Í samanburði við gufutúrbínurafstöð hefur vatnsaflsrafstöð eftirfarandi eiginleika:
(1) Hraðinn er lágur. Snúningshraðinn er takmarkaður af vatnsþrýstingnum og er almennt minni en 750 snúningar á mínútu og sumir eru aðeins tugir snúninga á mínútu.
(2) Fjöldi segulpóla er mikill. Þar sem hraðinn er lágur, til að framleiða 50Hz raforku, er nauðsynlegt að auka fjölda segulpóla, þannig að segulsvið skurðarstatorvindingarinnar geti samt breyst 50 sinnum á sekúndu.
(3) Uppbyggingin er stór að stærð og þyngd. Annars vegar er hraðinn lágur; Hins vegar, ef einingin verður fyrir álagshöfnun, til að koma í veg fyrir að stálpípan rofi af völdum sterks vatnshamars, þarf neyðarlokunartími leiðarblaðsins að vera langur, en þetta veldur því að hraðinn á einingunni verður of mikill. Þess vegna þarf snúningshlutinn að vera með mikla þyngd og tregðu.
(4) Lóðréttur ás er almennt notaður. Til að draga úr landnotkun og kostnaði við virkjun nota stórar og meðalstórar vatnsaflsrafstöðvar almennt lóðrétta ás.
Vatnsrafstöðvar má skipta í lóðréttar og láréttar gerðir eftir mismunandi uppröðun snúningsása þeirra: lóðréttar vatnsrafstöðvar má skipta í hengdar og regnhlífar eftir mismunandi staðsetningu þrýstilageranna.
(1) Hengjandi vetnisgenerator. Þrýstilagerið er sett upp í miðju eða efri hluta efri ramma snúningshlutans, sem er stöðugt í notkun og auðvelt í viðhaldi, en hæðin er mikil og fjárfestingin í verksmiðjunni er mikil.
(2) Regnhlífarafstöð. Þrýstilagerið er sett upp í miðjunni eða efri hluta neðri ramma snúningshlutans. Almennt ættu stórar vatnsaflstöðvar með meðal- og lághraða að nota regnhlífargerð vegna stórrar byggingarstærðar þeirra, til að draga úr hæð einingarinnar, spara stál og draga úr fjárfestingu í verksmiðjunni. Á undanförnum árum hefur uppbygging þrýstilagersins á efri loki vatnstúrbínunnar verið þróuð og hægt er að minnka hæð einingarinnar.
2. Helstu íhlutir
Vatnsrafstöðin samanstendur aðallega af stator, snúningshluta, þrýstilageri, efri og neðri leiðarlegum, efri og neðri grind, loftræsti- og kælibúnaði, bremsubúnaði og örvunarbúnaði.
(1) Stator. Þetta er íhlutur sem framleiðir raforku og er samsettur úr vafningi, járnkjarna og skel. Þar sem statorþvermál stórra og meðalstórra vatnsaflsrafstöðva er mjög stórt er hann almennt samsettur úr flutningshlutum.
(2) Snúningshluti. Þetta er snúningshluti sem myndar segulsvið og samanstendur af stuðningi, hjólhring og segulpól. Hjólhringurinn er hringlaga íhlutur úr viftulaga járnplötu. Segulpólarnir eru dreifðir utan hjólhringsins og hjólhringurinn er notaður sem leið segulsviðsins. Einn þráður af stórum og meðalstórum snúningshlutum er settur saman á staðnum og síðan hitaður og settur á aðalás rafstöðvarinnar. Á undanförnum árum hefur verið þróað snúningsáslaus uppbygging, það er að segja, snúningsstuðningurinn er festur beint á efri enda aðaláss túrbínunnar. Stærsti kosturinn við þessa uppbyggingu er að hún getur leyst gæðavandamál stórra steypu- og smíðahluta sem orsakast af stórum einingum; Að auki getur hún einnig dregið úr lyftiþyngd og lyftihæð snúningshlutans, til að draga úr hæð virkjunarinnar og tryggja ákveðna hagkvæmni í byggingu virkjunarinnar.
(3) Þrýstilager. Þetta er íhlutur sem ber heildarþyngd snúningshluta einingarinnar og ásþrýstingsþrýsti túrbínunnar.
(4) Kælikerfi. Vetnisframleiðandi notar venjulega loft sem kælimiðil til að kæla statorinn, snúningsvindinguna og statorkjarnann. Lítil afkastageta vatnsrafstöðvar nota oft opna eða pípulaga loftræstingu, en stórar og meðalstórar vatnsrafstöðvar nota oft lokaða sjálfhringrásarloftræstingu. Til að bæta kælistyrkinn nota sumar afkastagetu vatnsrafstöðvar innri kælingu þar sem holur leiðari fer beint í gegnum kælimiðilinn og kælimiðillinn notar vatn eða nýtt miðil. Stator- og snúningsvindingarnar eru kældar innvortis með vatni og kælimiðillinn er vatn eða nýtt miðill. Stator- og snúningsvindingarnar sem nota vatnskælingu eru kallaðar tvöfalda vatnskælingu. Stator- og snúningsvindingarnar og statorkjarninn sem nota vatnskælingu eru kallaðar fulla vatnskælingu, en stator- og snúningsvindingarnar sem nota vatnskælingu eru kallaðar hálfvatnskælingu.
Önnur kæliaðferð fyrir vatnsaflsrafstöðvar er uppgufunarkæling, sem tengir fljótandi miðil við leiðara vatnsaflsrafstöðvarinnar til að kæla með uppgufun. Uppgufunarkæling hefur þann kost að varmaleiðni kælimiðilsins er mun meiri en lofts og vatns og getur dregið úr þyngd og stærð einingarinnar.
(5) Örvunarbúnaðurinn og þróun hans eru í grundvallaratriðum þau sömu og í varmaorkuverum.
Birtingartími: 1. september 2021
