MAŁE ELEKTROWNIE 

WODNE

dr inż. Paweł Zawadzki

Wykład 5

UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W POZNANIU

WYDZIAŁ MELIORACJI I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KATEDRA BUDOWNICTWA WODNEGO

http://www.up.poznan.pl/kbw/dydaktyka/
mew.html

Przekładnie 

W  elektrowniach  wodnych  można  spotkać 
następujące trzy wzajemne układy osi turbiny 
i generatora:
1.    turbina i generator o osi poziomej,
2.    turbina pionowa, generator poziomy,
3.    turbina i generator pionowy.

Generator

TURBINA

G

e

n

e

ra

to

r

T

U

R

B

IN

A

G

e

n

e

ra

to

r

TURBIN

A

G

e

n

e

ra

to

r

T

U

R

B

IN

A

Przekładnie 

W  celu  zwiększenia  obrotów  generatora  w 
porównaniu  z  obrotami  turbiny  stosuje  się 
przekładnie. 
W małych elektrowniach stosowane są wtedy 
prądnice  (generatory)  o  obrotach  500,  600  i 
750  obr/min  (rzadziej  1000  lub  1500 
obr/min).

W  turbozespołach  wodnych  stosowane  są 
przekładnie:

•- zębate  –  w  całym  zakresie  mocy 
turbozespołów  małych 

elektrowni  (< 

5MW);

•- pasowe  z  pasami  płaskimi  –  do  ok.  1,5 
MW;
-  pasowe  klinowe  –  do  ok.  0,5  MW 
przenoszonej mocy. 

Przekładnie zębate

 

• zwarta konstrukcje 

turbozespołu w różnych 
układach 

• poziomy układy turbina-

prądnica 

• rzadziej w układzie pionowym
• przekładnie zębate kątowe 

stosowane są przy pionowej 
osi turbiny i poziomej 
generatora 

Przekładnie zębate

 

Przy  doborze  przekładni  do  turbozespołu 

wodnego  należy  uwzględnić  trzy  czynniki 
decydujące o jej trwałości:

• wytrzymałość 

zębów 

z 

uwagi 

na 

przenoszone momenty,

• ścieranie się zębów na ścieranie (obrót),
• nagrzewanie  się  przekładni  na  wskutek 

tarcia (zęby i łożyska). 

Przekładnie pasowe 

 

Przekładnie pasowe przenoszą moc dzięki sile 

tarcia 

miedzy 

powierzchniami 

kół 

i 

współpracującym z nimi pasem. 

Koła pasowe mogą być osadzone bezpośrednio 

na  wałach  turbiny  i  generatora  lub  przez 
zastosowanie  dodatkowego  łożyskowania 
(wówczas  koła  pasowe  łączone  z  wałami  za 
pomocą sprzęgieł sztywnych).

Przekładnie pasowe 

 

Pasy pędne mogą być płaskie lub klinowe: 

Koła do pasów płaskich są walcowe lub lekko 

wypukłe, a do pasów klinowych – rowkowe. 

 

Zaletami 

przekładni 

pasowych 

są: 

cichobieżność  i  wysoka  sprawność  – 
płaskich  99%, klinowych   98%. 

Przekładnie pasowe 

 

Przekładnie pasowe 

 

Przekładnie pasowe  - 

wariatory

 

Przekładnie pasowe 

 

Do  wad  należy  zaliczyć  potrzebę  zapewnienia 

większej przestrzeni niż w wypadku przekładni 
zębatej  oraz  konieczność  regulacji  odległości 
między 

kołami 

pasowy 

lub 

stosowanie 

napinacza.

