ПОДБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОГЕНЕРАТОРА

Гидрогенератор – это машина для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию.

Определение размеров гидроагрегата необходимо для определения размеров агрегатного блока и решения вопросов, связанных с компоновкой его подводной части и здания ГЭС в целом. Размеры гидрогенератора, как правило, определяется через его основные параметры.

Гидроагрегаты в зависимости от положения оси вращения разделяются на вертикальные, горизонтальные и наклонные. В свою очередь вертикальные генераторы подразделяются на подвесные, зонтичные и зонтичные с опорой на крышку турбины. Подвесное исполнение принимается обычно для гидрогенераторов с частотой вращения , а зонтичное при . В диапазоне 150-200 об/мин могут применяться оба типа генератора.

Принимается положение оси вертикальное и зонтичное исполнение гидрогенератора, так как .

Основные размеры гидрогенератора – наружный диаметр сердечника статора и его длина , а также число полюсов. К основным параметрам генератора относятся мощность, напряжение, коэффициент мощности и частота вращения.

Номинальная мощность гидрогенератора , кВт, является активной (действительной) мощностью

(4.0)

где =(0,95-0,98) – коэффициент полезного действия генератора,

Полная кажущаяся мощность генератора , кВА, связана с соотношением

(4.1)

где =0,8 – коэффициент мощности. Определяется в зависимости от требований энергосистемы и исходя из мощности генератора.

- номинальное напряжение и ток обмотки статора.

При φ=0^ᵒ генератор вырабатывает только активную мощность , при φ=90^ᵒ полная мощность генератора S равна его реактивной мощности

	(4.2)
	(4.3)

Номинальное напряжение обмотки статора такого генератора зависит от его мощности и напряжений в линиях электропередачи. Напряжение в генераторах стандартизировано и представляет следующий ряд: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 21; 24кВ. В зависимости от мощности генератора рекомендуется принять напряжение .

Диаметр расточки статора

(4.4)

где - предельная окружная скорость ротора, равная 120÷145 м/с для роторов, набранных из отдельных штампованных сегментов, и 160-120 м/с для роторов, собранных из целых дисков;

- разгонная скорость вращения.

Также диаметр расточки статора определяется по формуле

где коэффициент зависящий от типа турбины (750-975);

Принимаем D_i=5,5 м.

Высота активной стали :

	(4.5)
где -полная (кажущаяся) мощность генератора; - коэффициент эффективности использования активных материалов при воздушном охлаждении; синхронное число оборотов.

Высота активной стали стандартизирована и представляет собой следующий ряд: 50, 55, 60, 67, 75, 82, 90, 100, 110, 122, 135, 150, 165, 182, 200, 220, 245, 270, 300 см.

Высота активной стали принимается не более 350 см. Принимаем высоту активной стали 75 см.

Внешний диаметр вала

(4.6)

где - активная мощность, МВт;

Принимаем .

Внутренний диаметр вала

(4.7)

Принимаем

Основные размеры гидрогенератора приведены в таблице 6.1.

Общая масса генератора, т

(4.8)

где – коэффициент, зависящий от исполнения гидрогенератора, для зонтичных генераторов (48-58) , для подвесных (44-50).

Схема гидрогенератора изображена на рисунке 6.2

Рисунок 6.2 Схема гидрогенератора.

Таблица 6.1 Параметры генератора.

Элемент генератора	Параметр	Значение, м
Статор	Высота корпуса h_ст	1,35
Диаметр корпуса D_ст	7,05
Диаметр активной стали D_а	12,9
Верхняя крестовина	Высота h_в.к	0,605
Диаметр лучей D_в.к	7,05
Подпятник	Высота h_п	0,825
Диаметр кожуха D_п	2,475
Турбинная шахта	Высота h_ш	3,0
Диаметр D_ш	7,7
Нижняя крестовина	Высота h_н.к	2,31
Диаметр лучей D_н.к	8,0
Надстройка	Высота h₀	0,99
Диаметр d₀	2,2
Кратер	Диаметр D_кр	8,25
Минимальная ширина прохода b	0,4

Каждый гидрогенератор имеет соответствующую маркировку:

- первая буква – вид генератора (с – синхронный);

- вторая буква – рабочее положение ( в – вертикальный);

- дробь:

- числитель (диаметр активной стали ротора);

- знаменатель (длина активной стали);

- цифра за дробью – число полюсов.

Маркировка генератора:

С – синхронный;

В – вертикальный;

в числителе ;

в знаменателе ;