Un groupe hydroélectrique est un dispositif de conversion d'énergie qui transforme l'énergie potentielle de l'eau en énergie électrique. Il est généralement composé d'une turbine hydraulique, d'un générateur, d'un régulateur, d'un système d'excitation, d'un système de refroidissement et d'équipements de contrôle de la centrale.
(1) Turbine hydraulique : il existe deux types de turbines hydrauliques couramment utilisés : le type à impulsion et le type à réaction.
(2) Générateur : la plupart des générateurs sont des générateurs synchrones, à faible vitesse, généralement inférieure à 750 tr/min, et certains n'ont que quelques dizaines de tours/minute ; En raison de la faible vitesse, il existe de nombreux pôles magnétiques ; Grande taille et poids de la structure ; Il existe deux types d'installation des groupes électrogènes hydrauliques : verticale et horizontale.
(3) Dispositifs de régulation et de contrôle de la vitesse (y compris le régulateur de vitesse et le dispositif de pression d'huile) : le régulateur de vitesse a pour rôle de réguler la vitesse de la turbine hydraulique afin de garantir que la fréquence de l'énergie électrique produite réponde aux exigences d'alimentation électrique et d'assurer un fonctionnement unitaire (démarrage, arrêt, changement de vitesse, augmentation et diminution de la charge) ainsi qu'une exploitation sûre et économique. Par conséquent, le régulateur doit présenter des performances répondant aux exigences de rapidité de fonctionnement, de réactivité, de stabilité rapide, de facilité d'utilisation et de maintenance, et doit également être doté de dispositifs fiables de commande manuelle et d'arrêt d'urgence.
(4) Système d'excitation : le générateur hydraulique est généralement un générateur électromagnétique synchrone. La régulation du système d'excitation à courant continu permet d'assurer la régulation de la tension, de la puissance active et de la puissance réactive, ainsi que d'autres paramètres, afin d'améliorer la qualité de l'énergie électrique produite.
(5) Système de refroidissement : le refroidissement par air est principalement utilisé pour les petits groupes électrogènes hydrauliques afin de refroidir le stator, le rotor et la surface du noyau de fer grâce à un système de ventilation. Cependant, avec l’augmentation de la puissance unitaire, les charges thermiques du stator et du rotor augmentent constamment. Afin d’accroître la puissance de sortie par unité de volume du groupe électrogène à une vitesse donnée, les groupes électrogènes hydrauliques de grande puissance adoptent un refroidissement direct par eau des enroulements du stator et du rotor ; ou bien, l’enroulement du stator est refroidi par eau tandis que le rotor est refroidi par un vent puissant.
(6) Équipement de contrôle de la centrale électrique : l'équipement de contrôle de la centrale électrique est principalement basé sur un micro-ordinateur, qui réalise les fonctions de connexion au réseau, de régulation de tension, de modulation de fréquence, de régulation du facteur de puissance, de protection et de communication des générateurs hydrauliques.
(7) Dispositif de freinage : tous les groupes électrogènes hydrauliques d’une puissance nominale supérieure à une certaine valeur sont équipés d’un dispositif de freinage. Ce dernier sert à freiner en continu le rotor lorsque la vitesse est réduite à 30 % à 40 % de la vitesse nominale lors de l’arrêt du groupe électrogène, afin d’éviter la combustion du palier de butée due à la dégradation du film d’huile à basse vitesse. Le dispositif de freinage a également pour fonction de soulever les pièces rotatives du groupe électrogène à l’aide d’huile haute pression avant l’installation, la maintenance et la mise en service. Le freinage est assuré par air comprimé.
Date de publication : 21 octobre 2022
