6.Основное оборудование гидроэлектростанций. Конструкции гидрогенераторов. Исполнение статора и ротора гидрогенератора.

Основное оборудование электрической части станции составляют электрические генераторы, повышающие трансформаторы, распределительные электрические устройства (ОРУ, генераторного напряжения).

Гидротурбины обычно тихоходные машины со скорость вращения 60-600 об/мин, имеют большее число полюсов, размеры и массу. Исполнение вала вертикальное. Гидрогенераторы имеют диаметры 14-16 метров, а диаметры статоров 20-22 метра.

Полюсы монтируют на роторе, на нем крепятся обмотка возбуждения и демпферная обмотка. Демпферная обмотка служит успокоителем колебаний ротора при возмущениях, связанных с изменением нагрузки.

Статор гидрогенератора практически такой же, как и турбогенератора, но выполняется разъемным. Это удобно для транспортировки и сборки агрегата.

Гидрогенератор — электрическая машина, предназначенная для выработки электроэнергии на гидроэлектростанции. Конструкция и параметры гидрогенераторов регламентируются ГОСТ 5616-89.

Обычно гидрогенератор представляет собой синхронную явнополюсную электрическую машинувертикального исполнения, приводимую во вращение от гидротурбины, хотя существуют и гидрогенераторы горизонтального исполнения (в том числе капсульные гидрогенераторы).

Конструкция гидрогенератора в основном определяется параметрами гидротурбины, которые в свою очередь зависят от природных условий в районе строительства гидроэлектростанции (напора воды и ее расхода). В связи с этим для каждой гидроэлектростанции обычно проектируется новый гидрогенератор.

Гидрогенераторы обычно имеют сравнительно малую частоту вращения (до 500 об/мин) и достаточно большой диаметр (до 20 м), чем в первую очередь определяется вертикальное исполнение большинства гидрогенераторов, так как при горизонтальном исполнении становится невозможным обеспечение необходимой механической прочности и жесткости элементов их конструкции.

Вертикальные гидрогенераторы обычно состоят из следующих основных частей: статор,ротор, верхняя крестовина, нижняя крестовина, подпятник (упорный подшипник, который воспринимает вертикальную нагрузку от вращающихся частей гидрогенератора и гидротурбины), направляющие подшипники. По особенностям конструкции гидрогенераторы подразделяются на подвесные и зонтичные. У подвесных гидрогенераторов подпятник располагается над ротором в верхней крестовине, у зонтичных подпятник располагается под ротором в нижней крестовине или опирается на крышку турбины (в этом случае нижняя крестовина у гидрогенератора отсутствует).

7.Основное оборудование тепловых электростанций. Конструкции турбогенераторов. Исполнение статора и ротора турбогенератора.

Паровые и газовые турбины и генераторы АЭС выпускают на частоты вращения 1500 и 3000 об/мин, генераторы тепловых станций на 3000 об/мин. Турбогенераторы быстроходны их роторы работают при больших тепловых и механических нагрузках, имеют горизонтальный вал, изготовленный из цельной поковки специальной стали. Вал быстроходной машины имеет диаметр 1,1-1,2 м и ротор неявнополюсный с длиной бочки ротора 6-6,5м. В активной части ротора встраивается обмотка возбуждения.

Статор турбогенератора состоит из корпуса и сердечника. Сердечник набирается из пакетов листов электротехнической стали толщиной 0,5мм. Между пакетами оставляют вентиляционные каналы. Двухслойная трехфазная обмотка укладывается в пазы сердечника.

Турбогенератор — работающий в паре с турбиной синхронный генератор. Основная функция в преобразовании механической энергии вращения паровой или газовой турбины в электрическую. Скорость вращения ротора 3000, 1500 об/мин. Механическая энергия от турбины преобразуется в электрическую посредством вращающегося магнитного поля ротора в статоре. Поле ротора, которое создается током постоянного напряжения, протекающего в медной обмотке ротора, приводит к возникновению трёхфазного переменного напряжения и тока в обмотках статора. Напряжение и ток на статоре тем больше чем сильнее поле ротора т.е. больше ток протекающий в обмотках ротора. Напряжение и ток в обмотках ротора создает тиристорная система возбуждения или возбудитель - небольшой генератор на валу турбогенератора. Турбогенераторы имеют цилиндрический ротор, установленный на двух подшипниках скольжения, в упрощенном виде напоминает увеличенный генератор легкового автомобиля. Выпускаются 2-х полюсные (3000 об/мин), 4-х полюсные (1500 об/мин как на Балаковской АЭС), следовательно, имеют высокие частоты вращения и проблемы с этим связанные. По способам охлаждения обмоток турбогенератора различают: с водяным охлаждением (три воды), с воздушным и водородным (чаще применяются на АЭС). По качеству, надежности и долговечности турбогенераторов - Россия занимает передовые позиции в мире.