Підбір гідрогенераторів

 

Основними розмірами гідрогенератора є: діаметр розточки статора Di, довжина активної сталі la, діаметр активної сталі Da, число полюсів p.

Гідрогенератори ГЕС випускають, в основному, таких марок:

 

 

 

де букви, використані при маркуванні означають: С – синхронний, В – вертикальний, Г – горизонтальний, Ф – форсоване охолодження, К – капсульне виконання, В (остання літера) – вертикальне виконання капсульних агрегатів.

Повна потужність генератора визначається за залежністю:

 

 

де NГ – потужність генератора, МВт;

cos j - коефіцієнт потужності (cos j=0,8...0,9).

Діаметр розточки статора (Di, м) визначаємо за залежністю:

 

 

де n0 – синхронна частота обертів агрегату, об/хв;

К – коефіцієнт, що визначається механічною міцністю ротора при допустимій кільцевій розгінній швидкості uрозг£uдоп.

Для дискових роторів uдоп=180…185 м/с. Коефіцієнт К у формулі рекомендується приймати у межах К=1750...2300. Отримане значення Di необхідно заокруглити до стандартного.

Діаметр активної сталі (Dа) пов’язаний із діаметром розточки статора співвідношенням:

 

Dа= Dі + а,

 

де запас а=50...90 см для вертикальних гідромашин і а=30...40 см для горизонтальних, у тому числі і для капсульних агрегатів.

Довжина активної сталі 1а визначається за залежністю, яка пов’язує геометричні і енергетичні параметри гідрогенератора:

 

 

де Sг i Nг – повна і активна потужності машини, відповідно кВА і кВт;

С – коефіцієнт використання активних матеріалів, .

Таким чином

 

 

При використанні аналогів, у яких необхідні параметри не співпадають, довжина активної сталі 1а.необ. може бути визначена з умови електричної подібності машин (при однакових С, Di, cos j):

 

де індекс “необ.” означає необхідні параметри електричної машини, індекс “ан.” – параметри машини-аналога.

Після визначення параметрів la i Di уточнюємо тип конструкції електричної машини: при  рекомендується генератор підвісного виконання, при  - зонтичного. При  і n0>400¸500 об/хв. приймається підвісне виконання, а при n0£400¸500 об/хв – зонтичне.

Кількість полюсів генератора р=2П визначається із співвідношення:

 

 

де П – “пара полюсів”;

f – частота струму в енергосистемі, Гц.

В Україні прийнята частота f =50 Гц. Кількість полюсів приймається парною, а при великій кількості – кратна чотирьом, і узгоджується із допустимим питомим навантаженням на один полюс і розмірами дуги ободу ротора.

Крім того, при проектуванні ГЕС визначаються такі параметри генератора, як маховий момент (GD2, т·м2), маса ротора (Gp, т), загальна маса (G0, т), постійна механічної інерції агрегату (Та, с):

 

 

при повітряному охолодженні: G0=ylaDi,

Gp»(0,5...0,55)G0,

 

В залежностях приймаються такі позначення: j=4,9...5,1 – коефіцієнт для вертикальних агрегатів, для горизонтальних і капсульних j=2,6...2,8; y=44...50 і y=48...58 - коефіцієнти відповідно для зонтичних і підвісних генераторів.

Інші позначення пояснено раніше у тексті, причому la i Di у рівняння підставляються у метрах, активна потужність електромашини N у кВт, повна потужність S – у кВА. Значення Та повинне бути більшим необхідного із умов гарантій регулювання. При невиконанні цієї вимоги потрібно відкоригувати значення la i Di.