En comparación co xerador de turbina de vapor, o xerador hidroeléctrico ten as seguintes características:
(1) A velocidade é baixa. Limitada pola altura da auga, a velocidade de rotación é xeralmente inferior a 750 r/min, e algunhas son só de ducias de revolucións por minuto.
(2) O número de polos magnéticos é grande. Debido a que a velocidade é baixa, para xerar enerxía eléctrica de 50 Hz, é necesario aumentar o número de polos magnéticos, de xeito que o campo magnético do enrolamento do estator de corte aínda poida cambiar 50 veces por segundo.
(3) A estrutura é de gran tamaño e peso. Por unha banda, a velocidade é baixa; por outra banda, en caso de rexeitamento da carga da unidade, para evitar a rotura da tubaxe de aceiro causada por un forte golpe de ariete, o tempo de peche de emerxencia da paleta guía debe ser longo, pero isto fará que o aumento de velocidade da unidade sexa demasiado alto. Polo tanto, o rotor debe ter un peso e unha inercia elevados.
(4) Xeralmente adóptase un eixe vertical. Para reducir a ocupación do terreo e o custo da planta, os xeradores hidroeléctricos grandes e medianos adoitan adoptar un eixe vertical.
Os xeradores hidroeléctricos pódense dividir en tipos verticais e horizontais segundo a diferente disposición dos seus eixes rotatorios: os xeradores hidroeléctricos verticais pódense dividir en tipos suspendidos e paraugas segundo as diferentes posicións dos seus rolamentos de empuxe.
(1) Hidroxerador suspendido. O rolamento axial está instalado no centro ou na parte superior do marco superior do rotor, o que ten un funcionamento estable e un mantemento cómodo, pero a altura é grande e o investimento na planta é grande.
(2) Xerador hidroeléctrico tipo paraugas. O rodamento axial instálase no corpo central ou na parte superior do marco inferior do rotor. En xeral, os xeradores hidroeléctricos grandes de velocidade media e baixa deben adoptar o tipo paraugas debido ao seu gran tamaño estrutural, para reducir a altura da unidade, aforrar aceiro e reducir o investimento na planta. Nos últimos anos, desenvolveuse a estrutura de instalación do rodamento axial na tapa superior da turbina de auga, e pódese reducir a altura da unidade.
2. Compoñentes principais
O xerador hidroeléctrico está composto principalmente por estator, rotor, rodamento axial, rodamentos guía superior e inferior, bastidores superior e inferior, dispositivo de ventilación e refrixeración, dispositivo de freado e dispositivo de excitación.
(1) Estator. É un compoñente para xerar enerxía eléctrica, que está composto por un enrolamento, un núcleo de ferro e unha carcasa. Debido a que o diámetro do estator dos xeradores hidroeléctricos grandes e medianos é moi grande, xeralmente está composto por segmentos para o transporte.
(2) Rotor. É unha peza xiratoria que xera un campo magnético e que está composta por un soporte, un anel de roda e un polo magnético. O anel de roda é un compoñente en forma de anel composto por unha placa de ferro en forma de abano. Os polos magnéticos distribúense fóra do anel de roda, e este utilízase como traxectoria do campo magnético. Un fío do rotor de tamaño grande e mediano móntase no sitio, e logo quéntase e enfundase no eixe principal do xerador. Nos últimos anos, desenvolveuse a estrutura sen eixe do rotor, é dicir, o soporte do rotor fíxase directamente no extremo superior do eixe principal da turbina. A maior vantaxe desta estrutura é que pode resolver os problemas de calidade das pezas fundidas e forxadas grandes causadas pola unidade grande; Ademais, tamén pode reducir o peso de elevación do rotor e a altura de elevación, para reducir a altura da planta e traer certa economía á construción da central eléctrica.
(3) Rodamento axiais. É un compoñente que soporta o peso total da parte xiratoria da unidade e o empuxe hidráulico axial da turbina.
(4) Sistema de refrixeración. O hidroxerador adoita usar aire como medio de refrixeración para arrefriar o estator, o enrolamento do rotor e o núcleo do estator. Os xeradores hidroeléctricos de pequena capacidade adoitan adoptar ventilación aberta ou por tubos, mentres que os xeradores hidroeléctricos grandes e medianos adoitan adoptar ventilación de autocirculación pechada. Para mellorar a intensidade de refrixeración, algúns enrolamentos de xeradores hidroeléctricos de alta capacidade adoptan o modo de refrixeración interna de condutor oco que pasa directamente polo medio de refrixeración, e o medio de refrixeración adopta auga ou un medio novo. Os enrolamentos do estator e do rotor arrefríanse internamente con auga, e o medio de refrixeración é auga ou un medio novo. Os enrolamentos do estator e do rotor que adoptan refrixeración interna por auga denomínanse refrixeración interna por dobre auga. Os enrolamentos do estator e do rotor e o núcleo do estator que adoptan refrixeración por auga denomínanse refrixeración interna por auga completa, pero os enrolamentos do estator e do rotor que adoptan refrixeración interna por auga denomínanse refrixeración interna semipor auga.
Outro método de refrixeración do xerador hidroeléctrico é o arrefriamento evaporativo, que conecta o medio líquido ao condutor do xerador hidroeléctrico para o arrefriamento evaporativo. O arrefriamento evaporativo ten a vantaxe de que a condutividade térmica do medio de refrixeración é moito maior que a do aire e a auga, e pode reducir o peso e o tamaño da unidade.
(5) O dispositivo de excitación e o seu desenvolvemento son basicamente os mesmos que os das unidades de enerxía térmica.
Data de publicación: 01-09-2021
