(二)水轮发电机组及附属设备(冷却、励磁等)选型设计及参数计算

水轮发电机组及附属设备（冷却、励磁等）选型设计
及参数计算
2.1水轮发电机的工作参数及类型的确定2.1.1发电机工作参数1）额定有功功率：P N =80MW
2）额定电压：查《水电站机电设计手册•电气一次》P 156表4-5知U N =13.8KV
3）额定功率因数：查《水电站机电设计手册•电气一次》
P 157表4-6知Cos N ϕ=0.854）额定视在功率：S N =P N /Cos N ϕ=94.12MV A 5）额定频率:50N f HZ
=6）发电机磁极对数：查《水轮机》表8－5知P ＝22对7）额定转速:136.4/min
e r n n r ==8）飞逸系数：291/min R
f e n k n r ==，则/ 2.13f R e k n n ==2.1.2发电机类型的确定
A.发电机定子铁芯的内径Di 及长度Lt 的计算
1）极距τ和飞逸线速度V f
确定:
1068()
k cm τ===式(2.1）
上式中：k1―系数取k1=10
2.1368144.8(/)
f f v k m s τ==⨯=式(2.2）2）定子铁芯内径:2/22268/952.49.5i D p cm m τππ==⨯⨯==式(2.3）
3)电机常数C1或电机利用系数C 及定子铁芯长度Lt 的确定:
查《水电站机电设计手册•电气一次》P 179表4-10，C=6.0⨯10-6；C 1=16.5⨯104则：
26294120
126.8() 1.276.010952.4136.4
N
S L cm m
t CD n e i -=
=
==⨯⨯⨯式(2.4）
B.
发电机类型
由发电机型式的选择条件：9.5
0.0550.05136.4 1.27
i e t D n L ==>⨯式
(2.5）
因此电站采用伞式机组。

2.2水轮发电机冷却方式及励磁方式的确定2.2.1水轮发电机的冷却方式
考虑空冷方式是目前国内大中型机组普遍采用的冷却方式，且空冷发电机结构简单经济、维护方便，适用于各级容量机组，因此本点站决定采用空冷式水轮发电机。

2.2.2发电机励磁方式
考虑目前可控硅励磁系统技术的优越性及可靠性，且造价便宜，对厂房高度要求低，故本电站采用静止可控硅自并励的励磁方式。

2.3水轮发电机主要外形尺寸的计算
A.平面尺寸计算
1）定子铁芯外径：当min 7.166r n e <时
D 1.2952.4 1.268103410.34a i D cm m
τ=+=+⨯==式
(2.6）
2）定子机座外径：当136.4214min e n r ≤<时
1 1.18 1.1810.3412.2a D D m
==⨯=式
(2.7）
3）风罩内径：当20000N S KA V >⋅时
21 2.412.2 2.414.6D D m
=+=+=式
(2.8）
4）转子外径：D 3=D i –2δ，δ―单边空气间隙，初步估算时可忽略不计，则：
D 3≈D i =952.4cm=9.5m
式(2.9)5）下机架最大跨度:当N 10000S 100000KVA ≤<时
D 4=D 5+0.6m =5.8+0.6=6.4m
式(2.10)
上式中：D 5――水轮机机坑直径，查《水电站机电设计手册——水力机械》表3－6
取D 5=5.8m
B.轴向尺寸计算
式(2.11)
1）定子机座高度：h 1=L t +2τ+200mm ＝1268+2×680+200＝2828mm
2）上机架高度：伞式非承载机架
h 2=0.10D i =0.10×9524=952.4mm 式(2.12)3）推力轴承高度：h 3=1.8m 式(2.13)4）下机架高度：h 4=0.20D i =0.20×9524＝1904.8mm
式(2.14)
5）定子支座支承面至下机架支承面之间距离：
h5=0.25D i=0.25×9524＝2381mm式(2.15) 6）下机架支承面至主轴法兰面之间的距离：h6=700~1500mm取
h6=1000mm式(2.16) 7）转子磁轭轴向高度：
由于发电机采用空冷方式有冷却风扇，则：
h7=L t+(700~1000)mm=1268+800=2068mm式(2.17) 8）发电机主轴高度：h8=(0.7～0.9)H，取h8=0.9H
上式中：H――发电机高度，H＝h1+h2+h5+h6
＝2828+952.4+2381+1000
＝7161.4mm式(2.18)则：h8=0.9H＝0.9×7161.4＝6445.3mm=6.45m式(2.19) 9）定子铁芯水平中心线至主轴法兰底面距离：
h9=0.46h1+h5+h6=0.46×2828+2381+1000=4682mm式(2.20) 2.4发电机型号选择及平面图
表2－1发电机参数表
型式冷却方式容量磁极对数铁芯外径
伞式空泠80MW441034
综上述选发电机型号：SF80－44/1034
图2－1发电机外形图。