水轮发电机常识
水轮机常识
水轮机常识一、水轮机水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。
二、水轮机的主要类型1、反击式水轮机定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，水流充满转轮室。
2、反击式水轮机原理水流通过转轮叶片时，水流流速的大小、方向均发生变化，因此动量也发生了改变，水流产生反作用力，作用与每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩，从而做功。
（1）混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几十万kW 特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。
三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。
是世界上单机容量最大的机组。
混流式水轮机（2）轴流式：特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。
适用于大流量、低水头。
一般水头在50m以下。
轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。
高效率区较小，适用于水头变化不大的小型电站。
轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。
适用于大型水电站。
轴流转浆式水轮机转轮（3）斜流式：水流经过转轮时是斜向的。
转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
（4）贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。
不设蜗壳，水流直贯转轮。
水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。
H<20m，小型河床电站。
1）贯流式机组分类全贯流式：发电机转子安装在水轮机转轮外缘，其密封困难，现在较少使用。
半贯流式：a、灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结构紧凑，流道形状平直，水力效率高。
b、轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。
C、竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。
轴伸式贯流机组竖井贯流式水轮机3、冲击式水轮机定义：利用水流的动能来做功的水轮机特征：由喷管和转轮组成。
水轮发电机讲义
一、水轮发电机的发展
中国在1949年以前自制的水轮发电机单机容量不 超过200kW,1949年以后电机工业获得了蓬勃的发
展，1958年已能生产7.25万kW单机，1972年已制
造出30万kW双水内冷水轮发电机。 目前位于世界前列的大容量水轮发电机为大古力 水电站、伊泰普水电站 、三峡水电站、溪洛渡水 电站、龙滩水电站等已经超过700MW，而今年建 成的向家坝水电站已经达到800MW。同时单机 1000MW的水轮发电机组也已经开始设计。
二、水轮发电机结构
二、水轮发电机结构
转子
立轴水轮发电机转子结构
二、水轮发电机结构
磁极 –磁极是提供励磁磁场的磁感应部件，由磁极铁芯，线圈 ，上、下托板，极身绝缘，阻尼绕组及钢垫板等零部件 组成。 –磁极铁芯分实心和叠片两种结构。 –中、小容量高转速水轮发电机的转子，常采用实心磁极 结构，整体锻造或铸造而成。转速大于或等于750r／ min的小型水轮发电机，常采用磁极铁芯连同转子的磁 轭与主轴整体锻造加工。 –磁极固定方式通常采用螺钉、T尾和鸽尾结构。
水 轮 发 电 机
目录
水轮发电机的发展 水轮发电机的结构 水轮发电机的原理 水轮发电机的运行 水轮龙滩发电机的特点
一、水轮发电机的发展
世界第一座水电站于1878年建于法国。
美洲第一座水电站于1882年建在美国威斯康星州，
采用直流发电机。
1889年后,开始使用三相交流发电机。此后,单机容
交流电容电路不消耗功率，电路中仅是电源能量与电
场能量之间的往复转换。
三、水轮发电机的原理
无功的类型： 容性无功：由于电容器是储存电场能量的元件，当电
水轮发电机组培训PPT分解
4、水轮发电机组本体检修后及发电机差动、变压器差动爱护动作后，应 进行零起升压试验。
5、电机在额定运行下，定子线圈温度最高不超过110℃，定子铁芯温度 最高不超过110℃。转子线圈温度最高不超过120℃，发电机在额定负 荷下连续运行时，冷风温度最高不得超过45℃，最低以空气冷却器不 凝合水珠为准。热风温度最高不得超过65℃，最低温度不作规定，但 应监视冷热风温差。
14、运行中的各种整定值不得随意改动，若需变动须经生产厂长批准， 并上报有关负责人和作好记录。
15、机组受到冲击和振动后，应马上检查机组各部有无异样状况，必要 时测量机组各部位的振动和摆度值。
16、水位下降时，应刚好调整各部水压在正常范围内。
17、运行人员每天应对机组进行全面检查不少于两次。还要对薄弱环节 增加检查次数。
1、发电机和励磁装置应有额定铭牌。 2、为了检查制造、安装和检修的质量以及驾驭发电机的参数和特性，应按规定
