8.3.8. Особенности конструкции

и технические данные капсульных гидрогенераторов

Капсульные гидрогенераторы представляют собой малогабаритные герметизированные синхронные явнополюсные генераторы с горизонтальным расположением вала. Капсульные гидрогенераторы изготовляют как часть единого гидроагрегата, при этом корпус статора генератора является одновременно частью капсулы гидроагрегата.

Капсульное исполнение гидроагрегата дает возможность увеличить пропускную способность турбины и единичную мощность при заданном напоре. Так как капсульные гидроагрегаты встраиваются непосредственно в водосливную плотину, при строительстве ГЭС существенно уменьшается общий объем бетонных работ. Одновременно из-за относительно небольших размеров капсульных генераторов они характеризуются более низкой статической и динамической стойкостью, затруднены их монтаж, эксплуатация и ремонт.

Мощность капсульных генераторов находится в пределах от 1,0 до 50 МВт. Ведутся разработки генераторов мощностью около 60 МВт.

Капсульные гидрогенераторы характеризуются высокими значениями коэффициента мощности. В соответствии с ГОСТ 17525-81 номинальный коэффициент мощности для генераторов мощностью до 20 MB А может составить 0,95. Для машин большей мощности допускается значение cos cp = 0,98.

Коэффициент полезного действия капсульных гидрогенераторов несколько ниже КПД машин обычного исполнения. По ГОСТ 17525-81 при мощности до 10 MB A КПД должен быть не ниже 95%, при большей мощности — не ниже 96 %.

Так как диаметр капсульных гидрогенераторов значительно меньше диаметра гидрогенераторов обычного исполнения с теми же номинальными данными, моменты инерции их роторов существенно ниже.

Капсульные гидрогенераторы характеризуются небольшими величинами полюсных делений (20 — 30 см), что обусловливает повышенное рассеяние полюсов (коэффициент рассеяния 1,5 — 1,6), индукций в сердечниках полюсов (1,3 — 1,4 Т) и вызывает трудности с размещением катушек обмотки возбуждения. Поэтому капсульные гидрогенераторы, как правило, выполняются с уменьшенным воздушным зазором (5 — 8 мм).

Особенности капсульных генераторов и высокое использование их активного объе-

ма обусловливают повышенные значения индуктивных сопротивлений. В соответствии с ГОСТ 17525-81 статическая перегружае-мость для машин 20 МВА и менее может быть порядка 1,5, для больших — 1,35.

Отечественные капсульные гидрогенераторы выполняются как с водяным, так и с воздушным охлаждением.

В пп. 8.3.9, 8.3.10 приведено техническое описание некоторых капсульных гидрогенераторов.

8.3.9. Капсульный гидрогенератор

для ГЭС Джердап П-Железные ворота II

Капсульный гидрогенератор типа СГКВ 776/125-96 для ГЭС Джердап И-Железные ворота II непосредственно соединяется с поворотно-лопастной турбиной.

Основные технические данные генератора

Мощность, MB A........27,55

Коэффициент мощности.....0,98

Номинальное напряжение, кВ . . . 6,3 Частота вращения, об/мин .... 62,5

Ток статора, А.........2530

Ток возбуждения, А.......2110

Напряжение возбуждения, В . . . . 185 Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси, о. е.                                                                                                                                                         1 Динамический момент инерции, 10³

кг-м²...........3400

ОКЗ.............1,1

Гидрогенератор размещается в напорной части водяного тракта. Статор присоединяется к промежуточным кольцам турбины, занимая центральную часть капсулы.

Вал ротора генератора соединен фланцами с валом турбины. Ротор опирается на два подшипника. Между первым генераторным подшипником и остовом ротора размещаются контактные кольца. Регуля-торный генератор находится между остовом ротора и вторым подшипником генератора.

Подпятник и контрподпятник размещаются в одной масляной ванне, которая крепится к статору турбины.

Корпус статора по условиям транспортировки выполнен из четырех частей, которые при монтаже соединяются стыковыми элементами в кольцо.

Сердечник статора набирается впере-крой из сегментов, штампованных из холоднокатаной стали толщиной 0,35 мм. Сердечник стягивается нажимными плитами, имеющими опорные пальцы из немагнитной стали. Обмотка статора — стержневая, волновая, однослойная с изоляцией на термо-

реактивных связующих, с непосредственным водяным охлаждением. Внутренняя поверхность корпуса статора имеет теплоизоляционное покрытие.

Ротор гидрогенератора состоит из вала с насаженной на него втулкой и остова барабанного типа с расположенными на нем полюсами. Остов ротора по условиям транспортировки состоит из двух частей, стыкуемых плитами и стяжными шпильками.

Полюсы крепят к ободу болтами. Катушки полюсов состоят из полой меди и непосредственно охлаждаются водой. Сердечники полюсов шихтуются из тонколистовой стали, имеют также водяное охлаждение. Корпусная изоляция полюсов представляет собой твердоспрессованную гильзу из стеклянной ткани на термореактивном лаке. Витковая изоляция непрерывная и выполнена стеклянной лентой, пропитанной термореактивным лаком.

Подшипники генератора — стоякового типа. Подшипник состоит из самоустанавливаемых сегментов, расположенных в два ряда. Смазка подшипников и их охлаждение осуществляется устройством, расположенным вне корпуса. Для устранения проникновения паров масла и его протечек по валу используются лабиринтные уплотнения. Подшипник допускает многократные пуски и остановы при обеспечении непрерывной циркуляции масла.

Прямая и обратная нагрузки, вызываемые реакцией воды, воспринимаются подпятником и контрподпятником. Опорой подпятника является фланец вала генератора. Сегменты подпятника и контрподпятника выполнены из стали, облицованной-баббитом, лежат на упругом пружинистом основании. Диск подпятника электрически изолирован от вала. Масло для смазки и охлаждения передается в ванну снизу.

Температура в элементах генератора измеряется с помощью термометров сопротивления, которые устанавливаются на входе и выходе воды из обмотки статора и ротора, в сегментах подпятника, контрподпятника и опорных подшипников. Вторичным прибором для термометров сопротивления является система теплового контроля, обеспечивающая измерения, сигнализацию и защиту. Предусмотрена система пожаротушения с автоматическим управлением.

Останов генератора производится без использования специальных тормозных устройств.

Система возбуждения — тиристорная по схеме самовозбуждения. Кратность форсирования возбуждения гидрогенератора 2,5.