So với máy phát điện tuabin hơi, máy phát điện thủy lực có những đặc điểm sau:
(1) Tốc độ thấp. Bị giới hạn bởi cột nước, tốc độ quay thường nhỏ hơn 750 vòng/phút, và một số chỉ quay vài chục vòng/phút.
(2) Số cực từ lớn. Vì tốc độ thấp, để tạo ra năng lượng điện 50Hz, cần phải tăng số cực từ để từ trường của cuộn dây stato cắt vẫn có thể thay đổi 50 lần mỗi giây.
(3) Cấu trúc có kích thước và trọng lượng lớn. Một mặt, tốc độ thấp; mặt khác, trong trường hợp mất tải của thiết bị, để tránh vỡ ống thép do búa nước mạnh, thời gian đóng khẩn cấp của cánh dẫn hướng cần phải dài, nhưng điều này sẽ khiến tốc độ tăng của thiết bị quá cao. Do đó, rôto cần phải có trọng lượng và quán tính lớn.
(4) Trục đứng thường được sử dụng. Để giảm diện tích chiếm dụng đất và chi phí nhà máy, các máy phát điện thủy điện cỡ lớn và trung bình thường sử dụng trục đứng.
Máy phát điện thủy lực có thể được chia thành loại thẳng đứng và loại nằm ngang dựa trên cách bố trí khác nhau của trục quay: máy phát điện thủy lực thẳng đứng có thể được chia thành loại treo và loại dù dựa trên vị trí khác nhau của ổ đỡ lực đẩy.
(1) Máy phát điện thủy lực treo. Ổ đỡ lực đẩy được lắp đặt ở trung tâm hoặc phần trên của khung trên của rôto, có hoạt động ổn định và bảo trì thuận tiện, nhưng chiều cao lớn và chi phí đầu tư nhà máy lớn.
(2) Máy phát điện thủy lực kiểu dù. Ổ đỡ lực đẩy được lắp đặt ở thân trung tâm hoặc phần trên của khung dưới rôto. Nói chung, các máy phát điện thủy lực lớn có tốc độ trung bình và thấp nên sử dụng kiểu dù do kích thước kết cấu lớn của chúng, để giảm chiều cao của tổ máy, tiết kiệm thép và giảm chi phí đầu tư nhà máy. Trong những năm gần đây, cấu trúc lắp đặt ổ đỡ lực đẩy trên nắp trên của tuabin nước đã được phát triển, và chiều cao của tổ máy có thể được giảm xuống.
2. Các thành phần chính
Máy phát điện thủy lực chủ yếu bao gồm stato, rôto, ổ đỡ lực đẩy, ổ đỡ dẫn hướng trên và dưới, khung trên và dưới, thiết bị thông gió và làm mát, thiết bị hãm và thiết bị kích thích.
(1) Stato. Đây là một bộ phận để tạo ra năng lượng điện, bao gồm cuộn dây, lõi sắt và vỏ. Do đường kính stato của máy phát điện thủy điện cỡ lớn và trung bình rất lớn nên nó thường được cấu tạo từ các đoạn để vận chuyển.
(2) Rôto. Đây là bộ phận quay tạo ra từ trường, bao gồm giá đỡ, vòng bánh xe và cực từ. Vòng bánh xe là một bộ phận hình vòng được cấu tạo từ tấm sắt hình quạt. Các cực từ được phân bố bên ngoài vòng bánh xe, và vòng bánh xe được sử dụng làm đường dẫn của từ trường. Một bộ rôto cỡ lớn và trung bình được lắp ráp tại chỗ, sau đó được nung nóng và bọc vào trục chính của máy phát điện. Trong những năm gần đây, cấu trúc không trục rôto đã được phát triển, tức là giá đỡ rôto được cố định trực tiếp vào đầu trên của trục chính của tuabin. Ưu điểm lớn nhất của cấu trúc này là nó có thể giải quyết các vấn đề về chất lượng của các chi tiết đúc và rèn lớn do kích thước lớn gây ra; Ngoài ra, nó cũng có thể giảm trọng lượng nâng và chiều cao nâng của rôto, do đó giảm chiều cao của nhà máy và mang lại hiệu quả kinh tế nhất định cho việc xây dựng nhà máy điện.
(3) Ổ đỡ lực đẩy. Đây là một bộ phận chịu toàn bộ trọng lượng của phần quay của thiết bị và lực đẩy thủy lực hướng trục của tuabin.
(4) Hệ thống làm mát. Máy phát điện thủy điện thường sử dụng không khí làm môi chất làm mát để làm mát stato, cuộn dây rôto và lõi stato. Máy phát điện thủy điện công suất nhỏ thường sử dụng thông gió hở hoặc thông gió bằng ống, trong khi máy phát điện thủy điện cỡ lớn và trung bình thường sử dụng thông gió tự tuần hoàn kín. Để cải thiện hiệu quả làm mát, một số cuộn dây máy phát điện thủy điện công suất cao sử dụng chế độ làm mát bên trong bằng dây dẫn rỗng đi thẳng qua môi chất làm mát, và môi chất làm mát sử dụng nước hoặc môi chất mới. Cuộn dây stato và rôto được làm mát bên trong bằng nước, và môi chất làm mát là nước hoặc môi chất mới. Cuộn dây stato và rôto sử dụng làm mát bên trong bằng nước được gọi là làm mát bên trong bằng nước kép. Cuộn dây stato và rôto và lõi stato sử dụng làm mát bằng nước được gọi là làm mát bên trong bằng nước hoàn toàn, nhưng cuộn dây stato và rôto sử dụng làm mát bên trong bằng nước được gọi là làm mát bên trong bằng nước một phần.
Một phương pháp làm mát khác cho máy phát điện thủy lực là làm mát bằng bay hơi, trong đó chất lỏng được dẫn vào ống dẫn của máy phát điện thủy lực để làm mát bằng bay hơi. Làm mát bằng bay hơi có ưu điểm là độ dẫn nhiệt của chất làm mát lớn hơn nhiều so với không khí và nước, đồng thời có thể giảm trọng lượng và kích thước của thiết bị.
(5) Thiết bị kích thích và quá trình phát triển của nó về cơ bản giống với các thiết bị nhiệt điện.
Thời gian đăng bài: 01/09/2021
