수력 발전기는 회전자, 고정자, 프레임, 스러스트 베어링, 가이드 베어링, 냉각기, 브레이크 등의 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다(그림 참조). 고정자는 주로 받침대, 철심, 권선으로 구성됩니다. 고정자 철심은 냉간 압연 규소강판으로 제작되며, 제조 및 운송 조건에 따라 일체형 또는 분리형 구조로 제작될 수 있습니다. 수력 발전기의 냉각 방식은 일반적으로 폐쇄 순환 공기 냉각 방식을 채택합니다. 대용량 발전기는 냉각 매체로 물을 사용하여 고정자를 직접 냉각하는 경향이 있습니다. 고정자와 회전자를 동시에 냉각하는 경우, 이중 수냉식 수력 발전기라고 합니다.
수력 발전기의 단일 유닛 용량을 증대시키고 초대형 유닛으로 개발하기 위해, 신뢰성과 내구성을 향상시키고자 구조에 많은 신기술을 도입했습니다. 예를 들어, 고정자의 열팽창 문제를 해결하기 위해 고정자 부유 구조, 경사 지지대 등을 사용하고, 회전자는 디스크 구조를 채택했습니다. 고정자 코일의 풀림 현상을 해결하기 위해 탄성 쐐기를 스트립 아래에 깔아 전선봉 절연체의 마모를 방지했습니다. 또한, 풍손실을 줄이기 위해 환기 구조를 개선하고 와전류 손실을 제거하여 유닛의 효율을 더욱 향상시켰습니다.
수력 터빈 제조 기술의 발전과 함께 발전기 모터의 속도와 용량도 증가하여 대용량·고속으로 발전하고 있습니다. 세계적으로 대용량·고속 발전기 모터를 장착한 대표적인 양수 발전소로는 영국의 디노빅 양수 발전소(330,000kVA, 500rpm) 등이 있습니다.
이중 수냉식 발전기 모터는 고정자 코일, 회전자 코일 및 고정자 코어를 이온화된 물로 직접 내부 냉각하여 발전기 모터의 제조 한계를 높일 수 있습니다. 미국 라콩산 양수 발전소의 발전기 모터(425,000kVA, 300rpm)도 이중 수냉식 내부 냉각 방식을 사용합니다.
자기 스러스트 베어링의 적용. 발전기 모터의 용량과 속도가 증가함에 따라 추력 부하와 기동 토크도 증가합니다. 자기 스러스트 베어링을 사용하면 중력 반대 방향의 자기력으로 추력 부하가 줄어들어 베어링 부하가 감소하고, 축 방향 저항 손실이 줄어들며, 베어링 온도가 낮아지고, 발전기 효율이 향상됩니다. 또한 기동 저항 모멘트도 감소합니다. 한국 상랑징 양수 발전소의 발전기 모터(335,000kVA, 300rpm)에 자기 스러스트 베어링이 적용되었습니다.
게시 시간: 2021년 11월 12일