Przekładnie pasowe 

 

Przekładnie pasowe 

 

Przekładnie pasowe  - 

przykład obliczeń

 

Dane:

moc  przenoszona

N  =    100 

kW
prędkość  obrotowa  turbiny

n

t

  =    360 

obr/min
prędkość  obrotowa  generatora

n

g

  =    500 

obr/min
średnica  koła  pasowego  turbiny d

t

  =    640 

mm.
odległość między osiami

e  = 2000 

mm

Przekładnie pasowe  - 

przykład obliczeń

 

Wymagane przełożenie

Średnica koła napędzanego (generatora)
 

 

 

 

1

mm

mm

72

,

0

500

360



















i

n

n

i

g

t

 

 

mm

461

640

72

,

0













g

t

g

d

d

i

d

Przekładnie pasowe  - 

przykład obliczeń

 

Kąt  opasania  małego  koła 

(turbiny)

Prędkość 

obrotowa 

koła 

dużego 

(pr. 

przesuwania się pasa)

Siła uciągu przenoszona przez pas

 

 

'

26

174

2000

)

461

640

(

60

180

)

(

60

180





















e

d

d

g

t



 

 

m/s

s/min

1/min

10

mm

1

1

,

12

60

360

10

640

3

3

































t

t

t

t

v

n

d

v





 

 

N

m

s

s

m

N

s

m

10

kW

8290

1

,

12

10

100

3

3

















































F

v

N

F

t

Generatory 

W  małych  elektrowniach  wodnych  są 

stosowane dwa rodzaje generatorów:

 generatory  synchroniczne  trójfazowe 

prądu przemiennego,

 generatory  asynchroniczne  trójfazowe 

prądu przemiennego.

 

 

Generator synchroniczny

Elektrownia Wodna 

Ptusza

Generator 

synchroniczny  1 100 

kVA

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Generator synchroniczny

Elektrownia Wodna Jeziorsko

Generator synchroniczny  3 

150 kVA

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Generator synchroniczny

Elektrownia Wodna Itaipu 

(Brazylia)

http://www.voith.pl/index.php?id_strony=90&id=137&idmain=60

Generator asynchroniczny

Elektrownia Wodna Kurojady

Generator asynchroniczny 90 kW

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Generator asynchroniczny

Elektrownia Wodna Waksmund

Generator asynchroniczny 160 kW

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Zjawisko indukcji 

elektromagnetyczne  

Jeżeli źródło pola magnetycznego i zamknięty 

przewodnik poruszają się względem siebie, 
to 

obserwujemy, 

że 

w 

zamkniętym 

przewodniku 

zaczyna 

płynąć 

prąd 

elektryczny, 

który 

nazywamy 

prądem 

indukcyjnym. 

Prąd  indukcyjny  powstaje  przy  względnym 

ruchu  źródła  pola  magnetycznego  i 
przewodnika. 

Wynikiem tego oddziaływania jest pojawienie 

się  siły  powodującej  ruch  ładunków  wokół 
przewodnika. 

Zjawisko indukcji 

elektromagnetyczne  

Fizycznym  wynikiem  działania  tej  siły  jest 

pojawienie  się  w  przewodniku  pewnej  siły 
elektromotorycznej 



,  równej  pracy  jaką 

wykonuje  siła  oddziaływania  przesuwając 
wokół przewodnika ładunek jednostkowy.

Jeżeli  w  obwodzie  płynie  prąd  stały  moc  nie 

zmienia  się,  ale  w  przypadku  przepływu 
prądu 

zmiennego, 

wielkość 

siły 

elektromotorycznej  i  natężenie  płynącego 
prądu są wielkościami zamieniającymi się z 
upływem czasu.

 

Zjawisko indukcji 

elektromagnetyczne  

Na  wskutek  obrotu  zamienny  w  czasie  jest 

kąt  między  wektorem  prędkości  ładunku  i 
wektorem  pola magnetycznego. 

Moc  P  zależy  zatem  również  od  czasu  i  w 

różnych  momentach  chwilowa  wartość 
mocy jest różna.

Najbardziej  interesującą  wielkością  jest 

średnia  wartość  wydzielanej  mocy  w  ciągu 
całego 

okresu 

zmian 

siły 

elektromotorycznej i natężenia prądu.

