水电站及灯泡贯流机组介绍(课件)

编辑：上犹江电厂 陈卫民
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3、定子 两种结构： 定子机座式：定子铁心叠压成 形后，用螺栓固定、固定部分 定在机座上，优点：强度高， 变形小。 定子贴壁式：省去了定子机座， 直接用灯泡体外壳作为发电机 定子机座，优点：散热好，减 少灯泡体直径，效率高。 主要由机座、铁心和线圈等部 件组成
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4、导水机构 作用： ①调节进入水轮机转轮的流量； ②形成推动水轮机转轮旋转所需的 环量； ③实现开停机； ④调节水轮机的出力； 组成：导叶、导叶套筒、导叶传动 机构（导叶拐臂、连杆）、控制环、 导叶接力器、内外配水环。 导叶：导叶体、导叶轴，形状为上 大下小的扇形，为便于安装，导叶 下轴与导叶体分开。 导叶关闭时要求密封，提供静水下 闸和提起检修门的条件。
立式水轮发电机组介绍
水轮机和发电机连轴组成发电机组
发电机
水轮机
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立式水轮发电机组介绍
发电机
转子 定子
水轮机
蜗壳:引水 导叶:调节流量 转轮:能量转换 尾水管:泄水
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水轮发电机组介绍

水轮发电机组组成： 水轮机——动力设备。发电流量从引水钢管与主阀引入水轮机，能量 转换后的尾水经尾水管或尾水槽泄往下游。 发电机——发电设备。发电机的核心是定子与转子，定子支架上有主 引出线，发出的电流通过主引出线进入母线。 连接传递扭矩——连接水轮机与发电机 轴 承——配置推力轴承承受机组轴向力，配置导轴承受机组径向力， 防止机组运行中的摆动。 励磁系统——给发电机转子提供励磁电流 调速器 ——水轮发电机组的机械控制设备。电力用户负荷变化时，通 过调速器自动改变水轮机引用流量，从而改变机组出力，使用户负荷 与机组出力保持协调。
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发电机定 子机座式结构 1-进人孔 ；2-灯泡头；3受油器；4-冷却 器；5-球面支撑 ；6-定子机座； 7-发电机定子； 8-发电机转子； 9-大轴；10-组 合轴承；11-管 型座；12-制动 装置；13-风机
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发电机定 子贴壁式结构 1-进人孔 ；2-风机；3-灯 泡头；4-冷却器 ；5-辅助支撑； 6-冷却套；7-制 动装置；8-发电 机定子；9-发电 机转子；10-组合 轴承；11-大轴； 12-管型座；13空气冷却器
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6、灯泡头 包含灯泡头及冷却套 作用：与定子、内管形壳组成一个密封 空间，安装一些辅助设备。减少水流的 阻力。 冷却发电机空冷器中循环水。 7、主轴密封、检修密封 主轴密封作用：水轮机工作时阻止水流 进入水机舱 组成：盘根箱、盘根、压环、轴套等 检修密封作用：在不落尾水闸门情况下， 检修主轴密封 组成：空气围带、围带座、固定环
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2、转子 ①转子支架：固定 磁轭并传递扭矩， 结构件 ②磁轭圈：产生转 动惯量并固定磁极， 也是磁路的组成部 分 ③磁极：产生磁场 的部件 ④转子引线：将励 磁电流引入磁极线 圈 与立式机组不同， 采用法兰与大轴相 联。
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3、主轴 水轮机与发电机连接起来的部件， 传递扭矩 以管形座为主要支撑结构的灯泡 机组，采用一根主轴的结构形式。 上游侧与发电机转子相连，下游 侧与水轮机转轮体联接，两端均 为悬臂形式。 镜板（推力环）与大轴组合而成， 承受正反向推力，（不承受转动 部分重量），水推力、水锤反向 冲击力。
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2、组合轴承 发电机侧的导轴承与正反向推力轴承组 合在一起，承受发电机的重量和径向 力，同时又承受轴向正反向推力（水 流产生的轴向正推力和机组停机过程 中水锤反向冲击力-反推力） 普通筒式导轴承的组合轴承 1）发导中置组合轴承 发导轴承设计在正反推力轴承的中间， 正反推力瓦安装在发电机导轴承体上， 正反推力环是分开的，结构复杂，正 推力环检修困难（常用于轴伸式、竖 井式）。
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水轮发电机的主要作用
将水轮机旋转的机械 能最终转换成电能，其 结构与性能的好坏对电 站的安全、稳定、高效 运行起着致关重要的作 用。

