수차에 위치 에너지나 운동 에너지를 공급하면 수차가 회전하기 시작합니다. 발전기를 수차에 연결하면 발전기가 전기를 생산할 수 있습니다. 수위를 높여 수차를 세척하면 터빈 속도가 증가합니다. 따라서 수위 차이가 클수록 터빈에서 얻는 운동 에너지가 커지고, 변환 가능한 전기 에너지도 커집니다. 이것이 수력 발전의 기본 원리입니다.
에너지 변환 과정은 다음과 같습니다. 상류 물의 중력 위치 에너지가 물 흐름의 운동 에너지로 변환됩니다. 물이 터빈을 통과할 때, 운동 에너지는 터빈으로 전달되고, 터빈은 발전기를 구동하여 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 따라서 이는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 과정입니다.
수력 발전소의 자연 조건이 서로 다르기 때문에 수력 발전기 유닛의 용량과 속도는 매우 다양합니다. 일반적으로 임펄스 터빈으로 구동되는 소형 수력 발전기와 고속 수력 발전기는 대부분 수평 구조를 사용하는 반면, 대형 및 중속 발전기는 대부분 수직 구조를 사용합니다. 대부분의 수력 발전소는 도시에서 멀리 떨어져 있기 때문에 긴 송전선을 통해 부하에 전력을 공급해야 하므로 전력 시스템은 수력 발전기의 운전 안정성에 대한 더 높은 요건을 제시합니다. 모터 매개변수를 신중하게 선택해야 하며, 회전자의 관성 모멘트에 대한 요건이 큽니다. 따라서 수력 발전기는 증기 터빈 발전기와 외관이 다릅니다. 회전자 직경이 크고 길이가 짧습니다. 수력 발전기 유닛의 시동 및 계통 연결 시간이 비교적 짧고 운전 배치가 유연합니다. 일반 발전 외에도 피크 저감 유닛 및 비상 대기 유닛에 특히 적합합니다. 수력 터빈 발전기 유닛의 최대 용량은 70만 kW에 달합니다.
발전기의 원리는 고등학교 물리학에서 매우 명확하게 설명되어 있으며, 그 작동 원리는 전자기 유도 법칙과 전자기력 법칙에 기반합니다. 따라서 발전기의 일반적인 구성 원리는 적절한 자기 전도도와 전도성 재료를 사용하여 자기 회로와 상호 전자기 유도 회로를 형성하여 전자기 전력을 생성하고 에너지 변환이라는 목적을 달성하는 것입니다.
수차 발전기는 수차에 의해 구동됩니다. 회전자가 짧고 굵으며, 유닛 시동 및 계통 연결 시간이 짧고, 운전 배전이 유연합니다. 일반 발전 외에도 피크 저감 유닛 및 비상 대기 유닛에 특히 적합합니다. 수차 발전기 유닛의 최대 용량은 80만 kW에 달합니다.
디젤 발전기는 내연기관으로 구동됩니다. 시동이 빠르고 작동이 간편하지만 발전 비용이 높습니다. 주로 비상 예비 전력으로 사용되거나 대규모 전력망이 닿지 않는 지역이나 이동식 발전소에 사용됩니다. 발전 용량은 수 킬로와트에서 수 킬로와트에 이릅니다. 디젤 엔진 축의 토크 출력은 주기적인 맥동을 받기 때문에 공진 및 축 파손 사고를 방지해야 합니다.
수력 발전기의 속도는 생성되는 교류 전류의 주파수를 결정합니다. 이 주파수의 안정성을 확보하려면 회전자의 속도를 안정화해야 합니다. 속도를 안정화하기 위해 원동기(수차)의 속도를 폐루프 제어 모드로 제어할 수 있습니다. 출력되는 교류 전력의 주파수 신호를 샘플링하여 제어 시스템으로 피드백하고, 제어 시스템은 수차 가이드 베인의 개폐 각도를 제어하여 수차의 출력을 제어합니다. 피드백 제어 원리를 통해 발전기의 속도를 안정화할 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 10월 8일