 

Zjawisko indukcji 

elektromagnetyczne  

W  obliczeniach  mocy  musimy  uwzględnić 

przesunięcie  fazowe    natężenia  prądu 

względem siły elektromotorycznej.

 

Zjawisko indukcji 

elektromagnetyczne  

Prąd  płynący  w  obwodzie  pojawia  się  na 

skutek  obrotu  obwodu.  Pojawienie  się  tego 
prądu  powoduje  jednak,  że  na  obwód  z 
prądem  zaczyna  w  polu  magnetycznym 
działać moment sił, który przeciwstawia się 
obrotowi obwodu. 

Aby  utrzymać  obrót  obwodu,  a  co  za  tym 

idzie  przepływ  płynącego  w  nim  prądu, 
musimy 

działać 

na 

wirnik 

siłami 

zewnętrznymi, 

których 

moment 

zrównoważyłby  moment  przeciwdziałający 
obrotowi. 

Zjawisko indukcji 

elektromagnetyczne  

Porównując  momenty  i  siły,  które  je  powodują, 

możemy  stwierdzić,  że  moc  wydzielana  w 
obwodzie na skutek tego, że płynie w nim prąd 
elektrycznym  jest  dokładnie  równy  mocy  jaką 
musimy 

zużyć 

na 

podtrzymanie 

ruchu 

obrotowego  (czyli  na  podtrzymanie  prądu 
płynącego w obwodzie). 

Zgodnie  z  zasadą  zachowania  energii,  energia 

mechaniczna  zużywana  na  obracanie  wirnika, 
zamieniana  jest  na  energię  elektryczną 
związaną prądem płynącym w obwodzie. 

 

Generatory synchroniczny  

Nazwa  generator  synchroniczny  (prądnica 

synchroniczna)  wskazuje  na  to,  że  jego 
prędkość  obrotowa  jest  w  synchronizacji  z 
częstotliwością, która wyraża się wzorem

gdzie:

f – częstotliwość,
n – prędkość obrotowa, obr/min,
p – liczba par biegunów.

 

 

Hz

60

p

n

f





Generatory synchroniczny  

Prędkość 

obrotową 

generatora 

synchronicznego  przy  f  =  50  Hz  można 
wyznaczyć ze wzoru:

Silniki 

napędowe 

połączone 

bezpośrednio 

z 

generatorem  mogą  pracować  tylko  z  takimi 
prędkościami  obrotowymi  znamionowymi,  jakie 
otrzymuje się z powyższego wzoru przy  p równym 
liczbie całkowitej. 

Prędkości  obrotowe  generatorów  napędzanych   

turbinami  wodnymi  są  zawarte  w  przedziale  50  – 
1500 obr/min (wyjątkowo spotyka się niższe).

 

 

obr/min

60

p

f

n





Generatory synchroniczny  

Generator  synchroniczny  potrzebuje  do 

wzbudzenie  obcego  źródła  prądu  stałego, 
które 

zasila 

uzwojenie 

biegunów 

i 

wytwarza strumień magnetyczny wirnika.

  Im  większa  liczba  par  biegunów  a  zatem 

mniejsza  prędkość  obrotowa,  potrzebna 
jest większa moc wzbudzenia. 

Jest  to  zasadnicza  przyczyna  mniejszej 

sprawności generatorów wolnoobrotowych. 

 

Generatory synchroniczny  

Moc  generatorów  dobiera  się  zazwyczaj  w 

zależności  od  maksymalnej  mocy  turbiny  z 
uwzględnieniem typowego szeregu mocy. 

Moc  generatora  podaje  się  w  jednostkach 

mocy  pozornej  –  kVA  –  jest  to  moc 
odnosząca się do przebiegów elektrycznych 
sinusoidalnych 

zmiennych, 

określona 

iloczynem  wartości  skutecznej  prądu  przez 
wartość  skutecznej  siły  elektromotorycznej 
lub napięcia. 