水轮发电机组成 主要由定子、转子、 机架、推力轴承、导轴 承、冷却器、制动器等 部件组成。
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导水机构
灯 泡 贯十 大 流 部 机件 组 结 构



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三、辅助设备 1、通风冷却系统 2、调节设备 3、润滑油系统 4、高压油顶起系统 5、压缩空气 6、技术供水排水 7、水力监测
赣江石虎塘航电枢纽技术培训讲座 水电站及灯泡贯流机组简介
陈卫民
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●水电厂是技术密集型企业，靠人才兴企 ●掌握技术没有捷径，靠虚心勤奋 ●尽快转变角色（共勉） 赠言一（赠给远洋转行人员） 昔日九江港远洋历险滩破恶浪勇往直前 今朝石虎塘航电学电气干机械从头做起 甘当学生 赠言二（赠给学校应聘人员） 昔日寒窗学子苦读万卷空得满腹经纶 今朝航电员工实干千次方知报国有门 互相交流
定子
泡头
转子 组合轴承
转轮室 受油器
主轴卫民
1-流道盖板；2-进人筒；3外配水环；4-控制环；5-转 轮室；6-桨叶；7-基础环； 8-尾水管；9-泄水锥；10转轮；11-进人孔；12-导流 锥；13-导叶；14-内配水环 ；15-水导轴承；16-大轴护 罩；17-组合轴承；18-管型 座；19-检修千斤顶；；20主轴；21-转子；22-定子； 23-制动器；24-外管（延伸 轴）；25-集电环；26-受油 器；27-中间环；28-灯泡头 ；29-进人孔；30-导流板
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水轮发电机各部件构造、原理及作用


★1、组成： 固定部件（机座、机架、空气冷却器、定子铁芯及绕组） 转动部件（转轴、轮毂、转子支架、磁轭及磁极） 过渡部件（推力轴承、导轴承、电刷装置及空气气隙）组成。
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水轮发电机各部件构造、原理及作用

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2）发导前置组合轴 发电机导轴承设计在正反推力轴承的上 游侧，紧靠发电机转子与大轴的连接法 兰，目的减少大轴的挠度。 ①正反推力环：采用分瓣结构用螺栓和 销钉把合成一体，套装在轴上，有两个 工作面，上游是反推力镜板，下游是正 推力镜板。 ②正反向推力瓦：采用钢衬浇铸巴氏合 金结构，做成扇形，圆周布置，强迫油 循环润滑和冷却，正推力瓦设有高压油 室。 ③正反推力座：用于支撑正反推力瓦。 ④油槽：主要用于存放冷却和润滑作用 的润滑油。
河床式水电站示意图
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坝内式水电站：坝内式水电站是指将厂房布置在拦河坝体内部，采 用如此布置主要是由于河谷狭窄不足以布置坝后式厂房，而坝高足够允 许在坝内留出一定大小的空腔布置厂房。 由于坝内式水电站的 厂房布置在溢流坝内，坝 体内部的空腔削弱了坝体 强度，并使得坝体应力复 杂化。由于厂房尺寸受到 坝体尺寸的限制，因此此 类水电站的机电设备选择 在尺寸上也受到相应的限 制。另外坝内式水电站要 特别注意防渗、防潮、通 风、照明等问题。
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★ 引水式水电站: 建在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地 段，由引水渠道提供水头，一般不需要修建堤坝，或只修低堰，适 用于水头比较高的情况。
★抽水蓄能电站 抽水蓄能电站是 一种特殊形式的 水电站，具有水 轮机-发电机和电 动机-水泵两种可 逆的工作方式 。
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通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。
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坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力由坝 体承受，水库的水由压力水管引入厂房，推动水轮发电机发电。
坝后式水电站示意图
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河床式水电站:发电机厂房和挡水堤连成一体，厂房也起 挡水作用。由于厂房修建在河床中，故称河床式。
★2、作用： 定子：承重和磁拉力、形成磁路、切割磁场产生交变电流； 转子：承受力和转矩、形成磁路、产生水轮发电机主磁场； 推力轴承：承受整个机组的转动部分重量和轴向水推力； 导轴承：承受机组转动部分径向机械不平衡力和电磁不平衡力， 维持机组主轴在轴承间隙范围内稳定运行。 ★3、原理： 转子在水轮机拖动下旋转，形成旋转磁场与定子绕组相对运动， 在定子三相绕组中感应出相位不同的三相对称交流电，即将旋转 的机械能转变为电能。
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水电站设备及水轮发电机组简介
前池 大坝
厂房 引水道 压力水管 导叶 发电机 主轴 转轮 蜗壳 (蜗壳前安装主阀) 尾水管
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水电站设备及水轮发电机组简介
水电厂是将水的位能和动能转换成电能的场所，也称水电站。水电 站的类型可以分为：
★ 堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的，为提高落差就需要在河 流的上游修建拦河坝，将水积蓄、提高水头，进行发电。
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主要内容

