Ein Wasserkraftwerk ist ein Energieumwandlungsgerät, das die potenzielle Energie von Wasser in elektrische Energie umwandelt. Es besteht im Allgemeinen aus einer Wasserturbine, einem Generator, einem Regler, einem Erregersystem, einem Kühlsystem und einer Kraftwerkssteuerung.
(1) Wasserturbine: Es gibt zwei Arten von Wasserturbinen, die üblicherweise verwendet werden: Impulsturbinen und Reaktionsturbinen.
(2) Generator: Die meisten Generatoren sind Synchrongeneratoren mit niedriger Drehzahl, im Allgemeinen unter 750 U/min, und einige haben nur Dutzende von Umdrehungen pro Minute. Aufgrund der niedrigen Drehzahl gibt es viele Magnetpole. Große Baugröße und großes Gewicht. Es gibt zwei Arten der Installation von hydraulischen Generatoreinheiten: vertikal und horizontal.
(3) Drehzahlregelungs- und -steuergeräte (einschließlich Drehzahlregler und Öldruckregler): Der Drehzahlregler regelt die Drehzahl der Wasserturbine, um sicherzustellen, dass die Frequenz der abgegebenen elektrischen Energie den Anforderungen der Stromversorgung entspricht und einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb der Anlage (Anfahren, Herunterfahren, Drehzahländerung, Lasterhöhung und -reduzierung) gewährleistet. Daher muss der Regler die Anforderungen an schnelle Bedienung, präzises Ansprechverhalten, hohe Stabilität, komfortable Bedienung und Wartung erfüllen und über zuverlässige manuelle Bedienungs- und Notabschalteinrichtungen verfügen.
(4) Erregersystem: Der Hydraulikgenerator ist in der Regel ein elektromagnetischer Synchrongenerator. Durch die Steuerung des Gleichstrom-Erregersystems können die Spannungsregelung der elektrischen Energie, die Regelung von Wirk- und Blindleistung sowie weitere Steuerungen erreicht werden, um die Qualität der abgegebenen elektrischen Energie zu verbessern.
(5) Kühlsystem: Bei kleinen Hydraulikgeneratoren wird hauptsächlich Luftkühlung eingesetzt, um Stator, Rotor und Eisenkernoberfläche des Generators mit einem Belüftungssystem zu kühlen. Mit zunehmender Leistung der einzelnen Einheit steigen jedoch auch die thermischen Belastungen von Stator und Rotor stetig an. Um die Ausgangsleistung pro Volumeneinheit des Generators bei einer bestimmten Drehzahl zu erhöhen, verwendet der Hydraulikgenerator mit großer Kapazität die direkte Wasserkühlung der Stator- und Rotorwicklungen; alternativ wird die Statorwicklung durch Wasser gekühlt, während der Rotor durch starken Wind gekühlt wird.
(6) Kraftwerkssteuerungsausrüstung: Die Kraftwerkssteuerungsausrüstung basiert hauptsächlich auf Mikrocomputern, die die Funktionen der Netzanbindung, Spannungsregelung, Frequenzmodulation, Leistungsfaktorregelung, des Schutzes und der Kommunikation von Hydraulikgeneratoren realisieren.
(7) Bremsvorrichtung: Alle Hydraulikgeneratoren mit einer Nennleistung über einem bestimmten Wert sind mit einer Bremsvorrichtung ausgestattet. Diese bremst den Rotor kontinuierlich ab, wenn die Drehzahl beim Abschalten des Generators auf 30–40 % der Nenndrehzahl reduziert wird. So wird verhindert, dass das Axiallager bei niedriger Drehzahl durch Ölfilmschäden durchbrennt. Eine weitere Funktion der Bremsvorrichtung besteht darin, die rotierenden Teile des Generators vor Installation, Wartung und Inbetriebnahme mit Hochdrucköl zu befüllen. Die Bremsvorrichtung nutzt Druckluft zum Bremsen.
Veröffentlichungszeit: 21. Oktober 2022