Moc  generatora  ograniczona  jest  jego 

ogrzewaniem 

się 

ponad 

temperaturę 

otoczenia,  a  nagrzewanie  przy  stałym 
napięciu zależy od wartości prądu. 

 

Generatory synchroniczny  

Moc 

pozorna 

znamionowa 

generatora 

pomnożona przez współczynnik mocy (cos) 

daje czynną moc znamionową generatora w 
kV. 

Generator może pracować przy różnych cos 

indukcyjnych,  lecz  może  oddawać  swoją 
pełną moc pozorną tylko przy cos równym 

lub większym od cos znamionowego. 

Generatory 

pracując 

pod 

obciążeniem 

odpowiadającym wsp. mocy cos mniejszym 

od 

znamionowego, 

nagrzewałyby 

się 

powyżej temperatury dopuszczalnej. 

 

Dobór generatora

Moc  generatora  w  małej  elektrowni  wodnej 

jest  dobierana  do  maksymalnej  mocy 
turbiny 

z 

uwzględnieniem 

z 

uwzględnieniem  typowego  szeregu  mocy 
na podstawie zależności:

gdzie:  P

g

  –  moc  pozorna  na  zaciska 

generatora,  kVA;  P

t

  –  moc  na  wale  turbiny, 

kW;   



g

  –  sprawność  generatora;  cos  - 

współczynnik mocy generatora. 





cos

g

t

g

P

P





Dobór generatora

Prędkość  obrotowa  generatora,  w  przypadku 

bezpośredniego  sprzężenia  z  turbiną, 
dobiera się do obrotów turbiny. 

Małe  generatory  synchroniczne  mają  zwykle 

obroty znamionowe: 500, 600,  750, 1000 i 
1500 obr/min. 

Dobór generatora

Jeżeli znamionowa prędkość obrotów turbiny 

jest 

nieco 

mniejsza 

niż 

prędkość 

znamionowa  generatora,  to  konieczne  jest 
stosowanie przekładni podwyższającej.

Przekładni obniżającej obroty nie stosuje się.

 W przypadku turbozespołu o mniejszej mocy 

z  wałem  poziomym  zaleca  się  przekładnie 
pasowe. 

Dobór generatora

Generator  synchroniczny  potrzebuje  do 

wzbudzenia  obcego  źródła  prądu  stałego, 
które 

zasila 

uzwojenia 

biegunów 

i 

wytwarza pole magnetyczne wirnika. 

Im mniejsza para biegunów a zatem mniejsze 

prędkości obrotowe, potrzebna jest większa 
moc wzbudzenia.

Do 

najczęściej 

stosowanych 

układów 

wzbudzania należą:

- układ  wzbudzania  ze  wzbudnicą  prądu 

stałego,

- Prostownik krzemowy,
- bezszczotkowy 

układ 

wzbudzania 

(wzbudnica 

prądu 

przemiennego 

z 

wirującymi diodami).

Parametry generatora 

synchronicznego

Generatory  o  prędkościach  obrotowych 

mniejszych  niż  1000  obr/min  mają  postać 
„placka”  (plaski  krążek),  natomiast  przy 
większych  obrotach  mają  kształt  zbliżony 
do cylindra. 

Wymiary  generatora  normalnej  budowy,  jego 

moc  i  prędkość  obrotowa  są  związane 
następującą zależnością:

gdzie:
D  –  średnica  wewnętrzna  żelaza  czynnego  stojana,  cm;  l    - 

długość  żelaza  czynnego,  cm;  n  –  prędkość  obrotowa, 
obr/min.; P – moc generatora, kVA; 

C – stała.

 

5

2

10

2









C

P

n

l

D

Parametry generatora 

synchronicznego

Konstruktor, korzystając z powyższego wzoru 

może  zmienić  stosunek  D/l  generatora  o 
danej  prędkości  obrotowej  zależnie  od 
wymagań stawianych generatorowi. 

