水电站水轮发电机-课件

一、发电机类型及传力方式1、悬挂式发电机:推力轴承位于转子上方,设在上机架上。传力方式:转动部分重量(转轮、轴、转子)→→推力头→镜板推力轴瓦

→→上机架→定子外壳→机座→基础

定子第三节水轮发电机高压油膜浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz一、发电机类型及传力方式第三节水轮发电机高压油膜浙江水专1悬式发电机上下支撑下导与风闸下导轴承定子外壳浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz悬式发电机上支撑下导与风闸下导轴承定子外壳浙江水专国家精品课22、伞式发电机

推力轴承位于转子下方，设在下机架上传力方式：机组转动部分重量→推力头

→镜板→推力轴瓦→下机架→机座→基础

上机架：只支撑上导轴承和励磁机定子。类型：1.普通伞式：有上、下导轴承

2.半伞式:有上导轴承，无下导轴承

3.全伞式:无上导轴承，有下导轴承

高压油膜浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz2、伞式发电机推力轴承位于转子下方，设在下机架上高压油膜浙3(1)普通伞式有上、下导轴承浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(1)普通伞式有上、下导轴承浙江水专国家精品课程《水电站》4(2)半伞式有上导，无下导。发电机通常将上机架埋入发电机层地板以下。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(2)半伞式有上导，无下导。浙江水专国家精品课程《水电站》5(3)全伞式

无上导，有下导。转动部分重量→推力轴承支撑结构→顶盖→座环浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(3)全伞式无上导，有下导。浙江水专国家精品课程《6二、发电机的励磁系统作用：向发电机转子供给形成磁场的直流电源。有直流电机励磁和可控硅整流励磁两种。励磁系统：励磁机+励磁盘励磁机——直流发电机。励磁方式：直接励磁系统，用励磁机(与发电机同轴)产生磁；可控硅整流励磁，可省去励磁机，并降低厂房高度。励磁盘——控制设备和自动调整装置的配电盘。作用是：控制和调整水轮发电机的励磁电流。每台发电机一般有3~5块励磁盘。 浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz二、发电机的励磁系统作用：向发电机转子供给形成磁场的直流电源7三、发电机的支承结构(机座或机墩)

1．机座作用：将发电机支承在预定位置上，并为机组的运行、维护、安装和检修创造条件。

2．要求：具有足够的强度和刚度，具有良好的抗振性能。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz三、发电机的支承结构(机座或机墩)1．机座作用：将发电机支83．常见的机座形式(1)圆筒式机座：结构形式为厚壁钢筋混凝土圆筒，其壁厚在1m以上。优点：刚度较大，抗振、抗扭性能较好。缺点：水轮机直径较小时，水轮机的安装、维修、维护不方便浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz3．常见的机座形式(1)圆筒式机座：浙江水专国家精品课程9(2)框架式机座：由环形梁和立柱组成。优点：混凝土需要量小，水轮机顶盖处宽敞，设备的安装、布置、维修等比较方便。缺点：是抗振、抗扭性能较差，结构刚度小。一般用于中小型机组。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(2)框架式机座：由环形梁和立柱组成。浙江水专国家精品课程10(3)块体机座：适用于大型机组，下部块体结构除了留有必要的通道之外，全部为混凝土。优点：混凝土的强度和刚度大。缺点：混凝土方量大。(4)钢机座：由钢结构组成。优点：发电机与水轮机直接配套，结构紧凑，安装方便，减少了复杂的钢筋混凝土工程缺点：消耗钢材较多，我国尚未采用。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(3)块体机座：适用于大型机组，下部块体结构除了留有必要的11(5)平行墙式：适用于大型机组，由平行的钢筋混凝土墙和横梁组成。特点：水轮机顶盖处宽敞，工作方便浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(5)平行墙式：适用于大型机组，由平行的钢筋混凝土墙和横梁12四、发电机的布置型式