水电站设备及水轮发电机组简介 水轮机与发电机型号 水轮机类型 水轮发电机组 灯泡贯流水轮发电机组
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水电站设备及水轮发电机组简介
水电站系统的组成



水电站主要由水工建筑物、水轮发电机组和电气设备组成。 水工建筑物: 主要用来控制和支配水流，由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、 发电厂房组成。 水轮发电机组: 用于水力发电，将水工建筑物所引入的水能直接转换成电能，由水轮 机、发电机、辅助控制设备等组成。 电气设备: 分为一次设备和二次设备，一次设备包括发电机、变压器、断路器、 隔离开关、互感器、电力电缆等，主要用来完成发电、变电、输电和 电能控制等任务。二次设备包括机组的励磁装置、同期装置、继电保 护装置、测量仪表、控制开关、控制电缆等，用来完成对水轮发电机 组等一次设备进行测量、调节控制、保护和信号作用。
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二、固定部分 1、水导轴承 承受水轮机重量及水力不平衡和水轮机重 心偏移产生的径向力 筒式水导轴承 筒式水导轴承分为上下两瓣，由轴承体、 轴瓦、瓦座、绝缘层、扇形支撑板和端盖 组成，扇形支撑板是水导轴承与内管形壳 连接件，将水导轴承承受的载荷传递至内 管形座。瓦座最下部中间有一个压力油室， 作用是扩大大轴受压面积，使大轴容易被 高压顶起。 温度计、轴承润滑，强制润滑，体外循环 冷却
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水轮发电机

按布置方式分：可分为卧式和立式两种。 卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机。

一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。


按推力轴承位置分：立式发电机又分为悬式和伞式两种。 推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，它适用于转 速在100r/min以上。 推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的称 为全伞式，有上导的称为半伞式，它适用于转速在150r/min以 下。 按冷却方式分：可分为空气冷却和水冷却两种 。
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控制环：将接力器的作用力传递给导 叶的传动机构。支承在外配水环上， 依靠钢珠球滑动。 接力器：将开关作用力传递给控制环 重锤：防止机组飞逸，右侧设有。液 压系统失去油压时，关闭导叶，机组 停机。
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5、转轮室 水轮机的工作室 分上下两瓣，上游侧与导水 机构外配水环下游侧法兰相 连，下游侧与尾水管相连， 为检修方便，设有进人孔。 伸缩节：安装在转轮室与尾 水管之间，补偿安装误差。 安装后不允许漏水。
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一、转动部分 1、转轮 水轮机核心、水流能量转化为机 械能。 ①叶片：定浆、转浆 数量3-5 片，采用不锈钢制造； ②操作机构：活塞套筒式、操作 架式、缸动式； ③转轮体：支承叶片，与主轴相 联，一般采用铸钢件； ④叶片密封装置：采用X、V、Y 橡胶，防止水进去，设有高位油 箱； ⑤泄水锥：导水、稳定流态；