Na  przykład  stosunek  ten  bywa  zwiększany, 

gdy 

warunki 

regulacji 

turbozespołu 

wymagają 

zwiększenia 

momentu 

zamachowego GD

2

 , 

lub  też  zmniejszany  np.  w  generatorach 
turbozespołów  gruszkowatych,  w  których 
generator  powinien  mieć  możliwie  małą 
średnicę.

Generatory asynchroniczne 

Generatory 

asynchroniczne 

mogą 

być 

instalowane  w  przypadkach,  gdy  głównym 
zadaniem elektrowni jest wykorzystanie nie 
zagospodarowanych cieków, które nie mają 
charakteru rezerwowych źródeł energii.

  Generator  asynchroniczny,  pobierając  prąd 

magnesujący  z  sieci,  może  oddawać  moc 
czynną  tylko  przy  równoległej  pracy  z 
siecią 

zasilaną 

przez 

generatory 

synchroniczne, a zatem nie może pracować 
samotnie na sieć wydzieloną. 

W  przypadku  zaniku  napięcia  w  sieci,  także 

napięcie 

generatora 

asynchronicznego 

zanika. 

Generatory asynchroniczne 

Generator 

asynchroniczne 

stosuje 

się 

wyłącznie  w  małych  e.w.  ze  względów 
natury  ekonomicznej,  gdyż  mają  one 
prostszą  konstrukcję,  są  lżejsze  i  tańsze,  a 
przede  wszystkim  nie  wymagają  regulacji 
napięcia  i synchronizacji.

Dobór generatora 

asynchronicznego

Jeżeli  silnik  indukcyjny  przyłączony  do  sieci 

obracany  jest  przez  turbinę  wodną  to  silnik 
stanie  się  generatorem  asynchronicznym  i 
oddaje do sieci moc czynną.

 
Źródłem 

wzbudzania 

generatora 

asynchronicznego  jest  napięcie  z  sieci 
elektrycznej  (nie  może  pracować  samotnie 
na siec wydzielona).

Generatory  asynchroniczne,  mają  zwykle 

napięcia 

znamionowe 

równe 

380 

V. 

Uzwojenie stojana łączone jest w trójkąt. 

Dobór generatora 

asynchronicznego

W  katalogach  silników  podaje  się  moc  w 

kilowatach  na  wale  silnika  i  współczynnik 
sprawności.  Moc  takiego  generatora  oblicza 
się z zależności:

W  katalogach  podaje  się  również  prędkość 

obrotową 

znamionowa. 

Odejmując 

tę 

prędkość 

od 

prędkości 

obrotowej 

synchronicznej,  znajduje  się  poślizg  silnika. 
Dodając  poślizg  do  prędkości  obrotowej 
synchronicznej, 

oblicza 

się 

prędkość 

obrotową  generatora  przy  częstotliwości  50 
Hz i przy mocy znamionowej. 



sil

g

P

P 

Dobór generatora 

asynchronicznego

Przykład. 
Silnik indukcyjny o parametrach: 

P  =  88  kW,  n  =  485  obr/min,  U  =  380 V, 



 = 

0,88, pracujący jako generator będzie miał:

moc znamionową równą  

 

prędkość obrotową znamionową

 

kW

100

88

,

0

88









sil

g

P

P

obr/min

515

)

485

500

(

500









n

Dobór generatora 

asynchronicznego

Konstrukcje 

typowych 

silników 

asynchronicznych  gwarantują  wytrzymałość 
mechaniczną  ich  wirników  na  podwyższona 
prędkość obrotową jedynie 1,2 razy większą 
niż prędkości znamionowej. 

