水輪發(fā)電機簡介

　　水輪發(fā)電機是指以水輪機為原動機將水能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機。水流經(jīng)過水輪機時，將水能轉(zhuǎn)換成機械能，水輪機的轉(zhuǎn)軸又帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，將機械能轉(zhuǎn)換成電能而輸出。是水電站生產(chǎn)電能的主要動力設(shè)備。

　　水輪發(fā)電機由水輪機驅(qū)動。它的轉(zhuǎn)子短粗，機組的起動、并網(wǎng)所需時間較短，運行調(diào)度靈活，除一般發(fā)電外，特別宜于作為調(diào)峰機組和事故備用機組。水輪發(fā)電機組的最大容量已達80萬千瓦。

水輪發(fā)電機百科

　　水輪發(fā)電機是指以水輪機為原動機將水能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機。水流經(jīng)過水輪機時，將水能轉(zhuǎn)換成機械能，水輪機的轉(zhuǎn)軸又帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，將機械能轉(zhuǎn)換成電能而輸出。是水電站生產(chǎn)電能的主要動力設(shè)備。

　　水輪發(fā)電機由水輪機驅(qū)動。它的轉(zhuǎn)子短粗，機組的起動、并網(wǎng)所需時間較短，運行調(diào)度靈活，除一般發(fā)電外，特別宜于作為調(diào)峰機組和事故備用機組。水輪發(fā)電機組的最大容量已達80萬千瓦。

　　柴油發(fā)電機由內(nèi)燃機驅(qū)動。它起動迅速，操作方便，但發(fā)電成本高，主要用作應(yīng)急備用電源，或在大電網(wǎng)沒有達到的地區(qū)和流動電站使用。容量多在幾千瓦至幾千千瓦之間。柴油機軸上輸出的轉(zhuǎn)矩呈周期性脈動，須防止共振和斷軸事故。水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速將決定發(fā)出的交流電的頻率，為保證這個頻率的穩(wěn)定，就必須穩(wěn)定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。為了穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，可采用閉環(huán)控制的方式對原動機（水輪機）轉(zhuǎn)速進行控制，即將發(fā)出的交流電的頻率信號采樣，并將其反饋到控制水輪機導葉開合角度的控制系統(tǒng)中，去控制水輪機的輸出功率，通過反饋控制原理，就可以讓發(fā)電機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定了。

　　分類

　　水輪發(fā)電機按軸線位置可分為立式與臥式兩類。大中型機組一般采用立式布置，臥式布置通常用于小型機組和貫流式機組。立式水輪發(fā)電機按導軸承支持方式又分為懸式和傘式兩種。傘式水輪發(fā)電機按導軸承位于上下機架的不同位置又分為普通傘式、半傘式和全傘式。懸式水輪發(fā)電機的穩(wěn)定性比傘式好，推力軸承小，損耗小，安裝維護方便，但鋼材耗量多。傘式機組總高度低，可降低水電站廠房高度。臥式水輪發(fā)電機一般用于轉(zhuǎn)速大于375r/min的情況，以及一些小容量電站。 水輪發(fā)電機對于水輪發(fā)電機的容量和轉(zhuǎn)速等級劃分，世界各國尚無統(tǒng)一的標準。根據(jù)我國的情況，大致上可以按下表劃分其容量和轉(zhuǎn)速等級：分類 額定功率Pn（kW） 額定轉(zhuǎn)速Nn（r/min）低速 中速 高速微型水輪發(fā)電機 《100 750-1500小型水輪發(fā)電機 100-500 《375 375-600 750-1500中型水輪發(fā)電機 500-10000 《375 375-600 750-1500大型水輪發(fā)電機 》10000 《100 100-375 》375

　　結(jié)構(gòu)

　　水輪發(fā)電機由轉(zhuǎn)子、定子、機架、推力軸承、導軸承、冷卻器、制動器等主要部件組成（見圖）。定子主要由機座、鐵芯和繞組等部件組成。定子鐵芯用冷軋硅鋼片疊成，按制造和運輸條件可做成整體和分瓣結(jié)構(gòu)。水輪發(fā)電機冷卻方式一般采用密閉循環(huán)空氣冷卻。特大容量機組傾向于以水作為冷卻介質(zhì)，直接冷卻定子。如同時冷卻定子和轉(zhuǎn)子則為雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電機組。

　　安裝結(jié)構(gòu)形式

　　水輪發(fā)電機的安裝結(jié)構(gòu)形式通常由水輪機的型式確定。主要有以下幾種型式：1）臥式結(jié)構(gòu)臥式結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機通常有沖擊式水輪機驅(qū)動。臥式水輪機組通常采用兩個或三個軸承。兩個軸承的結(jié)構(gòu)其軸向長度短，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)整方便。但當其軸系臨界轉(zhuǎn)速不能滿足要求或軸承負荷較大時，這需要采用三軸承結(jié)構(gòu)。國產(chǎn)臥室水輪機發(fā)電機組大部分屬于中小型機組。而容量為12.5MW的大型臥式機組也有生產(chǎn)，國外生產(chǎn)的臥式水輪發(fā)電機組，容量在60--70MW的并不罕見，而用抽水蓄能電站的臥式水輪發(fā)電機組，單機容量可達300MW。2）立式結(jié)構(gòu)國產(chǎn)水輪發(fā)電機組廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅(qū)動。立式結(jié)構(gòu)又可分為懸式和傘式。發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸式，位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。3）貫流式結(jié)構(gòu)貫流式水輪發(fā)電機組由貫流式水輪機驅(qū)動。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調(diào)轉(zhuǎn)輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉(zhuǎn)輪軸線采取水平或傾斜布置，并與水輪機進水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發(fā)電機具有結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕的優(yōu)點，廣泛用于低水頭的電站中。［2］

