По сравнению с паротурбогенератором гидрогенератор имеет следующие характеристики:
(1) Скорость низкая. Ограниченная напором воды, скорость вращения обычно составляет менее 750 об/мин, а некоторые составляют всего лишь десятки оборотов в минуту.
(2) Количество магнитных полюсов велико. Поскольку скорость низкая, для генерации электроэнергии частотой 50 Гц необходимо увеличить количество магнитных полюсов, чтобы магнитное поле обмотки статора резки все еще могло меняться 50 раз в секунду.
(3) Конструкция имеет большие размеры и вес. С одной стороны, скорость низкая; С другой стороны, в случае сброса нагрузки агрегата, чтобы избежать разрыва стальной трубы, вызванного сильным гидроударом, требуется, чтобы время аварийного закрытия направляющего аппарата было большим, но это приведет к слишком высокому росту скорости агрегата. Поэтому ротор должен иметь большой вес и инерцию.
(4) Обычно используется вертикальная ось. Для того чтобы уменьшить занимаемую площадь и стоимость установки, крупные и средние гидрогенераторы обычно используют вертикальный вал.
Гидрогенераторы можно разделить на вертикальные и горизонтальные в зависимости от различного расположения вращающихся валов: вертикальные гидрогенераторы можно разделить на подвесные и зонтичные в зависимости от различного положения их упорных подшипников.
(1) Подвесной гидрогенератор. Упорный подшипник установлен в центре или верхней части верхней рамы ротора, что обеспечивает стабильную работу и удобство обслуживания, но высота большая и инвестиции в установку большие.
(2) Зонтичный гидрогенератор. Упорный подшипник устанавливается в центральном корпусе или в верхней части нижней рамы ротора. Как правило, крупные гидрогенераторы со средней и низкой скоростью должны использовать зонтичный тип из-за их большого конструктивного размера, чтобы уменьшить высоту агрегата, сэкономить сталь и сократить инвестиции в установку. В последние годы была разработана конструкция установки упорного подшипника на верхней крышке гидротурбины, и высота агрегата может быть уменьшена.
2. Основные компоненты
Гидрогенератор в основном состоит из статора, ротора, упорного подшипника, верхнего и нижнего направляющих подшипников, верхней и нижней рам, вентиляционного и охлаждающего устройства, тормозного устройства и устройства возбуждения.
(1) Статор. Это компонент для выработки электроэнергии, который состоит из обмотки, железного сердечника и оболочки. Поскольку диаметр статора больших и средних гидрогенераторов очень большой, он обычно состоит из сегментов для транспортировки.
(2) Ротор. Это вращающаяся часть, генерирующая магнитное поле, которая состоит из опоры, колесного кольца и магнитного полюса. Колесное кольцо представляет собой кольцеобразный компонент, состоящий из веерообразной железной пластины. Магнитные полюса распределены снаружи колесного кольца, а колесное кольцо используется в качестве пути магнитного поля. Одна нить большого и среднего ротора собирается на месте, а затем нагревается и надевается на главный вал генератора. В последние годы была разработана конструкция ротора без вала, то есть опора ротора непосредственно закреплена на верхнем конце главного вала турбины. Самым большим преимуществом этой конструкции является то, что она может решить проблемы качества крупных отливок и поковок, вызванные большим блоком; Кроме того, она также может уменьшить подъемный вес ротора и высоту подъема, чтобы уменьшить высоту установки и внести определенную экономию в конструкцию электростанции.
(3) Упорный подшипник. Это компонент, который воспринимает общий вес вращающейся части агрегата и осевой гидравлический упор турбины.
(4) Система охлаждения. Гидрогенератор обычно использует воздух в качестве охлаждающей среды для охлаждения статора, обмотки ротора и сердечника статора. Гидрогенераторы малой мощности часто используют открытую или трубчатую вентиляцию, в то время как гидрогенераторы большого и среднего размера часто используют закрытую вентиляцию с самоциркуляцией. Для повышения интенсивности охлаждения некоторые обмотки гидрогенераторов большой мощности используют режим внутреннего охлаждения полого проводника, непосредственно проходящего через охлаждающую среду, а охлаждающая среда использует воду или новую среду. Обмотки статора и ротора охлаждаются изнутри водой, а охлаждающей средой является вода или новая среда. Обмотки статора и ротора, которые используют внутреннее водяное охлаждение, называются двойным водяным внутренним охлаждением. Обмотки статора и ротора и сердечник статора, которые используют водяное охлаждение, называются полным водяным внутренним охлаждением, но обмотки статора и ротора, которые используют внутреннее водяное охлаждение, называются полуводяным внутренним охлаждением.
Другим методом охлаждения гидрогенератора является испарительное охлаждение, которое соединяет жидкую среду в проводнике гидрогенератора для испарительного охлаждения. Испарительное охлаждение имеет то преимущество, что теплопроводность охлаждающей среды намного больше, чем у воздуха и воды, и может уменьшить вес и размер устройства.
(5) Устройство возбуждения и его разработка в основном такие же, как и у тепловых энергоблоков.
Время публикации: 01.09.2021
