Jämfört med ångturbingeneratorer har vattenkraftgeneratorer följande egenskaper:
(1) Hastigheten är låg. Begränsad av vattentrycket är rotationshastigheten generellt mindre än 750 r/min, och vissa är bara dussintals varv per minut.
(2) Antalet magnetiska poler är stort. Eftersom hastigheten är låg, för att generera 50 Hz elektrisk energi, är det nödvändigt att öka antalet magnetiska poler, så att magnetfältet för skärstatorlindningen fortfarande kan ändras 50 gånger per sekund.
(3) Strukturen är stor i storlek och vikt. Å ena sidan är hastigheten låg; å andra sidan, vid lastavstötning av enheten, för att undvika brott på stålröret orsakat av stark vattenhammare, krävs att styrskenans nödstängningstid är lång, men detta kommer att orsaka att enhetens hastighetsökning blir för hög. Därför krävs att rotorn har stor vikt och tröghet.
(4) Vertikal axel används generellt. För att minska markanvändning och anläggningskostnader använder stora och medelstora vattenkraftgeneratorer vanligtvis vertikal axel.
Vattenkraftgeneratorer kan delas in i vertikala och horisontella typer beroende på hur deras roterande axlar är placerade: vertikala vattenkraftgeneratorer kan delas in i hängande och paraplybaserade typer beroende på deras axiallagers olika positioner.
(1) Upphängd hydrogenerator. Axiallagret är installerat i mitten eller övre delen av rotorns övre ram, vilket ger stabil drift och bekvämt underhåll, men höjden är stor och anläggningsinvesteringen är stor.
(2) Paraplygenerator. Axiallagret är installerat i mittkroppen eller i den övre delen av rotorns nedre ram. Generellt sett bör stora vattengeneratorer med medelhög och låg hastighet använda paraplytypen på grund av sin stora strukturella storlek, för att minska enhetens höjd, spara stål och minska anläggningsinvesteringar. Under senare år har strukturen för installation av axiallagret på vattenturbinens toppkåpa utvecklats, och enhetens höjd kan minskas.
2. Huvudkomponenter
En vattenkraftgenerator består huvudsakligen av stator, rotor, axiallager, övre och nedre styrlager, övre och nedre ramar, ventilations- och kylanordning, bromsanordning och excitationsanordning.
(1) Stator. Det är en komponent för att generera elektrisk energi, som består av en lindning, en järnkärna och ett skal. Eftersom statordiametern hos stora och medelstora vattenkraftgeneratorer är mycket stor, består den vanligtvis av segment för transport.
(2) Rotor. Det är en roterande del som genererar ett magnetfält och består av ett stöd, en hjulring och en magnetpol. Hjulringen är en ringformad komponent bestående av en solfjäderformad järnplåt. De magnetiska polerna är fördelade utanför hjulringen, och hjulringen används som magnetfältets bana. En sträng av stora och medelstora rotorer monteras på plats och värms sedan upp och hylsas på generatorns huvudaxel. Under senare år har rotoraxellösa strukturer utvecklats, det vill säga att rotorstödet är direkt fäst på den övre änden av turbinens huvudaxel. Den största fördelen med denna struktur är att den kan lösa kvalitetsproblemen hos stora gjutgods och smidesdelar som orsakas av stora enheter. Dessutom kan den också minska rotorns lyftvikt och lyfthöjd, vilket minskar anläggningens höjd och ger en viss ekonomi i kraftverkskonstruktionen.
(3) Axiallager. Det är en komponent som bär den totala vikten av enhetens roterande del och turbinens axiella hydrauliska dragkraft.
(4) Kylsystem. Hydrogeneratorer använder vanligtvis luft som kylmedium för att kyla statorn, rotorlindningarna och statorkärnan. Vattenkraftgeneratorer med liten kapacitet använder ofta öppen eller rörformad ventilation, medan stora och medelstora vattenkraftgeneratorer ofta använder sluten självcirkulerande ventilation. För att förbättra kylintensiteten använder vissa vattenkraftgeneratorlindningar med hög kapacitet intern kylning där en ihålig ledare passerar direkt genom kylmediet, och kylmediet använder vatten eller nytt medium. Stator- och rotorlindningarna kyls internt av vatten, och kylmediet är vatten eller nytt medium. Stator- och rotorlindningarna som använder vattenintern kylning kallas dubbel vattenintern kylning. Stator- och rotorlindningarna och statorkärnan som använder vattenkylning kallas fullständig vattenintern kylning, men stator- och rotorlindningarna som använder vattenintern kylning kallas halvvattenintern kylning.
En annan kylmetod för en vattenkraftgenerator är evaporativ kylning, vilket innebär att flytande medium ansluts till vattenkraftgeneratorns ledare för evaporativ kylning. Evaporativ kylning har fördelen att kylmediets värmeledningsförmåga är mycket högre än luftens och vattnets, och kan minska enhetens vikt och storlek.
(5) Magnetiseringsanordningen och dess utveckling är i grunden densamma som för värmekraftaggregat.
Publiceringstid: 1 september 2021
