Гидрогенератор состоит из ротора, статора, рамы, упорного подшипника, направляющего подшипника, охладителя, тормоза и других основных компонентов (см. рисунок). Статор в основном состоит из рамы, чугунного сердечника, обмотки и других компонентов. Сердечник статора изготавливается из холоднокатаных листов кремнистой стали, которые могут быть выполнены в виде цельной или разъемной конструкции в зависимости от условий производства и транспортировки. Водотурбинный генератор обычно охлаждается замкнутой циркуляцией воздуха. В сверхмощных агрегатах в качестве охлаждающей среды чаще всего используется вода для непосредственного охлаждения статора. Когда статор и ротор охлаждаются одновременно, это генераторная установка с двойным водяным внутренним охлаждением.
Для повышения мощности отдельного гидрогенератора и развития гигантских установок в конструкцию внедряются многочисленные новые технологии, направленные на повышение надежности и долговечности. Например, для решения проблемы теплового расширения статора используется плавающая конструкция статора и наклонная опора, а ротор имеет дисковую конструкцию. Для предотвращения износа изоляции проволоки статора используется амортизирующая лента под упругим клином. Улучшена вентиляционная конструкция, снижены потери на ветроустойчивость и потери на вихревые токи, что дополнительно повышает эффективность установки.
С развитием технологий производства насосных турбин скорость и мощность генераторных двигателей также увеличиваются, достигая больших объемов и высокой скорости. К числу построенных в мире электростанций с накопителями энергии, оснащенных мощными и высокоскоростными электродвигателями, относится, например, гидроаккумулирующая электростанция Диновик (330 000 кВА, 500 об/мин) в Великобритании.
В генераторном двигателе с двойным внутренним водяным охлаждением обмотки статора, ротора и сердечника статора охлаждаются непосредственно внутри с помощью ионизированной воды, что позволяет повысить производственные возможности генераторного двигателя. Генераторный двигатель (425000 кВА, 300 об/мин) гидроаккумулирующей электростанции Лаконшань в США также использует двойное внутреннее водяное охлаждение.
Применение магнитных упорных подшипников. С увеличением мощности и скорости генераторного двигателя возрастают также осевая нагрузка и пусковой момент агрегата. После установки магнитного упорного подшипника осевая нагрузка увеличивается за счет магнитного притяжения в направлении, противоположном силе тяжести, что снижает нагрузку на подшипник, уменьшает потери на сопротивление поверхности вала, снижает температуру подшипника и повышает КПД агрегата, а также уменьшает момент сопротивления при запуске. Магнитный упорный подшипник используется в генераторном двигателе (335000 кВА, 300 об/мин) гидроаккумулирующей электростанции Сангланцзин в Южной Корее.
Дата публикации: 21 марта 2022 г.
