ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкция синхронных гидрогенераторов с косвенным охлаждением Общие сведения из "Проектирование гидрогенераторов и синхронных компенсаторов" Строительство гидроэлектростанций требует больших начальных капитальных вложений, однако они в дальнейшем быстро окупаются, и производство электрической энергии на гидроэлектростанциях оказывается очень дешевым. [c.5] При возведении плотины гидроэлектростанции на реке образуется водохранилище, которое позволяет регулировать сток воды через турбины. В период малой электрической нагрузки гидроагрегаты можно частично или полностью отключать или переводить в компенсаторный режим, а воду накапливать в водохранилище. В периоды повышенного расхода элекроэнергии (пики нагрузки) из водохранилища забирается большее количество воды, чем дает естественный приток реки, и тем самым покрывается пик нагрузки энергосистемы. [c.5] Для покрытия пиков нагрузки проектируют и строят также специальные гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их сооружают обычно вблизи потребителей энергии (центров нагрузок), не связывая строительство ГАЭС и ее МОЩНОСТЬ с наличием реки и расходом воды в ней. [c.5] Часть времени суток синхронные машины ГАЭС работают в компенсаторном режиме, покрывая дефицит реактивной мощности электрической системы. [c.6] Таким образом, гидроэлектростанции являются не только источниками дешевой электрической энергии, но и электростанциями, покрывающими пики нагрузки, поддерживающими частоту напряжения сети и обеспечивающими устойчивую работу энергосистем. [c.6] Краткие сведения о гидравлических турбинах. Для привода роторов гидрогенераторов в зависимости от напора Я, мощности и других условий применяются разные типы гидравлических турбин. [c.6] Ковшовые турбины (Пельтона) применяют при напорах 400- 600 м и выше. Турбина имеет рабочее колесо (рис. 1.1) с ковшовыми лопатками, на которые подается вода из одного или нескольких сопл. Каждое сопло имеет игольчатый затвор (регулирующий иглу), с помощью которого регулируется количество воды, подаваемой на рабочее колесо, а следовательно, и механический момент, создаваемый турбиной. [c.6] Небольшие протечки воды через щели направляющего аппарата все же создают механический момент вращения, поэтому полностью останавливать ротор необходимо механическими тормозами. Гидроагрегаты с турбинами подобного типа во время работы испытывают усилия, направленные вдоль оси вала, от давления воды на рабочее колесо, поэтому в них должны быть предусмотрены упорные подшипники на нагрузки с учетом этих осевых усилий. [c.7] Поворот лопастей рабочего колеса (изменение их угла наклона) осуществляется сервомотором, размещенным внутри втулки рабочего колеса. Угол наклона лопастей автоматически связан со степенью открытия лопаток направляющего аппарата. Сервомотор приводится в действие давлением масла, которое подается по трубам, проходящим сквозь полый вал турбины и генератора. Таким образом, поворотно-лопастные турбины вносят усложнение в конструкцию гидроагрегата, так как его вал должен иметь сквозное осевое отверстие значительного диаметра для размещения в нем труб, по которым подается масло к сервомотору, а наверху гидроагрегата должно быть предусмотрено место для маслоприемника. Однако их эксплуатационные преимущества настолько очевидны, что они с успехом применяются, несмотря на усложнение конструкции турбины и всего гидроагрегата в целом. [c.10] Все перечисленные гидравлические турбины, приводящие в движение роторы гидрогенераторов, работают при полной нагрузке с относительно низкими частотами вращения. Причем чем меньще напор и чем больше мощность гидроагрегата, тем ниже частота вращения турбины и спаренного с ней ротора гидрогенератора. [c.10] Типы гидрогенераторов. В зависимости от напора частота вращения мощных гидрогенераторов 50-+600 об/мин. На равнинных реках, где напоры воды невелики, устанавливают тихоходные гидрогенераторы с частотой вращения п 100 об/мин. На горных реках, где напоры воды могут быть большими, устанавливают относительно быстроходные гидрогенераторы с частотой вращения п 200 об./мин. [c.10] Относительно небольшая частота вращения гидрогенераторов при большой номинальной мощности определяет большие размеры и массы активных и конструктивных частей гидрогенераторов. Современные мощные гидрогенераторы имеют диаметр корпуса более 20 м при аксиальной его длине 3,5+-4 м, а их масса часто превосходит 1000-г--+1500 т. [c.10] Конструкция таких машин должна предусматривать изготовление их на заводе по отдельным частям и полную сборку машины непосредственно на гидроэлектростанции. Размеры и массы отдельных частей и узлов гидрогенератора, доставляемых к месту монтажа, определяются требованиями предельных железнодорожных габаритов и грузоподъемностью транспортных средств. Это условие, а также большое число сопряженных узлов и деталей, которые должны скрепляться на месте монтажа, значительно усложняют конструкцию гидрогенератора. [c.10] Большие размеры и большие массы гидрогенератора определяют обычно вертикальное расположение оси его вала. Такие гидрогенераторы называют вертикальными. При горизонтальном расположении вала и больших габаритах и массах пришлось бы значительно увеличить жесткость статора, ротора и вала, а это привело бы к еще большему утяжелению гидрогенератора. Следует заметить также, что сборка, обслуживание и ремонт крупных гидрогенераторов с вертикальным валом легче, чем таких же гидрогенераторов с горизонтальным расположением вала (горизонтальных). [c.10] В СССР крупные реки, на которых строят электростанции, в основном являются равнинными. Напор на таких гидроэлектростанциях невелик и поэтому на них устанавливают вертикальные гидроагрегаты. [c.12] Исключением являются тихоходные гидрогенераторы относительно небольшой мощности с горизонтальным валом (горизонтальные), размещаемые в теле водосливной плотины. Конструктивно такие гидрогенераторы выполняют в капсуле (рис. 1.8), которая погружается в воду. Поэтому они получили название капсульных гидрогенераторов. Первые капсульные гидрогенераторы в СССР были установлены в 1965 — 1967 гг. на Киевской ГЭС (мощность гидрогенератора 17,5МВт, частота вращения 85,7 об/мин). Череповецкой ГЭС (20 МВт, 93,8 об/мин), Саратовской ГЭС (45 МВт, 75 об/мин). [c.12] Гидрогенераторы средней и большой мощности являются машинами индивидуального исполнения. Различные обозначения гидрогенераторов связаны с их конструктивными особенностями СВ, ВГС — синхронные вертикальные с косвенным воздушным охлаждением СГ — синхронные горизонтальные с косвенным воздушным охлаждением СВФ — синхронные вертикальные с непосредственным охлаждением обмоток статора водой и форсированным охлаждением обмотки ротора воздухом СГКВ — синхронные горизонтальные капсульные с непосредственным охлаждением обмоток статора и ротора водой СГК — синхронные горизонтальные капсульные с воздушным охлаждением обмоток СВО — синхронные вертикальные обратимые двига-тель-генераторы (для ГАЭС]) с воздушным охлаждением. [c.13] За буквенным обозначением следует дробное число, числитель которого равен внешнему диаметру (см), а знаменатель — длине сердечника статора. Число после черточки означает количество полюсов. После количества полюсов ставят иногда еще букву, означающую особенность исполнения, например Т — тропическое. [c.13] Вернуться к основной статье