Охлаждение гидрогенераторов

Для отвода тепла, которое выделяется в генераторе, по обыкновению применяют воздушное охлаждение, так называемая замкнутая система охлаждения, которое работает при постоянном объеме воздуха. Нагретый воздух, который выкидывается из корпуса статора, проходит через водные трубчатые охладители и снова возвращается к ротору генератора. Воздух движется от центра к периферии за счет действия ротора, который вращается, и специальных вентиляционных лопаток, укрепленных на ободе. Иногда применяют и непосредственно (водное охлаждение).

Система возбуждения

Питание постоянным током обмоток ротора, которые создают магнитное поле, осуществляется системой возбуждения гидрогенератора; мощность возбуждения для крупных гидрогенераторов составляет 0.5-1% полной их мощности.

Применяется прямое машинное возбуждение с непосредственным поводом от вала генератора.

В этой системе выше за ротор генератора устанавливается генератор постоянного тока - возбудитель, якорь которого соединен с валом гидрогенератора. Применяется косвенное возбуждение. При этом, отдельно устанавливается асинхронный двигатель и генератор постоянного тока. Но для этого необходимое наличие электроэнергии. Применяется и система ионного возбуждения, которая состоит из ртутных выпрямителей.

Параметры гидрогенератора.

Основные параметры гидрогенераторов включают: величину номинальной мощности Р, кВт; коэффициент мощности ; напряжение на выводах U, кВт; частоту вращения n, об/мин.

Активная мощность генератора:

Гидрогенераторы по обыкновению имеют номинальное напряжение 3,6,10 или 15кВт.

Частота вращения генераторов равняется синхронной, которая при частоте тока f=50 Гц равняется :

р – число пар полюсов

4. Сороудерживающие решетки

Назначение и основные схемы сороудерживающих решеток.

Для предотвращения от попадания мусор в турбину и плавающих, способных нарушить нормальную эксплуатацию агрегата, в водоприемных сооружениях на пути движения воды устанавливают сороудерживающие решетки. Более всего на гидроэлектростанциях применяют решетки, выполненные из металлических стрежней или в виде металлической сетки (очень редко).

При проектировании решеток учитывают следующие основные факторы: их расположение относительно уровня верхнего бьефа; местоположение в составе водоприемных сооружений; положение относительно направления движения потока при входе в водоприемные отверстия; скорость потока в створе; ожидаемая степень засорения и возможность их обмерзания; применение тех или других эффективных средств для очистки. Решетки должны быть спроектированы так, чтобы при экономически целесообразных затратах на изготовление они обеспечивали в процессе эксплуатации наряду с надежной защитой турбин от мусора и плавающих тел наименьшие потери. Для уменьшения потерь разные элементы решеток проектируют обтекаемой формы и устанавливают с учетом направления движения потока.

При относительно незначительном углублении напорных водоприемных отверстий под уровень верхнего бьефа или поверхностных безнапорных водоприемниках по обыкновению устанавливают плоские стержневые решетки, которые размещаются в специальных пазах.

В водоприемниках главных узлов деривационный ГЭС решетки устанавливают в створе перед бычками водоприемника. В большинстве случаев решетки делают съемными; их обслуживание (перенесение и установка в пазы) осуществляется кранами водоприемных сооружений. Поэтому при больших размерах отверстий, для удобства перенесения и установки решетки изготовляют из отдельных секций. Каждая секция решетки состоит из конструкции, в которой закреплены металлические стрежни, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Просвет между стрежнями решеток рекомендуется принимать такими, чтобы мусор, прошедший сквозь решетки, не застревал в направляющем аппарате или сопле турбины. В зависимости от типа и размеров турбин величины просветов между стрежнями решеток принимаются самыми большими из тех, которые допускаются: для поворотно-лопастных и пропеллерных турбин от 5 до 15-20см; для радиально-осевых и диагональных турбин от 3 до 10-15см; для ковшовых турбин от 2 до 6-7см.

В зависимости от схемы водоприемника и условий эксплуатации сороудерживающие решетки могут устанавливаться вертикально или наклонно.

При проектировании решеток безнапорных и неглубоких напорных водоприемников нужно учитывать обмерзание решеток при переохлаждении воды, наличия в воде льда и шуги. Основным и более надежным средством предотвращения обмерзания решеток является их обогрев, для этого стрежни решеток изготовляются полой формы, для пропуска горячего воздуха или воды. Бывает и электрообогрев, но со значительными потерями электроэнергии.

При конструировании решеток добиваются снижения гидравлических потерь, за счет изготовления стрежней обтекаемой формы.

Потери на решетках зависят от формы стрежней, который учитывается коэффициентом потерь , замусоренности решеток К и скорости воды перед решетками:

Поскольку потери зависят от скорости воды, то необходимо выбрать оптимальную скорость в решетках. По обыкновению скорость ограничивается величиной V=0.8 1.2 м/с для слабо засоренных решеток, и V=0.3 0.4 м/с для заглубленных решеток, которые не очищаются.

При больших скоростях взвешенный в воде мусор, подходя к решетке, остается на ней, создавая быстро возрастающее засорение, а при малых скоростях мусор постепенно всплывает или тонет.

Механизмы для очистки решеток. В зависимости от характера засорения (бревна, сучья, торф и т.д.) для очищения решеток применяются разные очистительные машины и механизмы: механические грабли, ковши, специальные тралы. Оборудование для очищения решеток по обыкновению прикрепляется к тросам кранов, обслуживающих водоприемник ГЭС, или устанавливается на специальных (решеткоочистных) машинах, передвигающихся вдоль фронта решеток.