Dlatego  przed  zainstalowaniem  silnika  jako 

generatora 

asynchronicznego 

należy 

bezwzględnie 

uzyskać 

od 

producenta 

gwarancję  na  wytrzymałość  mechaniczną 
przy  zwiększonej,  rozbiegowej  prędkości 
obrotowej  w  czasie  minimum  2  minut. 
prędkość obrotową znamionową  

Dobór generatora 

asynchronicznego

Generatory 

asynchroniczne 

stosuje 

się 

wyłącznie  w  małych  elektrowniach  ze 
względów 

ekonomicznych. 

Mają 

one 

prostszą  konstrukcję,  są  lżejsze  i  tańsze  od 
generatorów 

synchronicznych, 

nie 

wymagają 

regulacji 

napięcia 

i 

synchronizacji. 

Stosowanie  generatorów  asynchronicznych 

czyni  budowę  i  eksploatację  małych 
elektrowni wodnych opłacalną. 

Chłodzenie generatorów 

Generator  o  mocy  na  zaciskach  P  i 

współczynniku  sprawności  

g

  pobiera  moc 

na  wale  równą  stosunkowi  P/

g

.  Moc 

zużywaną na pokrycie strat  można wyrazić 
wzorem:

Ciepło  wydzielające  się  w  generatorze  jest 

odbierane  przez  wodę  chłodzącą  łożyska  i 
powietrze  chłodzące,  jak  również  część 
ciepła  wypromieniowuje  bezpośrednio  z 
generatora do otoczenia. 

P

P

P

P

g

g

)

1

(















Chłodzenie generatorów 

Generatory  o  malej  mocy  (<  1  MW)  mają 

przeważnie budowę otwarta i są chłodzone 
otaczającym powietrzem, ogrzewając w ten 
sposób halę maszyn. 

Generatory 

o 

większych 

mocach 

są 

zabudowane 

i 

chłodzone 

powietrzem 

pobieranym z zewnątrz w obiegu otwartym. 
Przepływ  powietrza  umożliwiają  kanały 
doprowadzające  i  odprowadzające,  a  ruch 
wymusza wentylator elektryczny.  

Generatory  o  mocach  powyżej  5  MW  są 

chłodzone w obiegu zamkniętym.

Urządzenia elektryczne 

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Urządzenia elektryczne 

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Urządzenia elektryczne 

Wyposażenie  elektryczne  obejmuje  tylko 

nieznaczną  część  nakładu  ponoszonego  na 
budowę  siłowni,  a  jego  wpływ  na  ogólne 
rozwiązanie  jest  nieznaczne.    Jednak  jest 
ono  nader  ważnym  elementem  całości  i 
symbolizuje 

podstawowy 

cel 

budowy 

elektrowni wodnej.

Na 

urządzenia 

energetyczne, 

obok 

generatorów,  składają  się:  transformatory, 
pomocnicze 

urządzenia 

napędowe, 

urządzenia  rozdzielcze,  ochronne  oraz 
urządzenia sterowania i automatyki.

Urządzenia elektryczne 

Podstawowe schematy połączeń elektrycznych 

i  wybór napięcia  generatora i rozdzielczego 
dla malej elektrowni wodnej zależą od wielu 
czynników, przede wszystkim od:

-         systemu pracy elektrowni,
-          wielkości  mocy  generatorów  i  całej 

elektrowni,

-         rodzaju generatorów,
-         dostępnej aparatury i urządzeń.

Urządzenia elektryczne 

Pod pojęciem systemu pracy elektrowni należy 

rozumieć:
a) współpracę elektrowni wyłącznie z siecią 
wydzieloną  tj.  samotną  pracę  elektrowni  na 
wydzielone  odbiory  zewnętrzne  i  potrzeby 
własne elektrowni;
b) 

współpracę 

z 

rozdzielczą 

siecią 

elektroenergetyczną;
c) możliwość pracy mieszanej. 

