水輪發電機簡介

　　水輪發電機是指以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發電機。水流經過水輪機時，將水能轉換成機械能，水輪機的轉軸又帶動發電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出。是水電站生產電能的主要動力設備。

　　水輪發電機由水輪機驅動。它的轉子短粗，機組的起動、并網所需時間較短，運行調度靈活，除一般發電外，特別宜于作為調峰機組和事故備用機組。水輪發電機組的最大容量已達80萬千瓦。

水輪發電機百科

　　水輪發電機是指以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發電機。水流經過水輪機時，將水能轉換成機械能，水輪機的轉軸又帶動發電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出。是水電站生產電能的主要動力設備。

　　水輪發電機由水輪機驅動。它的轉子短粗，機組的起動、并網所需時間較短，運行調度靈活，除一般發電外，特別宜于作為調峰機組和事故備用機組。水輪發電機組的最大容量已達80萬千瓦。

　　柴油發電機由內燃機驅動。它起動迅速，操作方便，但發電成本高，主要用作應急備用電源，或在大電網沒有達到的地區和流動電站使用。容量多在幾千瓦至幾千千瓦之間。柴油機軸上輸出的轉矩呈周期性脈動，須防止共振和斷軸事故。水輪發電機的轉速將決定發出的交流電的頻率，為保證這個頻率的穩定，就必須穩定轉子的轉速。為了穩定轉速，可采用閉環控制的方式對原動機（水輪機）轉速進行控制，即將發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，就可以讓發電機的轉速穩定了。

　　分類

　　水輪發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。懸式水輪發電機的穩定性比傘式好，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。臥式水輪發電機一般用于轉速大于375r/min的情況，以及一些小容量電站。 水輪發電機對于水輪發電機的容量和轉速等級劃分，世界各國尚無統一的標準。根據我國的情況，大致上可以按下表劃分其容量和轉速等級：分類 額定功率Pn（kW） 額定轉速Nn（r/min）低速 中速 高速微型水輪發電機 《100 750-1500小型水輪發電機 100-500 《375 375-600 750-1500中型水輪發電機 500-10000 《375 375-600 750-1500大型水輪發電機 》10000 《100 100-375 》375

　　結構

　　水輪發電機由轉子、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構。水輪發電機冷卻方式一般采用密閉循環空氣冷卻。特大容量機組傾向于以水作為冷卻介質，直接冷卻定子。如同時冷卻定子和轉子則為雙水內冷水輪發電機組。

　　安裝結構形式

　　水輪發電機的安裝結構形式通常由水輪機的型式確定。主要有以下幾種型式：1）臥式結構臥式結構的水輪發電機通常有沖擊式水輪機驅動。臥式水輪機組通常采用兩個或三個軸承。兩個軸承的結構其軸向長度短，結構緊湊，安裝調整方便。但當其軸系臨界轉速不能滿足要求或軸承負荷較大時，這需要采用三軸承結構。國產臥室水輪機發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，國外生產的臥式水輪發電機組，容量在60--70MW的并不罕見，而用抽水蓄能電站的臥式水輪發電機組，單機容量可達300MW。2）立式結構國產水輪發電機組廣泛采用立式結構。立式水輪發電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅動。立式結構又可分為懸式和傘式。發電機推力軸承位于轉子上部的統稱為懸式，位于轉子下部的統稱為傘式。3）貫流式結構貫流式水輪發電機組由貫流式水輪機驅動。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調轉輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉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。貫流式水輪發電機具有結構緊湊，重量輕的優點，廣泛用于低水頭的電站中。［2］

　　參數

　　①額定功率：用以表示水輪發電機的容量，以千瓦計。額定功率除以效率不應大于水輪機的最大軸出力。②額定電壓：水輪發電機的額定電壓需經技術經濟比較會同制造廠決定，當前水輪發電機的電壓從6.3kV到 18.0kV。容量越大則額定電壓越高。③額定功率因數：發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，功率因數增大則電機的造價可略降低。

　　特點

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

　　小型水力發電機怎么安裝

　　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，經引水管進入機房內的水輪發電機組，水流推動水輪機轉輪旋轉從而帶動發電機發電。建微水電站首先需要確定水源的水頭和水量，根據測定的水頭水量計算出發電量。

　　斜擊式水輪發電機由水輪機和發電機同軸組成。水輪機主要由轉輪、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，經引水管至水輪機的噴射口，形成高速射流沖擊轉輪旋轉，主軸帶動發電 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修建儲水池，用于儲水 和沉淀泥沙雜質。引水管口處應設置攔污柵，阻止雜質進入管內。攔污柵設置 不宜過密，以防影響水管進水，從而影響發電。蓄水池底部設置排污管，定期 清理淤積泥沙、石子等雜物。

　　2根據電機功率的大小、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 力管選擇應盡量大一些，以減小水流在管道內部的流速，從而減小壓力損失， 增加發電量。

　　3為避免發電機組被雨淋、暴曬、雷擊。應修建機房，防塵、防潮。將水 輪發電機組放在平面上，安裝好地腳螺絲，保證機組安裝平衡穩固。

　　4裝機后壓力管不能漏水、漏氣，水滴不能滴到發電機上。

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

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

　　7機組安裝后經試機，在電機旁和到達用戶處測量電壓，調試合適和運轉 正常后才能使用，避免損壞用電設備。

　　8嚴禁短路。短路將引起燒機。建議在發電機端設置相應大小的短路保護裝置。

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

　　END

　　注意事項

　　啟動前軸承箱加機油，油量至油鏡中間位置。

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

　　水輪機、發電機螺栓要緊固。

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