Гидрогенератор

(от Гидро. И Генератор) генератор электрического тока, приводимый во вращение гидротурбиной (См. Гидротурбина). Обычно Г. Является явнополюсный Синхронный генератор, ротор которого 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 капсульных гидроагрегатов (См. Капсульный гидроагрегат)), быстроходные гидроагрегаты с ковшовой гидротурбиной (См. Ковшовая гидротурбина) — с горизонтальной осью вращения. Существуют также опытно-промышленные образцы Г. Оригинальной конструкции (с фазным ротором, контрроторные, проточные и др.). В СССР из-за топологических и геологических особенностей рек большинство быстроходных генераторов устанавливают с вертикальной осью вращения.

Г. Подразделяются по мощности на Г. Малой мощности — до 50 Мвт, средней — от 50 до 150 Мвт и большой мощности — свыше 150 Мвт и по частоте вращения — на тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные (свыше 100 об/мин). Отечественные и зарубежные Г. Нормального использования имеют диапазон генерируемого напряжения от 8,8 до 18 кв. Коэффициент мощности (cos φ) от 0,8 до 0,95. Кпд быстроходных Г. 97,5—98,8%, тихоходных — 96,3—97,6%. Первые советские Г. Мощностью 7,25 Мвт были созданы в 1925 на заводе «Электросила» (Ленинград) для Волховской ГЭС им. В. И. Ленина. В начале 30-х гг. На Днепровской ГЭС были установлены Г. Мощностью 65 Мвт, 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 Мвт и капсульные Г. (20 Мвт) с водяным охлаждением для Череповецкой ГЭС. Установлены обратимые Гидроагрегаты на Киевской гидроаккумулирующей электростанции. В 1966 на заводе «Уралэлектротяжмаш» изготовлен опытный экономичный высоковольтный (110 кв) Г. Мощностью 20 Мвт. Проектируется (1971) Г. На 650 Мвт 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 все 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 нижней 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, которая по сравнению с зонтичной обладает большей устойчивостью к механическим 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. Для охлаждения крупных генераторов (до 300 Мвт) 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 воздушным охлаждением обмотки ротора. Применение форсированного охлаждения повышает коэффициента использования Г., снижает расход изоляции, меди и активной стали. Возбуждение Г. Обычно осуществляется от вспомогательного генератора постоянного тока, установленного на валу. На крупных Г. Имеется дополнительно подвозбудитель для возбуждения вспомогательного генератора.

В некоторых случаях для этой цели используется синхронный генератор с выпрямителями, который одновременно служит и вспомогательным генератором. Лит. Бернштейн Л. Б., Прямоточные и погруженные гидроагрегаты, М., 1962. Зунделевич М. И., Прутковский 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. Рис. 1. Гидрогенератор (508 Мвт), установленный на Красноярской ГЭС. Рис. 2. Гидрогенератор (225 Мвт), установленный на Братской ГЭС..