila ulaganja u postrojenje. Posljednjih godina razvijena je konstrukcija ugradnje aksijalnog ležaja na gornji poklopac vodene turbine, čime se može smanjiti visina jedinice.
2. Glavne komponente
Hidrogenerator se uglavnom sastoji od statora, rotora, aksijalnog ležaja, gornjeg i donjeg vodećeg ležaja, gornjeg i donjeg okvira, uređaja za ventilaciju i hlađenje, uređaja za kočenje i uređaja za pobudu.
(1) Stator. To je komponenta za generiranje električne energije, koja se sastoji od namotaja, željezne jezgre i omotača. Budući da je promjer statora velikih i srednjih hidrogeneratora vrlo velik, obično se sastoji od segmenata za transport.
(2) Rotor. To je rotirajući dio koji generira magnetsko polje, a sastoji se od nosača, prstena kotača i magnetskog pola. Prsten kotača je prstenasta komponenta sastavljena od lepezaste željezne ploče. Magnetni polovi su raspoređeni izvan prstena kotača, a prsten kotača se koristi kao putanja magnetskog polja. Jedna žica velikog i srednjeg rotora se sastavlja na licu mjesta, a zatim se zagrijava i oblaže na glavnoj osovini generatora. Posljednjih godina razvijena je struktura rotora bez osovine, odnosno nosač rotora je direktno pričvršćen na gornji kraj glavne osovine turbine. Najveća prednost ove strukture je što može riješiti probleme s kvalitetom velikih odljevaka i otkovaka uzrokovanih velikom jedinicom; Osim toga, može smanjiti i težinu podizanja rotora i visinu podizanja, kako bi se smanjila visina postrojenja i donijela određena ekonomičnost izgradnji elektrane.
(3) Aksijalni ležaj. To je komponenta koja nosi ukupnu težinu rotirajućeg dijela jedinice i aksijalni hidraulički potisak turbine.
(4) Sistem hlađenja. Hidrogenerator obično koristi zrak kao rashladni medij za hlađenje statora, namotaja rotora i jezgre statora. Hidrogeneratori malog kapaciteta često usvajaju otvorenu ili cijevnu ventilaciju, dok veliki i srednji hidrogeneratori često usvajaju zatvorenu samocirkulacijsku ventilaciju. Kako bi se poboljšao intenzitet hlađenja, neki namotaji hidrogeneratora velikog kapaciteta usvajaju način unutrašnjeg hlađenja šupljim provodnikom koji direktno prolazi kroz rashladni medij, a rashladni medij usvaja vodu ili novi medij. Namotaji statora i rotora se interno hlade vodom, a rashladni medij je voda ili novi medij. Namotaji statora i rotora koji usvajaju unutrašnje hlađenje vodom nazivaju se dvostruko unutrašnje hlađenje vodom. Namotaji statora i rotora i jezgra statora koji usvajaju unutrašnje hlađenje vodom nazivaju se potpuno unutrašnje hlađenje vodom, dok se namotaji statora i rotora koji usvajaju unutrašnje hlađenje vodom nazivaju polu-vodeno unutrašnje hlađenje.
Druga metoda hlađenja hidrogeneratora je evaporativno hlađenje, koje spaja tečni medij u provodnik hidrogeneratora za evaporativno hlađenje. Evaporativno hlađenje ima prednosti jer je toplinska provodljivost rashladnog medija mnogo veća od one zraka i vode, te može smanjiti težinu i veličinu jedinice.
(5) Uređaj za pobudu i njegov razvoj su u osnovi isti kao i kod termoelektrana.
Vrijeme objave: 01.09.2021.
