Порівняно з паротурбінним генератором, гідрогенератор має такі характеристики:
(1) Швидкість низька. Обмежена напором води, швидкість обертання зазвичай менше 750 об/хв, а деякі бувають лише десятки об/хв.
(2) Кількість магнітних полюсів велика. Оскільки швидкість низька, для генерації електричної енергії частотою 50 Гц необхідно збільшити кількість магнітних полюсів, щоб магнітне поле ріжучої обмотки статора все ще могло змінюватися 50 разів на секунду.
(3) Конструкція має великі розміри та вагу. З одного боку, швидкість низька; з іншого боку, у разі відмови агрегату від навантаження, щоб уникнути розриву сталевої труби, спричиненого сильним гідравлічним ударом, час аварійного закриття напрямного апарату має бути довгим, але це призведе до занадто високого збільшення швидкості агрегату. Тому ротор повинен мати велику вагу та інерцію.
(4) Зазвичай використовується вертикальна вісь. Щоб зменшити зайняту землю та вартість електростанції, великі та середні гідрогенератори зазвичай використовують вертикальний вал.
Гідрогенератори можна розділити на вертикальні та горизонтальні типи залежно від різного розташування їхніх обертових валів: вертикальні гідрогенератори можна розділити на підвісні та парасолькові типи залежно від різного положення їхніх опорних підшипників.
(1) Підвісний гідрогенератор. Опорний підшипник встановлений у центрі або верхній частині верхньої рами ротора, що забезпечує стабільну роботу та зручне обслуговування, але висота велика, а інвестиції в установку значні.
(2) Парасольковий гідрогенератор. Опорний підшипник встановлений у центральному корпусі або у верхній частині нижньої рами ротора. Як правило, великі гідрогенератори із середньою та низькою швидкістю повинні використовувати парасольковий тип через свої великі конструктивні розміри, щоб зменшити висоту агрегату, заощадити сталь та зменшити інвестиції в установку. В останні роки була розроблена конструкція встановлення опорного підшипника на верхній кришці водяної турбіни, що дозволяє зменшити висоту агрегату.
2. Основні компоненти
Гідрогенератор в основному складається зі статора, ротора, опорного підшипника, верхнього та нижнього напрямних підшипників, верхньої та нижньої рам, пристрою вентиляції та охолодження, гальмівного пристрою та пристрою збудження.
(1) Статор. Це компонент для вироблення електричної енергії, який складається з обмотки, залізного осердя та оболонки. Оскільки діаметр статора великих та середніх гідрогенераторів дуже великий, він зазвичай складається з сегментів для транспортування.
(2) Ротор. Це обертова частина, що генерує магнітне поле, яка складається з опори, кільцевого кільця та магнітного полюса. Кільцеве кільце являє собою кільцеподібний компонент, що складається з віялоподібної залізної пластини. Магнітні полюси розподілені зовні кільця колеса, і кільце колеса використовується як шлях магнітного поля. Один напрямок великого та середнього ротора збирається на місці, а потім нагрівається та встановлюється на головний вал генератора. В останні роки була розроблена безвалова конструкція ротора, тобто опора ротора безпосередньо закріплюється на верхньому кінці головного вала турбіни. Найбільшою перевагою цієї конструкції є те, що вона може вирішити проблеми якості великих виливків та поковок, спричинені великим агрегатом; Крім того, вона також може зменшити вагу та висоту підйому ротора, щоб зменшити висоту установки та забезпечити певну економію коштів при будівництві електростанції.
(3) Опорний підшипник. Це компонент, який несе загальну вагу обертової частини агрегату та осьову гідравлічну тягу турбіни.
(4) Система охолодження. Гідрогенератор зазвичай використовує повітря як охолоджувальне середовище для охолодження статора, обмотки ротора та осердя статора. Гідрогенератори малої потужності часто використовують відкриту або трубну вентиляцію, тоді як великі та середні гідрогенератори часто використовують закриту самоциркуляційну вентиляцію. Для покращення інтенсивності охолодження деякі обмотки гідрогенераторів великої потужності використовують режим внутрішнього охолодження за допомогою порожнистого провідника, що безпосередньо проходить через охолоджувальне середовище, а охолоджувальне середовище використовує воду або нове середовище. Обмотки статора та ротора зсередини охолоджуються водою, а охолоджувальне середовище - вода або нове середовище. Обмотки статора та ротора з внутрішнім водяним охолодженням називаються подвійним водяним внутрішнім охолодженням. Обмотки статора та ротора та осердя статора з внутрішнім водяним охолодженням називаються повністю водяним внутрішнім охолодженням, а обмотки статора та ротора з внутрішнім водяним охолодженням називаються напівводяним внутрішнім охолодженням.
Іншим методом охолодження гідрогенератора є випарне охолодження, при якому рідке середовище підключається до провідника гідрогенератора для випарного охолодження. Випарне охолодження має перевагу в тому, що теплопровідність охолоджувального середовища значно більша, ніж у повітря та води, і може зменшити вагу та розмір агрегату.
(5) Пристрій збудження та його розробка в основному такі ж, як і в теплових енергоблоках.
Час публікації: 01 вересня 2021 р.
