증기 터빈 발전기와 비교하여 수력 발전기는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
(1) 회전속도가 낮습니다. 수두에 의해 제한을 받으며 회전속도는 일반적으로 750r/min 이하이며 일부는 분당 수십 회전에 불과합니다.
(2) 자극의 수가 많습니다. 속도가 느리기 때문에 50Hz의 전기 에너지를 생성하려면 자극의 수를 늘려야 절단 고정자 권선의 자기장이 초당 50회 변할 수 있습니다.
(3) 구조물의 크기와 무게가 크다. 한편으로는 속도가 느리다. 다른 한편으로는 유닛의 부하 제거 시 강한 수격 현상으로 인한 강관 파단을 방지하기 위해 가이드 베인의 비상 폐쇄 시간을 길게 설정해야 하지만, 이로 인해 유닛의 속도 상승이 너무 커지게 된다. 따라서 로터는 큰 무게와 관성을 가져야 한다.
(4) 수직축 방식이 일반적으로 채택됩니다. 토지 점유 및 설비 비용 절감을 위해 대형 및 중형 수력 발전기는 일반적으로 수직축 방식을 채택합니다.
수력 발전기는 회전축의 배열 방식에 따라 수직형과 수평형으로 구분할 수 있습니다. 수직형 수력 발전기는 추력 베어링의 위치에 따라 현수형과 우산형으로 구분할 수 있습니다.
(1) 현수형 수소발전기. 추력 베어링은 로터 상부 프레임의 중앙 또는 상부에 설치되어 안정적인 작동과 편리한 유지 보수가 가능하지만 높이가 높고 설비 투자 비용이 크다.
(2) 우산형 수력 발전기. 추력 베어링은 로터 하부 프레임의 중앙 또는 상부에 설치됩니다. 일반적으로 중저속 대형 수력 발전기는 구조적 크기가 크기 때문에 우산형을 채택하여 장치 높이를 줄이고, 강재 사용량을 절감하며, 설비 투자비를 절감해야 합니다. 최근에는 수차 상부 커버에 추력 베어링을 설치하는 구조가 개발되어 장치 높이를 줄일 수 있습니다.
2. 주요 구성 요소
수력발전기는 주로 고정자, 회전자, 추력 베어링, 상하 가이드 베어링, 상하 프레임, 통풍 및 냉각 장치, 제동 장치 및 여자 장치로 구성됩니다.
(1) 고정자. 전기 에너지를 생성하는 부품으로, 권선, 철심, 외피로 구성됩니다. 대형 및 중형 수력 발전기의 고정자 직경이 매우 크기 때문에 일반적으로 운반용 세그먼트로 구성됩니다.
(2) 로터. 자기장을 생성하는 회전 부품으로, 지지대, 휠 링, 자극으로 구성됩니다. 휠 링은 부채꼴 철판으로 구성된 링 모양의 부품입니다. 자극은 휠 링 외부에 분포되어 있으며, 휠 링은 자기장의 경로로 사용됩니다. 대형 및 중형 로터 한 가닥은 현장에서 조립된 후 가열되어 발전기 주축에 슬리브로 고정됩니다. 최근에는 로터 지지대가 터빈 주축 상단에 직접 고정되는 무축 구조가 개발되었습니다. 이 구조의 가장 큰 장점은 대형 유닛으로 인해 발생하는 대형 주물 및 단조품의 품질 문제를 해결할 수 있다는 것입니다. 또한 로터 리프팅 중량과 리프팅 높이를 줄여 설비 높이를 줄이고 발전소 건설에 일정한 경제성을 제공할 수 있습니다.
(3) 추력베어링(Thrust Bearing) : 유닛의 회전부 전체 중량과 터빈의 축방향 유압추력을 지탱하는 부품이다.
(4) 냉각 시스템. 수소 발전기는 일반적으로 공기를 냉각 매체로 사용하여 고정자, 회전자 권선 및 고정자 코어를 냉각합니다. 소용량 수력 발전기는 개방형 또는 파이프 환기 방식을 사용하는 반면, 대형 및 중형 수력 발전기는 폐쇄형 자체 순환 환기 방식을 사용하는 경우가 많습니다. 냉각 강도를 높이기 위해 일부 고용량 수력 발전기 권선은 중공 도체가 냉각 매체를 직접 통과하는 내부 냉각 방식을 채택하며, 냉각 매체는 물 또는 새로운 매체를 사용합니다. 고정자 및 회전자 권선은 물로 내부 냉각되며, 냉각 매체는 물 또는 새로운 매체입니다. 수냉 방식을 채택한 고정자 및 회전자 권선을 이중 수냉 방식이라고 합니다. 수냉 방식을 채택한 고정자 및 회전자 권선과 고정자 코어는 완전 수냉 방식이라고 하며, 수냉 방식을 채택한 고정자 및 회전자 권선은 반수냉 방식이라고 합니다.
수력 발전기의 또 다른 냉각 방식은 증발 냉각으로, 수력 발전기의 도체에 액체 매체를 연결하여 증발 냉각을 실시합니다. 증발 냉각은 냉각 매체의 열전도도가 공기나 물보다 훨씬 높아 장치의 무게와 크기를 줄일 수 있다는 장점이 있습니다.
(5) 여자소자 및 그 개발은 기본적으로 열전소자의 그것과 동일하다.
게시 시간: 2021년 9월 1일
