Гидрогенераторы

Гидрогенераторы относятся к числу тихоходных электрических машин (60 - 750 об/мин) в зависимости от напора и расхода воды. Так как скорость вращения определяется потенциалом реки, где сооружается ГЭС, то генераторы могут иметь разное количество пар полюсов и мощность их не стандартизируется (от 8 до 640 МВт). Для ГЭС генераторы обычно изготавливаются по заказу.

В зависимости от расположения вала гидроагрегаты называют горизонтальными (малой мощности) и вертикальными (большой мощности). Большинство гидроагрегатов имеют вертикальное исполнение с размещением генератора над турбиной.

Основными элементами вала вертикальной машины являются подпятник и направляющие подшипники. Подпятник воспринимает нагрузку от веса генератора и рабочего колеса турбины, а так же от вертикальной составляющей реакции воды. В мощных генераторах он погружается в масло. Радиальные усилия, действующие на ротор, воспринимается двумя направляющими подшипниками, которые также обеспечивают вертикальное положение вала.

В зависимости от расположения подпятника различают гидрогенераторы подвесного (а) и зонтичного (б) типа:

а

б

Рис. 2.1. Гидрогенераторы подвесного и зонтичного типа

1 - ротор, 2 – статор, 3 - верхняя крестовина, 4 - нижняя крестовина, 5 - верхний направляющий подшипник, 6 – подпятник, 7 - нижний направляющий подшипник.

Подвесное исполнение обеспечивает более высокую механическую устойчивость и свободный доступ к подпятнику. Зонтичное - позволяет уменьшить размеры верхней крестовины и высоту здания электростанции, что важно при больших мощностях.

Ротор гидрогенератора принципиально отличается от ротора турбогенератора. Он выполняется явнополюсным в виде колеса, к ободу которого крепятся полюса. Полюса собираются из листовой стали. Обмотки возбуждения выполняются в виде катушек из голой шинной меди, которые надеваются на выступающие полюса. Вместо полосовой меди могут использоваться трубки, одновременно используемые для охлаждения. Витки изолируют асбестом или миканитом. Чем меньше частота вращения, тем больше полюсов должно быть на роторе. Поэтому ротор может иметь диаметр 4 - 8 м.

Статор гидрогенератора конструктивно не имеет принципиальных отличий от статора турбогенератора.