(1)定子外露式：定子完全露出发电机层地面。缺点：发电机层地板显得拥挤，水轮机层高度小，采用较少。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz四、发电机的布置型式(1)定子外露式：定子完全露出发电机13(2)上机架埋入式：发电机定子和上机架埋入发电机层楼板下机坑内。发电机层较宽敞，水轮机层高度大,采用较多。适用于单机容量在100MW以上的大型机组。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(2)上机架埋入式：发电机定子和上机架埋入发电机层楼板下机14(3)定子埋入式：发电机定子埋入发电机层楼板下机坑内，上机架外露。便于悬式发电机组的推力轴承检修。适用于单机容量在数10万MW的大型机组。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(3)定子埋入式：发电机定子埋入发电机层楼板下机坑内，上机15第四节水电站厂房的辅助设备一、调速系统每台机组装设一套调速系统。调速设备组成：调速器柜、作用筒(接力器)、油压装置。三部分之间用管路联系。调速器柜：单机容量不同，机型不同，调速系统也不一样，调速柜的外形尺寸变化不大，一般为方形，尺寸为800mm×800mm×1900mm。它以机械的传动杆和油管与作用筒相联。调速柜多布置在发电机的上游侧。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz第四节水电站厂房的辅助设备一、调速系统浙江水专国家精品课程16作用筒(接力器)：作用筒是个油压活塞，大中型机组都采用两个，用来推转调节环。调节环带动导叶来控制水轮机的引用流量，调节机组出力。（控制环）浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz作用筒(接力器)：作用筒是个油压活塞，大中型机组都采用两个，17油压装置：由压力油罐、储油槽和油泵组成。油罐内油压为2.5MPa，供推动活塞用。

油压靠压缩空气维持，所以油桶内上部为压缩空气。

工作后的油回到储油槽，罐内油量不足时，由油泵将油槽中的油打入罐内。

油泵一般为两台，一台工作，一台备用。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz油压装置：由压力油罐、储油槽和油泵组成。油罐内油压为2.5M18油压装置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz油压装置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc191．作用及分类