Urządzenia elektryczne

Napięcia 

znamionowe 

generatorów 

synchronicznych  wynoszą  zwykle  105% 
odpowiedniego  napięcia  znamionowego  w 
sieci:

Sieć [V]

380 6 000

10 000

15 000

Generator  [V]

400 6  300

10  500

15 700

Napięcie 3000 V (3150) nie jest zalecane

 

O  wyborze  napięcia  znamionowego  decydują 

przede  wszystkim  względy  ekonomiczne,  a 
następnie 

dostępność 

odpowiednich 

urządzeń,  ich  wytrzymałość  termiczna  i 
dynamiczna. 

Urządzenia elektryczne 

Względy  konstrukcyjne  generatorów  nie  ograniczają 

ich  mocy  na  napięciu  400  V  nawet  do  2  MW, 
natomiast moc ta jest ograniczona przez urządzenia 
rozdzielcze oraz linie przesyłowe 0,4 kV. 

Górną  granicą  sumarycznej  mocy  generatorów  o 

napięciu  0,4  kV  zainstalowanych  w  elektrowni  i 
pracujących na szyny rozdzielnicy 0,4 kV jest:

  moc  800  kW  (ok.  1  000  kVA)  –  ze  względu  na 

dopuszczalne  warunki  wytrzymałości  zwarciowej 
typowych rozdzielnic produkowanych w Polsce;

 moc 1280 kW (1600 kVA) w przypadku gdy generator 

pracuje w bloku z transformatorem bez stosowania 
rozdzielnicy  moc  typowego  transformatora  o 
dolnym napięciu 0,4 kV). 

Urządzenia elektryczne 

Małe 

elektrownie 

wodne 

mogą 

być 

podłączone  do  elektroenergetycznej  sieci 
rozdzielczej niskiego lub średniego napięcia, 
do sieci rozdzielczej przemysłowej.

 Sposób powiązania elektrowni z siecią należy 

uzgodnić 

z 

właściwym 

zakładem 

energetycznym. 

Wyprowadzenie  mocy  z  rozdzielnicy  głównej 

400  V  elektrowni  może  odbywać  się 
bezpośrednio do lokalnej sieci 400 V lub do 
sieci  średniego  napicia  –  za  pośrednictwem 
pojedynczego transformatora. 

Urządzenia elektryczne 

Elektrownia Wodna Podgaje  2X1 960 kVA

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Urządzenia elektryczne 

Zadaniem transformatorów jest:
1. podnoszenie 

napięcia 

generatorów 

i 

przekazywania  energii  do  sieci  –  są  to 
transformatory główne,

2. obniżanie  napięć  dla  zasilania  obwodów 

własnych  potrzeb  –  są  to  transformatory 
potrzeb własnych.

Urządzenia elektryczne 

Transformatory 

główne 

są 

z 

reguły 

wymiarowane  na  moc  identyczną  z  mocą 
generatora  i  łączone  bezpośrednio  z 
generatorem. 

Tylko  w  mniejszych  jednostkach  o  mocy  do 

kilku  MVA  jeden  transformator  może  być 
łączony z dwoma lub trzema generatorami. 

W  małych  elektrowniach  wodnych  należy 

stosować  zunifikowane,  prefabrykowane 
rozdzielnice  niskiego  i  wysokiego  napięcia 
w obudowie osłoniętej. 

Urządzenia elektryczne 

Transformatory  powinny  być  ustawione  jak 

najbliżej 

generatora 

dla 

skrócenia 

kosztownych połączeń na dolnym napięciu i 
są umieszczone na zewnątrz budynku. 

Tylko  w  wyjątkowych  przypadkach  dopuszcza 

się  ich  lokalizację  wewnątrz  hali  maszyn 
lub  w  oddzielnym  pomieszczeniu  obok  hali 
maszyn. 

Ograniczenie 

wynika 

z 

niebezpieczeństwa  pożaru  oleju  zawartego 
w 

transformatorze 

w 

przypadku 

uszkodzenia skrzyni.

 

Możliwe 

jest 

również 

ustawienie 

transformatorów poza siłownią w rozdzielni 
napowietrznej. 

