Ispiranjem vodene turbine potencijalnom energijom ili kinetičkom energijom, vodena turbina počinje da se okreće. Ako spojimo generator na vodenu turbinu, generator može početi da proizvodi električnu energiju. Ako podignemo nivo vode da bismo isprali turbinu, brzina turbine će se povećati. Stoga, što je veća razlika nivoa vode, veća je kinetička energija koju dobija turbina i veća je konvertibilna električna energija. Ovo je osnovni princip hidroenergije.
Proces pretvorbe energije je sljedeći: gravitacijska potencijalna energija uzvodne vode pretvara se u kinetičku energiju protoka vode. Kada voda teče kroz turbinu, kinetička energija se prenosi na turbinu, a turbina pokreće generator koji pretvara kinetičku energiju u električnu energiju. Stoga je to proces pretvaranja mehaničke energije u električnu energiju.
Zbog različitih prirodnih uslova hidroelektrana, kapacitet i brzina hidrogeneratorskih jedinica uveliko variraju. Generalno, mali hidrogeneratori i hidrogeneratori velike brzine pokretani impulsnim turbinama uglavnom usvajaju horizontalne strukture, dok generatori velike i srednje brzine uglavnom usvajaju vertikalne strukture. Budući da je većina hidroelektrana daleko od gradova, obično moraju napajati opterećenja putem dugih dalekovoda, stoga elektroenergetski sistem postavlja veće zahtjeve za stabilnost rada hidrogeneratora: parametri motora moraju biti pažljivo odabrani; zahtjevi za moment inercije rotora su veliki. Stoga se izgled hidrogeneratora razlikuje od izgleda parne turbine. Njegov prečnik rotora je veliki, a dužina kratka. Vrijeme potrebno za pokretanje i priključenje hidrogeneratorskih jedinica na mrežu je relativno kratko, a dispečiranje rada je fleksibilno. Pored opšte proizvodnje energije, posebno je pogodan za jedinice za uklanjanje vršnih opterećenja i jedinice za hitne slučajeve. Maksimalni kapacitet hidrogeneratorskih jedinica dostigao je 700.000 kilovata.
Što se tiče principa generatora, fizika u srednjoj školi je vrlo jasna, a njegov princip rada zasniva se na zakonu elektromagnetne indukcije i zakonu elektromagnetne sile. Stoga je opći princip njegove konstrukcije korištenje odgovarajuće magnetne provodljivosti i provodnih materijala za formiranje magnetnog kruga i kruga za međusobnu elektromagnetnu indukciju kako bi se generirala elektromagnetna energija i postigla svrha pretvorbe energije.
Generator vodene turbine pokreće vodena turbina. Njen rotor je kratak i debeo, vrijeme potrebno za pokretanje jedinice i priključenje na mrežu je kratko, a upravljanje radom je fleksibilno. Pored opće proizvodnje energije, posebno je pogodan za jedinice za uklanjanje vršnih opterećenja i jedinice za hitne slučajeve. Maksimalni kapacitet jedinica generatora vodene turbine dostigao je 800.000 kilovata.
Dizel generator pokreće motor sa unutrašnjim sagorijevanjem. Brzo se pokreće i jednostavan je za rukovanje, ali su mu troškovi proizvodnje energije visoki. Uglavnom se koristi kao rezervno napajanje u hitnim slučajevima ili u područjima gdje velika elektroenergetska mreža ne dopire do mobilnih elektrana. Kapacitet se kreće od nekoliko kilovata do nekoliko kilovata. Obrtni moment na osovini dizel motora podložan je periodičnim pulsacijama, tako da se moraju spriječiti rezonancija i nezgode uzrokovane lomljenjem osovine.
Brzina hidrogeneratora će odrediti frekvenciju generirane naizmjenične struje. Da bi se osigurala stabilnost ove frekvencije, brzina rotora mora biti stabilizirana. Da bi se stabilizirala brzina, brzina glavnog pogonskog motora (vodene turbine) može se kontrolirati u zatvorenoj petlji upravljanja. Frekvencijski signal naizmjenične struje koja se šalje se uzorkuje i vraća u upravljački sistem koji kontrolira kut otvaranja i zatvaranja vodeće krilce vodne turbine kako bi se kontrolirala izlazna snaga vodne turbine. Pomoću principa povratne veze, brzina generatora može se stabilizirati.
Vrijeme objave: 08.10.2022.
