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  • 水力发电机组

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  水力发电机组也称“水轮发电机组”。水电站上每台水轮机与配套的发电机纠合而成的发电单位,是水电站临蓐电能的要紧动力筑设。水电站援用的水流源委水轮机时,将水能转换为役使死板回旋的死板能;发电机又将死板能转换为电能而输出。

  水力发电机组用意是将河川、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,经水轮机转换成水轮机的死板能,水轮机又鞭策发电机发电,将死板能转换成电能。

  水力发电机组中的水轮发电机由水轮机驱动。发电机的转速决议输出相易电的频率,是以宁静转子的转速对保障频率的宁静至闭要紧。能够采用闭闭节制的形式对水轮机转速举办节制,即采用发出的相易电的频率信号样本,将其反应到节制水轮机导叶开合角度的节制体系中从而去节制水轮机的输出功率,以抵达让发电机转速宁静的主意。

  水力发电机组是完成水的位能转化为电能的能量转换装备,日常由水轮机、发电机、调速器、励磁体系、冷却体系和电站节制筑设等构成。

  (2)发电机:发电机大局部采用同步发电机,其转速较低,日常均正在750r/min以下,有的惟有几十转/分;因为转速低,故磁极数较众;机闭尺寸和重量都较大;水力发电机组的安设样式有立式和卧式两种。

  (3)调速和节制装备(席卷调速器和油压装备):调速器的用意是医治水轮机转速,以保障输出电能的频率合适供电央求,并完成机组操作(开机、停机、变速、增、减负荷)及安适经济运转。为此,调速器的职能应知足迅速操作、反响聪明、疾捷宁静、运转、维修利便等央求,它还需求牢靠的手动操作及事件停机装备。

  (4)励磁体系:水力发电机日常为电磁式同步发电机,通过对直流励磁体系的节制可完成电能的调压、有功功率和无功功率的医治等节制,以提升输出电能的质料。

  (5)冷却体系:小型水力发电机的冷却要紧采用氛围冷却,以透风体系向发电机定、转子以及死心轮廓举办冷却。但跟着单机容量的增进,定、转子的热负荷陆续提升,为了正在必然转速下提升发电机单元体积的输出功率,大容量水力发电机采用了定、转子绕组直接水冷的形式;或者定子绕组用水冷,而转子用强风冷却。

  (6)电站节制筑设:电站节制筑设要紧以微机为主,完成水力发电机的并网、调压、调频、功率因数的医治、扞卫和通讯等功用。

  (7)制动装备:额定容量跨越必然值的水力发电机均设有制动装备,其用意是正在发电机停机经过中,当转速低浸到额定转速的30%~40%时,对转子践诺连接制动,以避免推力轴承因低转速下油膜被捣乱而烧损轴瓦。制动装备的另一用意是正在安设、检修和起动前,用高压油顶起发电机的回旋部件。制动装备采用压缩氛围举办制动。

  水力发电机组的能量转换经过分为两个阶段:起首由水轮机将水遗失的位能转换为死板能,再由发电机将水轮机的死板能转换为电能。整体的经过为:正在水流的冲锋用意下,水轮机发端回旋,将水的位能转换为死板能;水轮机又带头同轴相连的发电机回旋,正在励磁电流的用意下,回旋的转子带头励磁磁场回旋,发电机的定子绕组切割励磁磁力线正在此中发作觉得电动势,正在输出电能的同时会正在转子上发作一个与其回旋倾向相反的电磁制动转矩。因为水流不问断地用意于水轮机,水轮机从水流中得到的回旋力矩用于征服电机转子上发作的电磁制动转矩,当两个力矩抵达平均时,水力发电机组将以某一恒定的转速运转,宁静地发出电力,完成能量的转换。因而水轮机和发电机是水力发电机组中最闭头的两个部件。

  水力发电机组主动节制体系担当的职责有:水力发电机组的主动并列,主动医治励磁、频率和有功功率,无功功率的储积,辅机的主动节制,水力发电机组的主动操作,主动扞卫等,此中以频率及功率节制为主。

  小型水力发电机组将水能转换为电能直接供应负载或并入电网后供负载运用。对付负载来说,不只央求供电安适牢靠,并且央求供电质料要高,即央求电能的电压和频率应为额定值,且震撼小。

  发电机发出电能的电压、频率或并网电压、频率的宁静度分裂取决于发电机或电网内无功与有功功率的平均。此中频率震撼的来因是发电机输入功率和输出功率之间的不屈均,同步发电机发出的电能频率与其转速之间的相干为f=np/60,正在发电机极对数P稳固时,频率 f 由转速 n 决议。当发电机的负载增大时,发电机输入的死板转矩小于输出的电磁转矩,电机转速降低,从而惹起电能频率的降低,反之频率将上升。而电压的震撼要紧由负载巨细的蜕变和负载本质的蜕变(有功功率和无功功率的蜕变)惹起。水力发电机组节制的根基职责便是遵照负载的蜕变陆续调解水力发电机组的有功和无功功率输出,并保护机组转速(频率)和输出端电压正在轨则的领域内。水力发电机组频率的节制由水轮机调速器完成,而端电压的宁静可由发电机励磁医治器来告竣。两者的医治相对独立,彼此影响较小。

  夏征农,辞海 工程身手分册,上海词典出书社,1987.12,第881页

  惠晶主编;方光明副主编,新能源发电与节制身手 第2版,死板工业出书社,2012.10,




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