En comparación con el generador de turbina de vapor, el generador hidroeléctrico tiene las siguientes características:
(1) La velocidad es baja.Limitada por el cabezal de agua, la velocidad de rotación es generalmente inferior a 750r / min, y algunas son solo decenas de revoluciones por minuto.
(2) El número de polos magnéticos es grande.Debido a que la velocidad es baja, para generar energía eléctrica de 50 Hz, es necesario aumentar la cantidad de polos magnéticos, de modo que el campo magnético del devanado del estator de corte aún pueda cambiar 50 veces por segundo.
(3) La estructura es grande en tamaño y peso.Por un lado, la velocidad es baja;Por otro lado, en caso de rechazo de carga de la unidad, para evitar la ruptura de la tubería de acero causada por un fuerte golpe de ariete, se requiere que el tiempo de cierre de emergencia de la paleta guía sea largo, pero esto provocará un aumento de la velocidad de la unidad sea demasiado alta.Por lo tanto, se requiere que el rotor tenga un gran peso e inercia.
(4) Generalmente se adopta el eje vertical.Con el fin de reducir la ocupación del terreno y el costo de la planta, los generadores hidroeléctricos grandes y medianos generalmente adoptan un eje vertical.
Los hidrogeneradores se pueden dividir en verticales y horizontales según la diferente disposición de sus ejes giratorios: los hidrogeneradores verticales se pueden dividir en suspendidos y tipo paraguas según las diferentes posiciones de sus cojinetes de empuje.
(1) Hidrogenerador Suspendido.El cojinete de empuje está instalado en el centro o en la parte superior del marco superior del rotor, que tiene un funcionamiento estable y un mantenimiento conveniente, pero la altura es grande y la inversión en la planta es grande.
(2) hidrogenerador paraguas.El cojinete de empuje se instala en el cuerpo central o en su parte superior del marco inferior del rotor.Generalmente, los generadores hidroeléctricos grandes con velocidad media y baja deben adoptar el tipo paraguas debido a su gran tamaño estructural, para reducir la altura de la unidad, ahorrar acero y reducir la inversión en la planta.En los últimos años, se ha desarrollado la estructura de instalación del cojinete de empuje en la cubierta superior de la turbina de agua y se puede reducir la altura de la unidad.
2. Componentes principales
El hidrogenerador se compone principalmente de estator, rotor, cojinete de empuje, cojinetes de guía superior e inferior, marcos superior e inferior, dispositivo de ventilación y refrigeración, dispositivo de frenado y dispositivo de excitación.
(1) Estator.Es un componente para generar energía eléctrica, que se compone de bobinado, núcleo de hierro y caparazón.Debido a que el diámetro del estator de los hidrogeneradores grandes y medianos es muy grande, generalmente se compone de segmentos para el transporte.
(2) Rotor.Es una pieza giratoria generadora de campo magnético, que se compone de soporte, anillo de rueda y polo magnético.El anillo de la rueda es un componente en forma de anillo compuesto por una placa de hierro en forma de abanico.Los polos magnéticos se distribuyen fuera del anillo de la rueda, y el anillo de la rueda se utiliza como camino del campo magnético.Una hebra de rotor de tamaño grande y mediano se ensambla en el sitio y luego se calienta y se encamisa en el eje principal del generador.En los últimos años se ha desarrollado la estructura del rotor sin eje, es decir, el soporte del rotor se fija directamente en el extremo superior del eje principal de la turbina.La mayor ventaja de esta estructura es que puede resolver los problemas de calidad de las piezas fundidas y forjadas grandes causadas por la unidad grande;Además, también puede reducir el peso de elevación del rotor y la altura de elevación, a fin de reducir la altura de la planta y generar cierta economía en la construcción de la planta de energía.
(3) Cojinete de empuje.Es un componente que soporta el peso total de la parte giratoria de la unidad y el empuje hidráulico axial de la turbina.
(4) Sistema de refrigeración.El hidrogenerador generalmente usa aire como medio de enfriamiento para enfriar el estator, el devanado del rotor y el núcleo del estator.Los generadores hidroeléctricos de pequeña capacidad a menudo adoptan ventilación abierta o de tubería, mientras que los generadores hidroeléctricos de tamaño grande y mediano a menudo adoptan ventilación de autocirculación cerrada.Para mejorar la intensidad de enfriamiento, algunos devanados de hidrogeneradores de alta capacidad adoptan el modo de enfriamiento interno de conductor hueco que pasa directamente a través del medio de enfriamiento, y el medio de enfriamiento adopta agua o un medio nuevo.Los devanados del estator y del rotor se enfrían internamente con agua y el medio de enfriamiento es agua o un medio nuevo.Los devanados del estator y del rotor que adoptan refrigeración interna por agua se denominan refrigeración interna por agua doble.Los devanados del estator y del rotor y el núcleo del estator que adoptan refrigeración por agua se denominan refrigeración interna por agua completa, pero los devanados del estator y el rotor que adoptan refrigeración interna por agua se denominan refrigeración interna semiagua.
Otro método de enfriamiento del hidrogenerador es el enfriamiento por evaporación, que conecta el medio líquido al conductor del hidrogenerador para el enfriamiento por evaporación.El enfriamiento por evaporación tiene la ventaja de que la conductividad térmica del medio de enfriamiento es mucho mayor que la del aire y el agua, y puede reducir el peso y el tamaño de la unidad.
(5) El dispositivo de excitación y su desarrollo son básicamente los mismos que los de las unidades de potencia térmica.
Hora de publicación: 01-sep-2021
