ГИДРОГЕНЕРАТОР
(от
гидро... и генератор), генератор электрич. тока, приводимый
во вращение гидротурбиной. Обычно Г. является явнополюсный синхронный
генератор, ротор к-рого соединён с валом рабочего колеса гидротурбины.
Конструкция Г. в основном определяется положением оси его ротора, частотой
вращения и мощностью турбины. Мощные тихоходные Г. обычно изготовляются
с вертикальной осью вращения (за исключением капсулъных гидроагрегатов),
быстроходные гидроагрегаты с ков-цювой гидротурбиной-с горизонтальной
осью вращения. Существуют также опыт-но-пром. образцы Г. оригинальной конструкции
(с фазным ротором, контрроторные, проточные и др.). В СССР из-за топологич.
и геологич. особенностей рек большинство быстроходных генераторов устанавливают
с вертикальной осью вращения.
Г.
подразделяются по мощности на Г. малой мощности - до 50 Мет, средней
- от 50 до 150 Мет и большой мощности - св. 150 Мет и по
частоте вращения - на тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные
(св. 100 об\мип). Отечественные и зарубежные Г. нормального использования
имеют диапазон генерируемого напряжения от 8,8 до 18 кв', коэфф.
мощности (cos ф) от 0,8 до 0,95; кпд быстроходных Г. 97,5-98,8%, тихоходных
- 96,3- 97,6%.
Первые
сов. Г. мощностью 7,25 Men были созданы в 1925 на з-де Электросила
(Ленинград) для Волховской ГЭС им. В. И. Ленина. В нач. 30-х гг. на Днепровской
ГЭС были установлены Г. мощностью 65 Мет, а в 1939-40 изготовлены
для того времени крупнейшие по моменту вращения, габаритам и массе Г. для
Угличской и Рыбинской ГЭС. Созданы уникальные Г. для Братской (1960) и
Красноярской (1964) ГЭС мощностью 225 и 508 Мет и капсульные Г.
(20 Мет) с водяным охлаждением для Череповецкой ГЭС; установлены
обратимые гидроагрегаты на Киевской гидроаккуму-лирующей электростанции;
в 1966 на з-де Уралэлектротяжмаш изготовлен опытный экономичный высоковольтный
(ПО кв) Г. мощностью 20 Мет; проектируется (1971) Г. на 650
Мет для установки на Саяно-Шушенской ГЭС.
При
конструировании и монтаже Г". особое внимание уделяют креплению вращающихся
частей гидроагрегата и охлаждению обмоток ротора и статора. По расположению
и конструкции опорного подшипника (подпятника) различают подвесные и зонтичные
Г. В подвесном Г. опорный подшипник, воспринимающий вес вращающихся частей
гидроагрегата, а также осевое давление воды на рабочее колесо турбины расположен
выше ротора генератора, на верхней крестовине агрегата. В зонтичном Г.
подпятник располагается под ротором генератора, на ниж. крестовине или
на крышке турбины; вал генератора вращается в двух или трёх направляющих
подшипниках. Мощные тихоходные Г. обычно велики по размерам; для уменьшения
их габаритов и снижения веса целесообразно зонтичное исполнение. Пример
Г. зонтичного типа - гидрогенератор Красноярской ГЭС (рис. 1): частота
вращения 93,8 об/мин, диаметр ротора 16 м и масса 1640 т.
Для быстроходных Г. меньших габаритов предпочтительна конструкция подвесного
типа, к-рая по сравнению с зонтичной обладает большей устойчивостью к механич.
колебаниям ротора, имеет меньший диаметр опорного подшипника и проще в
монтаже. Примером может служить гидрогенератор Братской ГЭС (рис. 2): частота
вращения 125 об/мин, диаметр ротора 10 м, масса 1450 т.
Рис.
1. Гидрогенератор (508 Мвт), установленный на Красноярской ГЭС.
Для охлаждения
крупных генераторов (до300Mem) обычно применяется замкнутая система вентиляции:
косвенная, или поверхностная, когда воздух обдувает обмотку с поверхности,
и форсированная, когда воздух подаётся внутрь проводника с током или между
проводниками. Значительно более эффективно охлаждение обмоток статора дистиллированной
водой с форсированным возд. охлаждением обмотки ротора. Применение форсированного
охлаждения повышает коэфф. использования Г., снижает расход изоляции, меди
и активной стали.
Возбуждение
Г. обычно осуществляется от вспомогат. генератора постоянного тока, установленного
на валу; на крупных Г. имеется дополнительно подвоз-будитель для возбуждения
вспомогатсльного генератора. В нек-рых случаях для этой цели используется
синхронный генератор с выпрямителями, к-рый одновременно служит и вспомогательным
генератором.
Рис.
2. Гидрогенератор (225 МвтУ, установленный на Братской ГЭС.
Лит.: Бернштейк
Л. Б., Прямоточные и погруженные гидроагрегаты, М., 1962; Зунделевич М.
И., П р у т-ковский С. А., Гидрогенераторы, М.-Л., 1966; Костенко М. П.,
Суханов Л. А., Аксенов В. Н., Современные мощные гидрогенераторы, М., 1967;
Электрические машины и аппараты. 1966 - 1967, М., 1968. В.А.Прокудин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я