水輪發(fā)電機(jī)培訓(xùn)教材

1、第一節(jié) 水電站及其分類(lèi)一、 水電站：水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。又稱(chēng)水電廠(chǎng)。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的水電站建筑物和為防洪、灌溉、航運(yùn)、過(guò)木、過(guò)魚(yú)等綜合利用目的服務(wù)的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱(chēng)為水電站樞紐或水利樞紐。主要建筑物及設(shè)備有水工建筑、過(guò)流系統(tǒng)、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠(chǎng)房、機(jī)電設(shè)備、金結(jié)設(shè)備。水電站原理見(jiàn)圖1圖1 水電站原理圖圖2 三峽水電站二、 水電站作用1）發(fā)電；下游大壩 2）防洪；3）通航。（見(jiàn)圖2）啟閉機(jī)三、 水電站分類(lèi)及命名：1. 水電站分類(lèi) 壩后式：蓄能 (如三峽電站) 水電站 廠(chǎng)房布置 壩式 河床式 ：涇流 （廠(chǎng)房代替一部分壩體，如葛洲壩電廠(chǎng)） 引水方式

2、引水式： 地下廠(chǎng)房 混合式： 無(wú)調(diào)節(jié)水電站 運(yùn)行方式 有調(diào)節(jié)水電站 抽水蓄能電站 常規(guī)電站 利用水力能量 潮汐電站 抽水蓄能電站 2. 水電站命名水電站（水電站樞紐）常以其形成的水庫(kù)或主體工程（壩）、水利樞紐或水電站所在地的名稱(chēng)來(lái)命名，命名要滿(mǎn)足以下要求：1） 唯一性；2） 普識(shí)性和獨(dú)特性。四、 抽水蓄能電站簡(jiǎn)介1. 抽水蓄能電站（圖3）利用電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時(shí)的電力，水輪發(fā)電機(jī)組采取水泵工況運(yùn)行方式將下水庫(kù)的水抽到上水庫(kù)蓄能，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)組采取發(fā)電工況運(yùn)行方式將水放回到下水庫(kù)的水電站為抽水蓄能電站。抽水蓄能電站機(jī)組設(shè)備主要采用可逆式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，又稱(chēng)水泵水輪發(fā)電電動(dòng)機(jī)。它既可作

3、水輪機(jī)運(yùn)行，又可作水泵運(yùn)行。圖3 抽水蓄能電站原理圖2. 抽水蓄能電站組成抽水蓄能電站主要建筑物有上、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、防洪建筑物、地下廠(chǎng)房洞室群、開(kāi)關(guān)站、機(jī)電設(shè)備、金結(jié)設(shè)備等。3. 抽水蓄能電站作用1）日調(diào)峰填谷作用，就是在用電低谷時(shí)用電網(wǎng)的電抽水，用電高峰時(shí)用水發(fā)電供應(yīng)電網(wǎng)；2）調(diào)頻、調(diào)相作用；3）緊急事故備用、黑啟動(dòng)和提供系統(tǒng)的備用容量；4）提高系統(tǒng)中火電站、風(fēng)電等可再生能源和核電站的運(yùn)行效率。4. 抽水蓄儲(chǔ)能電站分類(lèi)四機(jī)分置式(裝有水泵和電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)) 多級(jí) 三機(jī)串聯(lián)式(動(dòng)發(fā)電機(jī)，與水輪機(jī)、水泵連在一個(gè)直軸上) 抽水蓄儲(chǔ)能電站 單級(jí) (可逆式，一臺(tái)水泵水輪機(jī)和一臺(tái)電動(dòng)發(fā)電機(jī)聯(lián)

4、結(jié)) 5. 抽水蓄能電站與常規(guī)電站區(qū)別（見(jiàn)下表）名稱(chēng)常規(guī)電站抽水蓄能電站工況發(fā)電發(fā)電抽水事故備用調(diào)節(jié)能力調(diào)峰調(diào)峰、填谷調(diào)頻調(diào)相旋轉(zhuǎn)方向順時(shí)針雙向、啟停頻繁樞紐系統(tǒng)河流引水系統(tǒng)長(zhǎng)上、下庫(kù)（無(wú)涇流）機(jī)組設(shè)備單級(jí)單級(jí)多機(jī)廠(chǎng)房布置混合型地下廠(chǎng)房Hs合適很大第二節(jié) 水輪發(fā)電機(jī)組及其分類(lèi)一、 水輪發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介1. 水輪發(fā)電機(jī)組上機(jī)架設(shè)置在水電站中由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組合而成的發(fā)電動(dòng)力裝置，即由水輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)把水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再由發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的動(dòng)力設(shè)備。水輪發(fā)電機(jī)組由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，常用的水輪機(jī)有沖擊式、反擊式、貫流式和可逆式；常用的發(fā)電機(jī)則均采用同步發(fā)電機(jī)；水輪發(fā)電機(jī)組見(jiàn)圖4。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)

5、洞水車(chē)室水輪機(jī)錐管進(jìn)人孔通道錐管尾水管圖4 水輪發(fā)電機(jī)組2. 水輪發(fā)電機(jī)組基本參數(shù)基本參數(shù)：額定容量、額定電壓、額定功率因數(shù)、電抗與短路比、飛逸速度、飛輪力矩等。3. 水輪發(fā)電機(jī)組輔助設(shè)備:1）冷卻裝置：水輪發(fā)電機(jī)的冷卻主要采用空氣冷卻，以通風(fēng)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子以及鐵心表面進(jìn)行冷卻。但隨著單機(jī)容量的增長(zhǎng),水輪發(fā)電機(jī)采用了定、轉(zhuǎn)子繞組直接水冷的方式；或者定子繞組用水冷，而轉(zhuǎn)子用強(qiáng)風(fēng)冷卻。2）制動(dòng)裝置：水輪發(fā)電機(jī)均設(shè)有制動(dòng)裝置。其裝置多采用壓縮空氣制動(dòng)和電氣制動(dòng)。3）調(diào)速裝置：主要括調(diào)速器和油壓裝置。調(diào)速器的作用是調(diào)節(jié)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速，以保證輸出電能的頻率符合供電要求，并實(shí)現(xiàn)機(jī)組操作(開(kāi)機(jī)、停機(jī)、變速、增、減負(fù)荷)、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。二、 呼蓄水泵水輪發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介 呼蓄電站水泵水輪發(fā)電電動(dòng)機(jī)為懸式可逆風(fēng)冷水輪發(fā)電機(jī)組。其主要由機(jī)架、定轉(zhuǎn)子、空冷器、主軸、球閥、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、水泵水輪機(jī)固定部分、轉(zhuǎn)輪、尾水管等級(jí)成，其結(jié)構(gòu)風(fēng)圖5。圖 呼蓄電站發(fā)電機(jī)組三、 水輪發(fā)電機(jī)組組成及分類(lèi) 水輪發(fā)電機(jī)的分類(lèi)是按水輪機(jī)的形式和發(fā)電機(jī)冷卻方式來(lái)分類(lèi)的，具體方法如下水輪水輪發(fā)電機(jī)組分類(lèi)形式 懸式 （推力在轉(zhuǎn)子上方） 推力軸承立式 半傘式 ：無(wú)上導(dǎo)全傘 傘式 發(fā)電機(jī) 導(dǎo)軸承 傘式：有上導(dǎo)半傘軸線(xiàn) 臥式 混合方式 空冷 冷卻方式 水冷 蒸發(fā)冷