2. Особенности конструктивного выполнения гидрогенераторов и синхронных компенсаторов

Гидрогенераторы средней (25—125 МВт) и большой (150 МВт и более) мощности выполняются с вертикальным расположением вала, а гидрогенераторы небольшой мощности (менее 25 МВт) — с гори­зонтальным.

В зависимости от напора воды, определяемого высотой плотины гидрогенераторы имеют различные частоты вращения: до 100 об/мин тихоходные), 100-200 об/мин (среднеходные) и свыше 200 об/мнн (быстроходные). Из-за сравнительно небольшой частоты вращения раз­меры и масса гидрогенераторов в несколько раз больше, чем у таких же по мощности турбогенераторов. Наивыгоднейшая номинальная мощность гидротурбин зависит от напора и расхода воды в створе ре­ки. Поэтому гидрогенераторы для каждой ГЭС выполняются по инди­видуальному заказу.

Вал ротора вертикального гидрогенератора вращается в направля­ющих подшипниках и, кроме того, опирается на упорный подшипник, называемый подпятником. Подпятник воспринимает осевую нагрузку, достигающую и мощных машинах нескольких тысяч тонн, от массы ро­торов генератора и гидротурбины, а также от реакции воды, проходя­щей через рабочее колесо турбины. Если подпятник установлен на верхней крестовине генератора, то исполнение гидрогенератора назы­вается подвесным (рис. 3.4, а), а если на нижней крестовине, то зон­тичным (рис. 3.4, б). Для мощных гидрогенераторов применяется зон­тичное исполнение, позволяющее снизить массу и высоту агрегата и высоту ГЭС.

Рис. 3.4. Исполнение гидрогенераторов:

а — подвесное; б — зонтичное; 1 — возбудитель; 2 — верхний направляющий под­шипник; 3 — подпятник; 4 — верхняя крестовина; 5 — ротор; 6 — нижний направ­ляющий подшипник; 7 — нижняя крестовина

Статор гидрогенератора. При наружном диаметре гидрогенератора более 4 м его корпус и сердечник статора по условию перевозки вы­полняют разъемными (из отдельных сегментов). Обмотка статора крупных гидрогенераторов — двухслойная, стержневая, а у небольших — катушечная. При водяном охлаждении целесообразно применение однослойной обмотки статора. При этом за счет исключения изоляции между верхним и нижним стержнями уменьшается на 20 % высота па­за, повышается стойкость обмотки' к воздействию токов КЗ и сокра­щается число выводов для подачи и отвода воды. Сердечник и изоля­ция статорной обмотки для гидрогенераторов и турбогенераторов оди­наковы.

Ротор гидрогенератора в отличие от ротора турбогенератора явно-полюсный (рис. 3.5). Он состоит из пустотелого вала 1, дискового или спицевого остова 2 и сборного обода 3 с укрепленными па нем полю­сами и катушками обмотки возбуждения 4. Остовы при диаметрах ро­тора до 4 м — дисковые неразъемные, 4—8 м — дисковые разъемные и свыше 8м — спицевые разборные. Обод, являющийся частью сер­дечника, набран из стальных пластин, скрепленных большим числом стяжных шпилек. Для обеспечения жесткости обод насаживается на остов в нагретом состоянии и расклинивается шпонками.

Сердечники полюсов набраны из стальных пластин, уложенных между двумя коваными башмаками и опрессованных стяжными шпиль-

Рис. 3.5. Ротор гидрогене- Рис. 3.6. Ротор синхронного компен-ратора со спицевым осто- сатора КСВ:

а — внешний вид ротора; б — разрез по­люса ротора; 1 — сердечник; 2 — катушка обмотки возбуждения; 3 — пусковая обмотка

ками, или выполнены массивными из стальных поковок. К ободу они крепятся при помощи Т-образных хвостов с дополнительной раскли-новкой стальными клиньями. Катушки обмотки возбуждения выполня­ются из полосовой меди. Витковая изоляция катушек обмотки возбуж­дения выполняется из миканита (изоляция класса В), а главная (кор­пусная) — из асбеста и микафолия. В крупных гидрогенераторах витки катушек изолируются термореактивной изоляцией, а корпусная изоля­ция выполняется из асботекстолита.

В наконечниках полюсов большинства гидрогенераторов укладывается успокоительная обмотка из латунных стержней, соединенных между собой накоротко медными или латунными шинами.

Синхронные компенсаторы изготовляются с явнополюсными рото­рами на 1000 и 750 об/мин с номинальными мощностями 10—160 MB-А. Компенсаторы с неявнополюсными роторами из-за большей сто­имости и больших потерь не получили распространения. Расположение роторов у всех синхронных компенсаторов горизонтальное.

Синхронные компенсаторы имеют пусковую обмотку из стержней, уложенных в полузакрытые пазы на полюсах ротора (рис. 3.6) и зам­кнутых по торцам полюсов накоротко латунными или медными сег­ментами. Сегменты соседних полюсов соединяются шинами и образуют общее короткозамыкающее кольцо.