Промийте водяну турбіну потенційною енергією або кінетичною енергією, і водяна турбіна почне обертатися. Якщо ми підключимо генератор до водяної турбіни, генератор може почати виробляти електроенергію. Якщо ми піднімемо рівень води для промивання турбіни, швидкість турбіни збільшиться. Отже, чим більша різниця рівнів води, тим більша кінетична енергія, яку отримує турбіна, і тим вища конвертована електрична енергія. Це основний принцип гідроенергетики.
Процес перетворення енергії полягає в наступному: гравітаційна потенційна енергія води вище за течією перетворюється на кінетичну енергію потоку води. Коли вода протікає через турбіну, кінетична енергія передається турбіні, а турбіна приводить в рух генератор, який перетворює кінетичну енергію на електричну. Таким чином, це процес перетворення механічної енергії на електричну.
Через різні природні умови гідроелектростанцій, потужність та швидкість гідрогенераторних агрегатів значно варіюються. Як правило, малі гідрогенератори та високошвидкісні гідрогенератори, що приводяться в рух імпульсними турбінами, переважно використовують горизонтальні конструкції, тоді як великі та середньошвидкісні генератори переважно використовують вертикальні конструкції. Оскільки більшість гідроелектростанцій розташовані далеко від міст, їм зазвичай потрібно постачати електроенергію до навантажень через довгі лінії електропередачі, тому енергосистема висуває вищі вимоги до стабільності роботи гідрогенераторів: параметри двигуна необхідно ретельно підбирати; вимоги до моменту інерції ротора є значними. Тому зовнішній вигляд гідрогенератора відрізняється від паротурбінного генератора. Його діаметр ротора великий, а довжина коротка. Час, необхідний для запуску та підключення гідрогенераторних агрегатів до мережі, відносно короткий, а диспетчеризація роботи гнучка. Окрім загального виробництва електроенергії, він особливо підходить для установок для зменшення пікової потужності та аварійних резервних установок. Максимальна потужність гідротурбінних генераторних агрегатів досягла 700 000 кіловат.
Що стосується принципу роботи генератора, то шкільна фізика дуже зрозуміла, а його принцип роботи базується на законі електромагнітної індукції та законі електромагнітної сили. Тому загальний принцип його побудови полягає у використанні відповідної магнітної провідності та провідних матеріалів для формування магнітного кола та кола взаємної електромагнітної індукції для генерації електромагнітної енергії та досягнення мети перетворення енергії.
Водотурбінний генератор приводиться в рух водяною турбіною. Його ротор короткий і товстий, час, необхідний для запуску агрегату та підключення до мережі, короткий, а диспетчеризація роботи гнучка. Окрім загального виробництва електроенергії, він особливо підходить для блоків зняття пікової навантаження та аварійного резервного блоку. Максимальна потужність водотурбінних генераторних установок досягла 800 000 кіловат.
Дизельний генератор працює від двигуна внутрішнього згоряння. Він швидко запускається та простий в експлуатації, але вартість його виробництва електроенергії висока. Він в основному використовується як резервне джерело живлення в аварійних ситуаціях або в районах, де немає доступу до великої електромережі, та для мобільних електростанцій. Потужність коливається від кількох кіловат до кількох кіловат. Крутний момент на валу дизельного двигуна періодично пульсує, тому необхідно запобігати резонансу та поломкам валу.
Швидкість гідрогенератора визначатиме частоту генерованого змінного струму. Щоб забезпечити стабільність цієї частоти, швидкість ротора має бути стабілізована. Для стабілізації швидкості швидкість первинного двигуна (водяної турбіни) може контролюватися в режимі замкнутого циклу керування. Сигнал частоти змінного струму, що подається, вибірково подається та подається назад до системи керування, яка контролює кут відкриття та закриття напрямного апарату водяної турбіни для керування вихідною потужністю водяної турбіни. Завдяки принципу зворотного зв'язку швидкість генератора може бути стабілізована.
Час публікації: 08 жовтня 2022 р.