透平油——供给机组轴承的润滑油和操作用的压力油，作用：润滑、散热及传递能量；

绝缘油——供给变压器、油开关等电气设备的，作用：绝缘、散热及灭弧。

注：两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，不能相混。二、油系统浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz1．作用及分类二、油202．组成及布置(1)油库接受和贮存油地方，油库设有油罐。透平油的用油设备均在厂内，故透平油库一般布置在厂内，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油的油库。绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘油库常布置在厂外主变压器和开关站附近。注：油库要特别注意防火，大于100吨时油库应设在厂外。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz2．组成及布置(1)油库浙江水专国家精品课程《水电站》j21(2)油处理室设有油泵和滤油机，有时还有油再生装置。一般设在油库旁。透平油与绝缘油常合用油处理室。相邻水电站可合用一套油处理设备。(3)中间排油槽当油库设于场外时，在厂房下部结构中布置中间排油槽，以存放各种设备排出来的污油。(4)补给油箱设在主厂房的吊车梁下。当设备中的油有消耗时，从补给油箱自流补给新油。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(2)油处理室浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.22(5)废油槽。在每台机组的最低点设废油槽，收集漏出的废油。(6)事故油槽当变压器、油开关、油库发生燃烧事故时迅速将油排走，以免事故扩大。油可排入事故油槽中或直接排入下游河道。事故油槽应布置在便于充油设备排油的位置，并便于灭火。(7)油管油系统各部分的连接管路，常沿水轮机层的一侧布置干管。水管和油管要避免布置在电气设备上方。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz(5)废油槽。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.z23三、供水系统1．供水系统分类技术供水——冷却及润滑。发电机的空气冷却器、机组导轴承和推力轴承的油冷却器、水润滑导轴承、空气压缩机气缸冷却器、变压器的冷却设备等。耗水量最大的是发电机和变压器冷却用水，要求水质清洁、不含对管道和设备有害的化学成分。生活供水——生活用水根据工作人员的多少决定。消防供水——消防用水要求水流能喷射到建筑物的最高部位。消防用水可从上游压力管道、下游尾水渠或生活用水的水塔取水，并且应设置两个水源。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz三、供水系统1．供水系统分类浙江水专国家精品课程《水电站》j242．供水系统布置水源：压力管道、上游水库、下游水泵、地下水源。组成：水源、供水设备、水处理设备、管网和测量控制元件。布置：管路应尽可能靠近机组，以缩短管线并减少水头损失。供水泵房应布置在水轮机层或以下的洞室内。为保证水质，用水管把水引向过滤设备，经过滤后再分配用水。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz2．供水系统布置水源：压力管道、上游水库、下游水泵、地下水源253．供水方式水泵供水。当水电站的水头太低(水压力不够)或太高(需要减压设备)时。自流供水。适用于水头在12~60m之间的水电站，但当水头大于40m时需要减压设备。坝后式厂房从水库引水，引水厂房从压力水管引水。混合式供水。水电站水头变化较大时采用，高水头用自流方式，低水头时用水泵。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz3．供水方式水泵供水。当水电站的水头太低(水压力不够)或太高26四、排水系统1、类型渗漏排水系统排除厂房内的生活用水、技术用水、阀门或建筑物及其他设备的渗漏水。发电机冷却用水等均自流排往下游。不能自流排除的则集中到集水井，再用水泵排到下游。检修排水系统机组检修时排空蜗壳和尾水管。首先关闭蝴蝶阀或进水闸门，将蜗壳及尾水管中的水自流经尾水管排往下游。剩余部分利用检修排水泵排走。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz四、排水系统1、类型浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.272、排水系统布置水泵集中在水泵房内，集水井设在水泵房的下层。集水井通常布置在安装间下层、厂房一端、尾水管之间或厂房上游侧。集水井的底部高程要足够低，以便自流集水。每个集水井至少设2台水泵，一台工作，一台备用。一般要求渗漏排水和检修排水分开设置。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz2、排水系统布置水泵集中在水泵房内，集水井设在水泵房的下层。283、检修排水方式集水井：各尾水管与集水井之间用管道相连，并设阀门控制。尾水管的积水可自流排入集水井。集水廊道：在厂房的最低处沿纵轴向设置一条廊道，尾水管的积水直接排入廊道。廊道的容积较大，排除积水时间短。分段排水：每两台机组之间设置集水井和水泵，构成一个检修排水系统。适用于较小的电站。移动水泵：不设集水井，直接将移动水泵装在需要检修的机组处进行排水。适用于较小的电站。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz3、检修排水方式集水井：各尾水管与集水井之间用管道相连，并设29五、压气系统1．压气系统的分类和用途低压压缩空气系统机组制动；调相运行压水；蝶阀关闭时，将压缩空气通入阀上的空气围带，使其膨胀而减少漏水；检修时清扫设备，供风动工具使用；通向拦污栅，防冻清污。额定气压为0.5~0.8MPa。 高压压缩空气系统给油压装置的压力油箱充气，额定气压为2.5MPa；配电装置如空气断路器的灭弧和操作的用气，以及开关和少油断路器的操作用气；额定气压为2~5MPa。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz五、压气系统1．压气系统的分类和用途浙江水专国家精品课程《水302．压气系统的组成及布置组成：空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。布置：厂房内高低压系统均要设置。空气压缩机室一般布置在水轮机层，安装间的下面，其噪声很大，要远离中央控制室满足防火防爆要求。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz2．压气系统的组成及布置组成：空压机、储气罐、输气管、测量控31六、水电站厂房的起重设备浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz六、水电站厂房的起重设备浙江水专国家精品课程《水电站》jpk32为了安装和检修机组及其辅助设备，厂房内要装设专门的起重设备。最常见的起重设备是桥式起重机(桥吊)。桥吊由横跨厂房的桥吊大梁及其上部的小车组成，桥吊大梁可在吊车梁顶上沿主厂房纵向行驶，桥吊大梁上的小车可沿该大梁在厂房横向移动。起重设备的型式和吊运方式对厂房上部结构和尺寸影响较大，正确选择起重设备和吊运方式，可减小其宽度或高度。

浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz为了安装和检修机组及其辅助设备，厂房内要装设专门的起重设备。331、桥吊的起重量和台数桥吊的最大起重量取决于所吊运的最重部件。最重部件一般为发电机转子，悬式发电机的转子需带轴吊运，伞式发电机的转子可带轴吊运，也可不带轴。对于低水头电站，最重部件也可能是带轴或不带轴的水轮机转轮。少数情况下，桥吊的起重量决定于主变压器(主变需要在厂内检修时)。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz1、桥吊的起重量和台数桥吊的最大起重量取决于所吊运的最重部34桥式起重机有单小车和双小车两种。单小车设有主钩和副钩，当起重量不大时一般采用一台双钩桥吊；双小车是在桥吊大梁上设有两台可以单独或联合运行的小车，每台小车只有一个起重吊钩，起重量大于75t时，可采用双小车桥吊。与单小车相比，双小车桥吊不仅重量轻、外形尺寸小，而且用平衡梁吊运带轴转子时，大轴可以超出主钩极限位置以上，从而可降低主厂房的高度。当机组较大而且台数多于6台时，也可考虑采用两台吊车。两台桥吊可降低厂房高度，运用较灵活。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz桥式起重机有单小车和双小车两种。浙江水专国家精品课程《水电站352、桥吊跨度与工作范围桥吊跨度要与主厂房下部块体结构的尺寸相适应，使主厂房构架直接座落在下部块体结构的一期混凝土上。要满足发电机层及安装间布置要求，使主厂房内主要机电设备均在主副钩工作范围之内，以便安装和检修。尽量采用起重机制造厂家所规定的标准跨度。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz2、桥吊跨度与工作范围桥吊跨度要与主厂房下部块体结构的尺寸36浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz37第五节主厂房的布置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz第五节主厂房的布置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.38一、发电机层设备布置发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪表表盘的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。发电机层布置的主要设备：有发电机、调速柜、油压装置、机旁盘、励磁盘、蝶阀孔、楼梯、吊物孔等。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz一、发电机层设备布置发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪39发电机层平面图浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz发电机层平面图浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjw40发电机层设备布置机旁盘。与调速器布置在同一侧，靠近厂房上游或下游墙。调速柜。应与下层的接力器相协调，尽可能靠近机组，并在吊车的工作范围之内。励磁盘。常布置在发电机近旁。蝶阀孔。楼梯。每隔一段距离需要设置一个楼梯，一般两台机组设置一个。楼梯不应破坏发电机层楼板的梁格系统。吊物孔。发电机层平面设备布置应考虑在吊车主、副钩的工作范围内，以便楼面所有设备都能由厂内吊车起吊。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz发电机层设备布置机旁盘。与调速器布置在同一侧，靠近厂房上游或41二、水轮机层设备布置水轮机层是指发电机层以下，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。水轮机层布置的主要设备：接力器、水力机械辅助设备(如油、气、水管路)、电气设备(如发电机引出线、中性点引出线、接地、灭磁装置等)、厂用电的配电设备。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz二、水轮机层设备布置水轮机层是指发电机层以下，蜗壳大块混凝42水轮机层设备布置图浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz水轮机层设备布置图浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.z43调速器的接力器。位于调速器柜的下方，与水轮机顶盖连在一起，并布置在蜗壳最小断面处。电气设备的布置。发电机引出线和中性点侧都装有电流互感器，一般安装在风罩外壁或机墩外壁上。对发电机引出母线要加装保护网。油、气、水管道。一般沿墙敷设或布置在沟内。要防止油气水渗漏对电缆造成影响。水轮机层上、下游侧应设必要的过道。主要过道宽度不宜小于1.2m~1.6m。水轮机机墩壁上要设进人孔，进人孔宽度一般为1.2m~1.8m，高度不小于1.8m~2.0m。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz调速器的接力器。位于调速器柜的下方，与水轮机顶盖连在一起，并44二、蜗壳层的布置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz二、蜗壳层的布置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.z45主阀。当引水式电站采用联合供水或分组供水时，在蜗壳进口前设置一道快速闸门或蝴蝶阀，称为主阀。主阀可装设在厂内也可装设在厂外。主阀的上游侧要安装伸缩节，以方便其拆装。进人孔。在下部块体结构中要设有通向蜗壳和尾水管的进人孔，并设置通道。一般进人孔的直径为60cm，进人孔通道尺寸不小于1×1m。在蜗壳层以下的上游侧或下游侧均设有检查、排水廊道。集水井位于全厂最低处，除要求能容纳运行时的渗漏水，还要担负机组检修时的集水、排水任务。排水泵室一般布置在集水井的上层。电站排水都通向下游尾水渠。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz主阀。当引水式电站采用联合供水或分组供水时，在蜗壳进口前设置46四、安装间(安装间)的布置安装间是厂房主要部件安装和检修的场所。主要设备的安装、检修、到货后卸车都要用到桥吊。浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz四、安装间(安装间)的布置安装间是厂房主要部件安装和检修的场47安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端。对外交通通道必须直达安装间，车辆直接开入安装间以便利用主厂房内桥吊卸货。水电站对外交通运输道路可是铁路、公路或水路。对于大中型水电站，由于部件大而重，运输量又大，所以常设专用的铁路线，中小型水电站多采用公路。1．安装间的位置浙江水专国家精品课程《水电站》jpkc.zjwchc/sdz安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端。对外交通通道必须直482．安装间的高程安装间的高程主要取决于对外道路的高程及发电机层楼板的高程。安装间最好与对外道路同高，均高于下游最高水位，以保持洪水期对外交通畅通无阻。安装间最好也与发电机层同高，以充分利用场地，安装检修工