水轮发电机培训教材

第一章水电站概述

第一节水电站及其分类

一、水电站：

水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的水电站建筑物和为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称为水电站枢纽或水利枢纽。主要建筑物及设备有水工建筑、

过流系统、引水系统、发电厂房、机电设备、金结设备。水电站原理见图1

图1 水电站原理图

图2 三峡水电站二、水电站作用

1）发电；

2）防洪；

3）通航。（见图2）

三、水电站分类及命名：

1.水电站分类

2.水电站命名

水电站（水电站枢纽）常以其形成的水库或主体工程（坝）、水利枢纽或水电站所在地的名称来命名，命名要满足以下要求：

1）唯一性；

2）普识性和独特性。

四、抽水蓄能电站简介

1. 抽水蓄能电站（图3）

利用电网中负荷低谷时的电力，水轮发电机组采取水泵工况运行式将下水库的水抽到

上水库蓄能，在电网高峰负荷时，水轮发电机组采取发电工况运行式将水放回到下水库的

水电站为抽水蓄能电站。

抽水蓄能电站机组设备主要采用可逆式水轮机发电机组，又称水泵水轮发电电动机。

它既可作水轮机运行，又可作水泵运行。

图3 抽水蓄能电站原理图

2. 抽水蓄能电站组成

抽水蓄能电站主要建筑物有上、下水库、输水系统、、防洪建筑物、地下厂房洞室群、

开关站、机电设备、金结设备等。

3. 抽水蓄能电站作用

1）日调峰填谷作用，就是在用电低谷时用电网的电抽水，用电高峰时用水发电供应电

网；

2）调频、调相作用；

3）紧急事故备用、黑启动和提供系统的备用容量；

4）提高系统中火电站、风电等可再生能源和核电站的运行效率。

4. 抽水蓄储能电站分类

四机分置式(装有水泵和电动机、水轮机和发电机)

多级

三机串联式(动发电机，与水轮机、水泵连在一个直轴上)

第二节 水轮发电机组及其分类

一、 水轮发电机组简介

1. 水轮发电机组

设置在水电站中由水轮机和发电机组合而成的发电动力装置，即由水轮机作为原动机把水能转换成机械能，再由发电机将机械能转换成电能的动力设备。水轮发电机组由水轮机和发电机组成，常用的水轮机有冲击式、反击式、贯流式和可逆式；常用的发电机则均采用同步发电机；水轮发电机组见图4。

上机架

尾水管

水车室

锥 管

锥管进人孔通道

风 洞

发 电 机

水 轮 机

转子

图4 水轮发电机组

2.水轮发电机组基本参数

基本参数：额定容量、额定电压、额定功率因数、电抗与短路比、飞逸速度、飞轮力矩等。

3.水轮发电机组辅助设备:

1）冷却装置：

水轮发电机的冷却主要采用空气冷却，以通风系统向发电机定、转子以及铁心表面进行冷却。但随着单机容量的增长,水轮发电机采用了定、转子绕组直接水冷的式；或者定子绕组用水冷，而转子用强风冷却。

2）制动装置：

水轮发电机均设有制动装置。其装置多采用压缩空气制动和电气制动。

3）调速装置：

主要括调速器和油压装置。调速器的作用是调节水轮机转速，以保证输出电能的频率符合供电要求，并实现机组操作(开机、停机、变速、增、减负荷)、安全经济运行。

二、呼蓄水泵水轮发电机组简介

呼蓄电站水泵水轮发电电动机为悬式可逆风冷水轮发电机组。其主要由机架、定转子、空冷器、主轴、球阀、导水机构、水泵水轮机固定部分、转轮、尾水管等级成，其结构风图5。

图５呼蓄电站发电机组三、水轮发电机组组成及分类