Ein Wasserkraftgenerator ist ein Energieumwandlungsgerät, das die potenzielle Energie des Wassers in elektrische Energie umwandelt. Er besteht im Allgemeinen aus einer Wasserturbine, einem Generator, einem Regler, einem Erregersystem, einem Kühlsystem und der Steuerungstechnik des Kraftwerks.
(1) Hydraulische Turbine: Es gibt zwei gebräuchliche Arten von hydraulischen Turbinen: Impulsturbinen und Reaktionsturbinen.
(2) Generator: Die meisten Generatoren sind Synchrongeneratoren mit niedriger Drehzahl, im Allgemeinen unter 750 U/min, einige erreichen nur wenige Dutzend Umdrehungen pro Minute; Aufgrund der niedrigen Drehzahl gibt es viele Magnetpole; Große Baugröße und hohes Gewicht; Es gibt zwei Arten der Installation von hydraulischen Generatoreinheiten: vertikal und horizontal.
(3) Drehzahlregelungs- und Steuerungseinrichtungen (einschließlich Drehzahlregler und Öldruckregler): Der Drehzahlregler dient der Regelung der Drehzahl der Wasserturbine, um sicherzustellen, dass die Frequenz der erzeugten elektrischen Energie den Anforderungen der Stromversorgung entspricht und einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb der Anlage (Anfahren, Abschalten, Drehzahländerung, Lastanstieg und Lastabfall) gewährleistet. Daher muss der Regler die Anforderungen an schnelles Ansprechverhalten, hohe Stabilität, einfache Bedienung und Wartung erfüllen und über zuverlässige manuelle Bedien- und Notabschalteinrichtungen verfügen.
(4) Erregersystem: Der hydraulische Generator ist im Allgemeinen ein elektromagnetischer Synchrongenerator. Durch die Steuerung des Gleichstrom-Erregersystems lassen sich die Spannungsregelung, die Regelung der Wirk- und Blindleistung sowie weitere Regelungsparameter realisieren und somit die Qualität der erzeugten elektrischen Energie verbessern.
(5) Kühlsystem: Bei kleinen Wasserkraftgeneratoren wird hauptsächlich Luftkühlung eingesetzt, um Stator, Rotor und Eisenkernoberfläche des Generators mithilfe eines Belüftungssystems zu kühlen. Mit zunehmender Leistung der einzelnen Einheiten steigt jedoch die thermische Belastung von Stator und Rotor stetig an. Um die Ausgangsleistung pro Volumeneinheit des Generators bei einer bestimmten Drehzahl zu erhöhen, wird bei Wasserkraftgeneratoren mit hoher Leistung die direkte Wasserkühlung der Stator- und Rotorwicklungen verwendet; alternativ wird die Statorwicklung mit Wasser gekühlt, während der Rotor durch starken Luftstrom gekühlt wird.
(6) Kraftwerkssteuerungsausrüstung: Die Kraftwerkssteuerungsausrüstung basiert hauptsächlich auf einem Mikrocomputer und realisiert die Funktionen der Netzanbindung, Spannungsregelung, Frequenzmodulation, Leistungsfaktorregelung, des Schutzes und der Kommunikation von Wasserkraftgeneratoren.
(7) Bremsvorrichtung: Alle Hydraulikgeneratoren mit einer Nennleistung über einem bestimmten Wert sind mit einer Bremsvorrichtung ausgestattet. Diese dient dazu, den Rotor während des Abschaltvorgangs des Generators kontinuierlich abzubremsen, wenn die Drehzahl auf 30–40 % der Nenndrehzahl sinkt. Dadurch wird ein Durchbrennen des Axiallagers durch Beschädigung des Ölfilms bei niedriger Drehzahl verhindert. Eine weitere Funktion der Bremsvorrichtung ist das Anheben der rotierenden Teile des Generators mit Hochdrucköl vor Installation, Wartung und Inbetriebnahme. Die Bremsvorrichtung verwendet Druckluft zum Bremsen.
Veröffentlichungsdatum: 21. Oktober 2022
