ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับพลังงานน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ

1. การแบ่งประเภทกำลังการผลิตและระดับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ
ในปัจจุบัน ทั่วโลกยังไม่มีมาตรฐานที่เป็นเอกภาพสำหรับการจำแนกประเภทกำลังการผลิตและความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ จากสถานการณ์ในประเทศจีน สามารถแบ่งกำลังการผลิตและความเร็วได้คร่าวๆ ตามตารางต่อไปนี้:
การจำแนกประเภท กำลังไฟฟ้าที่กำหนด PN (กิโลวัตต์) ความเร็วรอบที่กำหนด NN (รอบ/นาที)
ความเร็วต่ำ ความเร็วปานกลาง และความเร็วสูง;
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก < 100 750-1500;
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก 100-500 < 375-600 750-1500;
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดกลาง 500-10000 < 375-600 750-1500; เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ > 10000 < 100-375 > 375;

2. ประเภทโครงสร้างการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ
โครงสร้างการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำโดยทั่วไปจะถูกกำหนดโดยประเภทของกังหันน้ำ ซึ่งโดยหลักแล้วมีประเภทดังต่อไปนี้:

1) โครงสร้างแนวนอน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบโครงสร้างแนวนอนมักขับเคลื่อนด้วยกังหันแบบแรงกระตุ้น หน่วยกังหันน้ำแนวนอนมักใช้ตลับลูกปืนสองหรือสามตัว โครงสร้างแบบสองตลับลูกปืนมีข้อดีคือความยาวแกนสั้น โครงสร้างกะทัดรัด และติดตั้งและปรับแต่งได้สะดวก อย่างไรก็ตาม เมื่อความเร็ววิกฤตของเพลาไม่เป็นไปตามข้อกำหนดหรือภาระของตลับลูกปืนมีขนาดใหญ่ จำเป็นต้องใช้โครงสร้างแบบสามตลับลูกปืน หน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันในประเทศส่วนใหญ่เป็นหน่วยขนาดเล็กและขนาดกลาง นอกจากนี้ยังมีการผลิตหน่วยแนวนอนขนาดใหญ่ที่มีกำลังการผลิต 12.5 เมกะวัตต์ หน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันแนวนอนที่ผลิตในต่างประเทศก็มีอยู่ไม่น้อยที่มีกำลังการผลิต 60-70 เมกะวัตต์ ในขณะที่หน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันแนวนอนที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับสามารถมีกำลังการผลิตต่อหน่วยได้ถึง 300 เมกะวัตต์

2) โครงสร้างแนวตั้ง
โครงสร้างแนวตั้งมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันในประเทศ โดยทั่วไปแล้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันแนวตั้งจะขับเคลื่อนด้วยกังหันฟรานซิสหรือกังหันแบบไหลตามแกน โครงสร้างแนวตั้งสามารถแบ่งออกเป็นแบบแขวนและแบบร่ม โดยแบบแขวนจะรวมหมายถึงตลับลูกปืนรับแรงขับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่อยู่ส่วนบนของโรเตอร์ และแบบร่มจะรวมหมายถึงตลับลูกปืนรับแรงขับที่อยู่ส่วนล่างของโรเตอร์

3) โครงสร้างแบบท่อ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันท่อขับเคลื่อนด้วยกังหันท่อ กังหันท่อเป็นกังหันแบบไหลตามแนวแกนชนิดพิเศษที่มีใบพัดคงที่หรือปรับได้ คุณลักษณะหลักคือแกนใบพัดจัดเรียงในแนวนอนหรือเฉียง และทิศทางการไหลสอดคล้องกับทิศทางของท่อทางเข้าและท่อทางออกของกังหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกังหันท่อมีข้อดีคือโครงสร้างกะทัดรัดและน้ำหนักเบา จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงไฟฟ้าที่มีระดับความสูงของน้ำต่ำ

3. ส่วนประกอบโครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแนวตั้งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสเตเตอร์ โรเตอร์ โครงบน โครงล่าง ตลับลูกปืนกันแรงดัน ตลับลูกปืนนำทาง เครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ และกังหันแม่เหล็กถาวร