Urządzenia elektryczne 

Pozostałe  urządzenia  elektryczne  obejmują 

rozdzielnię, 

nastawnię, 

pomieszczenia 

akumulatorni itd. 

Rozdzielnie  dzielą  się  na  główne  łączące 

generator z siecią oraz potrzeb własnych do 
obsługi 

obwodów 

wewnętrznych 

elektrowni. 

Dalsze  urządzenia  elektryczne  to  wszelkiego 

rodzaju 

napędy, 

silniki, 

urządzenia 

pomocnicze i kontrolne. 

Urządzenia elektryczne 

Szczególną  rolę  odgrywa  nastawnia,  w  której 

koncentruje 

się 

sterowanie 

pracą 

elektrowni. 

Nastawnia  powinna  być  wyposażony  w 

urządzenia  zabezpieczające  generatory  i 
turbiny,  układ  sygnalizacji  zakłóceń  pracy, 
aparaturę 

pomiarową 

oraz 

układ 

zabezpieczający 

potrzeby 

własne 

elektrowni. 

Powinna ona być tak umieszczona i wykonana, 

aby  zapewnić  obsłudze  spokój,  doskonałe 
oświetlenie  i  bezpośredni  wgląd  na  halę 
maszyn 

Urządzenia elektryczne 

Przyrządy 

pomiarowe w 

nastawni

EW Rutki (1910 r)

Rzeka Radunia,

Spad 12,2 m

http://www.imgw.pl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/rutki.htm

Urządzenia elektryczne 

Elektrownia Wodna Jagersdorf

G. Asynchroniczne 3x 90 kW

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Urządzenia elektryczne 

Podstawowymi  rozwiązaniami  technicznymi 

zabezpieczeń  w  małej  elektrowni  wodnej 
mogą być układy oparte na:

bezpiecznikach topikowych,
wyzwalaczach elektromagnetycznych,
wyzwalaczach termobimetalowych,
przekaźnikach elektromechanicznych,
przekaźnikach  mechanicznych  reagujących  na 

temperaturę lub ciśnienie,

  przekaźnikach  stycznych  wykorzystujących 

elementy elektroniczne lub magnetyczne. 

Urządzenia elektryczne 

W 

małych 

elektrowniach 

wodnych 

z 

generatorami 

synchronicznymi 

przewidzianymi  do  współpracy  z  siecią   
wydzieloną    lub  gdy  zachodzi  potrzeba 
uruchomienia czy zatrzymania turbozespołu 
wodnego przy braku napięcia przemiennego 
z 

obcego 

źródła 

należy 

stosować 

pomocnicze  źródło  prądu  stałego  w  postaci 
baterii akumulatorowej.  

Pomieszczenia 

baterii 

akumulatorów 

ze 

względu 

na 

szkodliwość 

kwasów 

i 

wydzielających się gazów umieszcza się tak, 
aby  zapewnić  wentylacje  niezależną  od 
innych  pomieszczeń  oraz  bezpieczeństwo 
sąsiadujących urządzeń.

Urządzenia elektryczne 

Obowiązujące 

przepisy 

o 

ochronie 

przeciwporażeniowej  w  urządzeniach  o 
napięciu  do  1kV  przewidują  następujące 
rodzaje  ochrony:  podstawową,  dodatkową, 
obostrzoną dodatkową, 

Do 

najpospolitszych 

środków 

ochrony 

podstawowej  zalicza  się:  izolację  roboczą, 
osłony, odstępy bezpieczne. 

Do  środków  ochrony  dodatkowej  należą: 

zerowanie, 

uziemienie 

ochronne, 

sieć 

ochronna,  wyłączniki  przeciwporażeniowe, 
izolacja  ochronna,  ochronne  obniżenie 
napięcia  roboczego,  separacja,  izolowanie 
stanowiska. 

Urządzenia elektryczne 

http://www.energetyka.gda.pl/index.php/galeria/?typ=1

Elektrownia Wodna Podgaje

2 x 1 960 kVA