En comparació amb el generador de turbina de vapor, el generador hidroelèctric té les següents característiques:
(1) La velocitat és baixa. Limitada per la pressió de l'aigua, la velocitat de rotació és generalment inferior a 750 r/min, i algunes només són de desenes de revolucions per minut.
(2) El nombre de pols magnètics és gran. Com que la velocitat és baixa, per generar energia elèctrica de 50 Hz, cal augmentar el nombre de pols magnètics, de manera que el camp magnètic del debanament de l'estator de tall encara pugui canviar 50 vegades per segon.
(3) L'estructura és de grans dimensions i pes. D'una banda, la velocitat és baixa; d'altra banda, en cas de rebuig de càrrega de la unitat, per evitar la ruptura de la canonada d'acer causada per un fort cop d'ariet, cal que el temps de tancament d'emergència de l'àlep guia sigui llarg, però això farà que l'augment de velocitat de la unitat sigui massa alt. Per tant, cal que el rotor tingui un pes i una inèrcia elevats.
(4) Generalment s'adopta l'eix vertical. Per tal de reduir l'ocupació del terreny i el cost de la planta, els generadors hidroelèctrics grans i mitjans generalment adopten un eix vertical.
Els generadors hidroelèctrics es poden dividir en tipus verticals i horitzontals segons la diferent disposició dels seus eixos giratoris: els generadors hidroelèctrics verticals es poden dividir en tipus suspesos i paraigua segons les diferents posicions dels seus coixinets d'empenta.
(1) Hidrogenerador suspès. El coixinet d'empenta s'instal·la al centre o a la part superior del bastidor superior del rotor, que té un funcionament estable i un manteniment convenient, però l'alçada és gran i la inversió en planta és gran.
(2) Generador hidroelèctric de tipus paraigua. El coixinet d'empenta s'instal·la al cos central o a la part superior del bastidor inferior del rotor. En general, els generadors hidroelèctrics grans de velocitat mitjana i baixa haurien d'adoptar el tipus paraigua a causa de la seva gran mida estructural, per tal de reduir l'alçada de la unitat, estalviar acer i reduir la inversió en la planta. En els darrers anys, s'ha desenvolupat l'estructura d'instal·lació del coixinet d'empenta a la coberta superior de la turbina d'aigua, i es pot reduir l'alçada de la unitat.
2. Components principals
El generador hidroelèctric està compost principalment per estator, rotor, coixinet d'empenta, coixinets guia superior i inferior, bastidors superior i inferior, dispositiu de ventilació i refrigeració, dispositiu de frenada i dispositiu d'excitació.
(1) Estator. És un component per generar energia elèctrica, que està compost per un bobinatge, un nucli de ferro i una carcassa. Com que el diàmetre de l'estator dels generadors hidroelèctrics grans i mitjans és molt gran, generalment està compost per segments per al transport.
(2) Rotor. És una peça giratòria que genera un camp magnètic, composta d'un suport, un anell de roda i un pol magnètic. L'anell de roda és un component en forma d'anell compost per una placa de ferro en forma de ventall. Els pols magnètics es distribueixen fora de l'anell de roda, i l'anell de roda s'utilitza com a trajectòria del camp magnètic. Un fil de rotor de mida gran i mitjana es munta in situ, i després s'escalfa i es col·loca a l'eix principal del generador. En els darrers anys, s'ha desenvolupat l'estructura sense eix del rotor, és a dir, el suport del rotor es fixa directament a l'extrem superior de l'eix principal de la turbina. El major avantatge d'aquesta estructura és que pot resoldre els problemes de qualitat de les peces de fosa i forja grans causades per la gran unitat; A més, també pot reduir el pes d'elevació del rotor i l'alçada d'elevació, per tal de reduir l'alçada de la planta i aportar una certa economia a la construcció de la central elèctrica.
(3) Coixinet d'empenta. És un component que suporta el pes total de la part giratòria de la unitat i l'empenta hidràulica axial de la turbina.
(4) Sistema de refrigeració. L'hidrogenerador sol utilitzar aire com a medi de refrigeració per refredar l'estator, el bobinatge del rotor i el nucli de l'estator. Els generadors hidroelèctrics de petita capacitat sovint adopten ventilació oberta o per canonades, mentre que els generadors hidroelèctrics grans i mitjans sovint adopten ventilació d'autocirculació tancada. Per tal de millorar la intensitat de refrigeració, alguns bobinatges de generadors hidroelèctrics d'alta capacitat adopten el mode de refrigeració interna de conductor buit que passa directament pel medi de refrigeració, i el medi de refrigeració adopta aigua o un medi nou. Els bobinatges de l'estator i el rotor es refreden internament amb aigua, i el medi de refrigeració és aigua o un medi nou. Els bobinatges de l'estator i el rotor que adopten refrigeració interna per aigua s'anomenen refrigeració interna doble per aigua. Els bobinatges de l'estator i el rotor i el nucli de l'estator que adopten refrigeració per aigua s'anomenen refrigeració interna completa per aigua, però els bobinatges de l'estator i el rotor que adopten refrigeració interna per aigua s'anomenen refrigeració interna semiper aigua.
Un altre mètode de refrigeració del generador hidroelèctric és el refredament evaporatiu, que connecta el medi líquid al conductor del generador hidroelèctric per al refredament evaporatiu. El refredament evaporatiu té els avantatges que la conductivitat tèrmica del medi refrigerant és molt més gran que la de l'aire i l'aigua, i pot reduir el pes i la mida de la unitat.
(5) El dispositiu d'excitació i el seu desenvolupament són bàsicament els mateixos que els de les unitats de potència tèrmica.
Data de publicació: 01-09-2021
