Injete energia potencial ou cinética na turbina hidráulica, e ela começará a girar. Se conectarmos o gerador à turbina hidráulica, o gerador poderá começar a gerar eletricidade. Se elevarmos o nível da água para injetar energia na turbina, a velocidade da turbina aumentará. Portanto, quanto maior a diferença de nível da água, maior será a energia cinética obtida pela turbina e maior será a energia elétrica convertida. Este é o princípio básico da energia hidrelétrica.
O processo de conversão de energia ocorre da seguinte forma: a energia potencial gravitacional da água a montante é convertida em energia cinética do fluxo de água. Quando a água flui pela turbina, a energia cinética é transferida para a turbina, que aciona o gerador para converter a energia cinética em energia elétrica. Portanto, trata-se do processo de conversão de energia mecânica em energia elétrica.
Devido às diferentes condições naturais das usinas hidrelétricas, a capacidade e a velocidade das unidades geradoras hidrelétricas variam amplamente. Geralmente, geradores hidrelétricos de pequeno porte e geradores hidrelétricos de alta velocidade acionados por turbinas de impulso adotam, em sua maioria, estruturas horizontais, enquanto geradores de grande e média velocidade adotam, em sua maioria, estruturas verticais. Como a maioria das usinas hidrelétricas está localizada longe das cidades, elas geralmente precisam fornecer energia às cargas por meio de longas linhas de transmissão. Portanto, o sistema de energia impõe requisitos mais elevados para a estabilidade operacional dos geradores hidrelétricos: os parâmetros do motor precisam ser cuidadosamente selecionados; os requisitos para o momento de inércia do rotor são grandes. Portanto, a aparência do gerador hidrelétrico é diferente da do gerador de turbina a vapor. O diâmetro do rotor é grande e seu comprimento é curto. O tempo necessário para a partida e a conexão à rede das unidades geradoras hidrelétricas é relativamente curto, e o despacho operacional é flexível. Além da geração geral de energia, é particularmente adequado para unidades de corte de pico e unidades de reserva de emergência. A capacidade máxima das unidades geradoras de turbina hidráulica atingiu 700.000 quilowatts.
Quanto ao princípio do gerador, a física do ensino médio é muito clara, e seu princípio de funcionamento é baseado na lei da indução eletromagnética e na lei da força eletromagnética. Portanto, o princípio geral de sua construção é usar condutividade magnética e materiais condutores apropriados para formar um circuito magnético e um circuito para indução eletromagnética mútua, a fim de gerar energia eletromagnética e atingir o objetivo de conversão de energia.
O gerador de turbina hidráulica é acionado por uma turbina hidráulica. Seu rotor é curto e espesso, o tempo necessário para a partida da unidade e a conexão à rede é curto e o despacho da operação é flexível. Além da geração geral de energia, é particularmente adequado para unidades de corte de pico e unidades de reserva de emergência. A capacidade máxima das unidades geradoras de turbina hidráulica atingiu 800.000 quilowatts.
O gerador a diesel é acionado por um motor de combustão interna. Sua partida é rápida e fácil de operar, mas seu custo de geração de energia é alto. É usado principalmente como energia de reserva emergencial ou em áreas onde a grande rede elétrica não alcança, como em usinas de energia móveis. Sua capacidade varia de alguns quilowatts a vários quilowatts. O torque de saída no eixo do motor a diesel está sujeito a pulsações periódicas, portanto, acidentes com ressonância e quebra do eixo devem ser evitados.
A velocidade do gerador hidráulico determinará a frequência da corrente alternada gerada. Para garantir a estabilidade dessa frequência, a velocidade do rotor deve ser estabilizada. Para estabilizar a velocidade, a velocidade do motor primário (turbina hidráulica) pode ser controlada em um modo de controle de malha fechada. O sinal de frequência da energia CA a ser enviada é amostrado e realimentado ao sistema de controle que controla o ângulo de abertura e fechamento da palheta guia da turbina hidráulica para controlar a potência de saída da turbina hidráulica. Através do princípio de controle por realimentação, a velocidade do gerador pode ser estabilizada.
Horário da postagem: 08/10/2022