　　參數(shù)

　　①額定功率：用以表示水輪發(fā)電機的容量，以千瓦計。額定功率除以效率不應(yīng)大于水輪機的最大軸出力。②額定電壓：水輪發(fā)電機的額定電壓需經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較會同制造廠決定，當前水輪發(fā)電機的電壓從6.3kV到 18.0kV。容量越大則額定電壓越高。③額定功率因數(shù)：發(fā)電機的額定有功功率與額定視在功率之比，用cosφn表示，遠離負荷中心的水電站常采用較高的功率因數(shù)，功率因數(shù)增大則電機的造價可略降低。

　　特點

　　①蓄能電站在電網(wǎng)中主要起調(diào)峰填谷作用，機組起動停止很頻繁。發(fā)電電動機的結(jié)構(gòu)必須充分考慮其反復出現(xiàn)的離心力，對結(jié)構(gòu)材料造成疲勞和定子、轉(zhuǎn)子繞組上的熱變化和熱膨脹，定子常采用熱彈性絕緣；②可逆式發(fā)電電動機用常規(guī)水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子上的風扇不能滿足散熱降溫的要求，對大容量高轉(zhuǎn)速的機組一般采用外設(shè)風扇;③推力軸承和導軸承在正反旋轉(zhuǎn)時，油膜都不能破壞；④結(jié)構(gòu)與起動方式有密切關(guān)系，用起動電動機則在同軸上裝有專用電動機，如需改變發(fā)電電動機轉(zhuǎn)速時，除改變電源相位外，還需將定子繞組改接和將轉(zhuǎn)子換極。

　　小型水力發(fā)電機怎么安裝

　　建微水電站是在有一定水流落差的地方，通過收集小溪流水，經(jīng)引水管進入機房內(nèi)的水輪發(fā)電機組，水流推動水輪機轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)從而帶動發(fā)電機發(fā)電。建微水電站首先需要確定水源的水頭和水量，根據(jù)測定的水頭水量計算出發(fā)電量。

　　斜擊式水輪發(fā)電機由水輪機和發(fā)電機同軸組成。水輪機主要由轉(zhuǎn)輪、主軸、 機座、導水管、針閥、軸承、水封、蓋板等組成。工作時，水流在工作水頭的作 用下，經(jīng)引水管至水輪機的噴射口，形成高速射流沖擊轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，主軸帶動發(fā)電 機工作。

　　方法/步驟

　　1 從水流上游開渠引水，在引水管與水渠連接處應(yīng)修建儲水池，用于儲水 和沉淀泥沙雜質(zhì)。引水管口處應(yīng)設(shè)置攔污柵，阻止雜質(zhì)進入管內(nèi)。攔污柵設(shè)置 不宜過密，以防影響水管進水，從而影響發(fā)電。蓄水池底部設(shè)置排污管，定期 清理淤積泥沙、石子等雜物。

　　2根據(jù)電機功率的大小、水頭高度、流量和壓力，選擇大小合適的引水管， 計算好壓力管的長度。水流流過水管時的水力損失與流速平方成正比，因此壓 力管選擇應(yīng)盡量大一些，以減小水流在管道內(nèi)部的流速，從而減小壓力損失， 增加發(fā)電量。

　　3為避免發(fā)電機組被雨淋、暴曬、雷擊。應(yīng)修建機房，防塵、防潮。將水 輪發(fā)電機組放在平面上，安裝好地腳螺絲，保證機組安裝平衡穩(wěn)固。

　　4裝機后壓力管不能漏水、漏氣，水滴不能滴到發(fā)電機上。

　　5輸電線路根據(jù)機組的功率選用質(zhì)量可靠的銅、鋁芯線，禁止使用鐵絲做 為導電線。如果拉線距離超過 300 米，根據(jù)機組的功率適當加大導電線，否則 將要響發(fā)電功率！電桿選用和線路架設(shè)要符合安全標準。室內(nèi)線路更要注意安 全，并配備閘刀開關(guān)使用。勵磁發(fā)電機接線方式如下圖所示。

　　6開機前應(yīng)對中，確保發(fā)電機與水輪機兩軸的中心線在一直線上，發(fā)電機 和水輪機的聯(lián)軸器之間要有 2‐3mm 間隙。水輪發(fā)電機組在不對中的工況下運 行，會對水輪機和發(fā)電機造成損傷，因此嚴禁發(fā)電機組在不對中的工況下運行。

　　7機組安裝后經(jīng)試機，在電機旁和到達用戶處測量電壓，調(diào)試合適和運轉(zhuǎn) 正常后才能使用，避免損壞用電設(shè)備。

　　8嚴禁短路。短路將引起燒機。建議在發(fā)電機端設(shè)置相應(yīng)大小的短路保護裝置。

　　9為了保證人身安全，發(fā)電機殼必須另外安裝接地線。機房外設(shè)有危險警 示標志，防止人、動物進入機房發(fā)生觸電危險。

　　END

　　注意事項

　　啟動前軸承箱加機油，油量至油鏡中間位置。

　　檢查發(fā)電機、水輪機聯(lián)軸器同心度，偏差不得超過 0.1mm，兩個聯(lián)軸器之間 要有 2‐3mm 間隙。水輪發(fā)電機組在不對中的工況下運行，會對水輪機和發(fā)電 機造成損傷，因此嚴禁發(fā)電機組在不對中的工況下運行。

　　水輪機、發(fā)電機螺栓要緊固。

　　注意水輪機溫升不應(yīng)超過環(huán)境溫度 35℃，最高不超過 75℃啟動后調(diào)整填料壓 蓋松緊，泄漏量以每分鐘 50‐60 滴為宜。