进行必要的试验，以确定发电机是否可以投入运行。 3、运行中的发电机本体、励磁系统、计算机监控系统、冷却系统等应保持完好，
爱护装置及测量仪表和信号装置等应牢靠和精确。应能在规定参数下带额定 负荷，在允许运行方式下长期运行。 4、发电机主要部件结构变更，应做技术经济论证，并报乌江公司主管部门批准。 5、新安装的发电机，运行一年后应进行检查性大修。以后大修间隔应按检修规 程执行。 6、发电机应按规定进行预防性试验。在特殊状况下须要增减项目或变更标准时， 应经生产厂长确定并报乌江公司主管部门批准。 7、发电机应有必要的运行备品、专用工具和技术资料。 8、发电机应按规定装设必要的爱护和监视测量装置，对重要的测量信息和限制 元件状态设置越限报警或状态报警。 9、发电机出口断路器、隔离开关、出口PT、避雷器、限流断路器柜等从发电机 引出端直至主变压器低压侧的设备已全部完工检验及试验合格，具备带电试 验条件。 10、发电机冷却系统运行参数不得超过规定值。发电机冷却应保持通风系统的严 密性。发电机通风系统不应有短路，引出线两侧装设防护网门并加锁
(整理)水轮发电机基本知识介绍
水轮发电机基本知识介绍一. 关于发电机电磁设计水轮发电机电磁设计的任务是按给定的容量、电压、相数、频率、功率因数、转速等额定值和其他技术要求来确定发电机的有效部分尺寸、电磁负荷、绕组数据及性能参数等。
水轮发电机电气参数的选择，主要依据电力系统对电站电气参数和主接线的要求，同时根据《水轮发电机基本技术条件》、《导体和电器设备选择设计技术规定》等相关规范来选择，当然也要根据具体电站的要求。
在电磁设计过程中考核的几个主要参数：磁密，定、转子线圈温升，短路比，主要电抗，效率，飞轮力矩。
二. 电磁设计需要输入的基本技术数据（一）额定容量、有功功率、无功功率和功率因数的关系Φ--发电机输出电流在时间相位上滞后于电压的相位角额定容量S=√3U N I N =22Q P有功功率P=√3U N I N cos φ=S ·cos φ无功功率Q=√3U N I N sin φ=S ·sin φcos φ= SP （二）发电机的电磁计算需要具备以下基本的额定数据：功率/容量，功率因数，电压，转速（极数），频率，相数，飞轮力矩（转运惯量）1. 额定容量（视在功率）或者额定功率（有功功率）S=φcos P （kV A / MV A ） P=水轮机额定出力×发电机效率 （kW / MW ）发电机的容量大小更直接反映发电机的发电能力。
有功功率结合功率因数才能完整反映发电机的输出功率能力。
2. 额定功率因数cos φ发电机有功功率一定时，cos φ的减小，可以提高电力系统稳定运行的功率极限，提高发电机的稳定运行水平；同时由于增大了发电机的容量，发电机造价也增加。
相反，提高额定功率因数，可以提高发电机有效材料的利用率，并可提高发电机的效率。
近年来由于电力系统容量的增加，系统装设同步调相机和电力电容器来改善其功率因数，以及远距离超高压输电系统使线路对地电容增大，发电机采用快速励磁系统提高稳定性，使发电机额定功率因数有可能提高。
水轮发电机的工作原理
水轮发电机的工作原理
水轮发电机是一种利用水力能源转换为电能的发电设备，其工作原理是利用水
流的动能驱动水轮转动，进而带动发电机产生电能。
水轮发电机在利用水力资源方面具有很大的优势，因为水资源是一种可再生的能源，且不会产生污染。
水轮发电机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 水库或河流，水轮发电机通常建在水库或河流上。
水库可以储存大量的水，
而河流则可以提供持续的水流。
这些水源都可以作为水轮发电机的动力来源。
2. 水流入水轮，水流经过水轮发电机时，会被导流装置引导到水轮上。
水轮通
常由多个叶片组成，水流的动能会被转化为水轮的旋转动能。
3. 水轮转动，水流的动能使得水轮开始旋转。
水轮的旋转速度和力度取决于水
流的流速和水轮的设计。
4. 发电机发电，水轮的旋转驱动发电机产生电能。
发电机内部的线圈在磁场的
作用下产生电流，从而转化为电能输出。
5. 输电，通过输电线路将发电机产生的电能输送到需要的地方，供给人们的生
活和工业生产使用。
水轮发电机的工作原理简单而高效，能够充分利用水力资源，为人们提供清洁、可再生的能源。
在当今环保和可持续发展的大背景下，水轮发电机作为一种重要的清洁能源设备，将在未来得到更广泛的应用和发展。
希望在不久的将来，水轮发电机能够成为能源领域的重要组成部分，为人类的生活和社会发展做出更大的贡献。
水轮发电机531
水轮发电机1水轮发电机组的构成1.1.水轮发电机1．水轮发电机的特点水轮发电机按其主轴布置的方式不同分为立式和卧式两种。
由于水轮机的转速一般都比较低，则发动机的转速也较低；水轮发电机的磁极对数较多，相应机组尺寸较大重量亦较大。
水轮机发电机的转子都是凸极式的。
2.水轮发电机的构成立式水轮发电机主要包括定子、转子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁装置等。
卧式水轮发电机主要有定子、转子、端盖、推力轴承、导轴承和励磁装置等部分组成。
3.水轮发电机的工作原理水轮发电机是将水轮机的机械能转变成电能的机械。
当发电机转子由水轮机拖动旋转是，转子磁场切割三相定子绕组，根据电磁感应原理在定子绕组中感应电势。
当发电机出口断路器合上与负荷连通时，发电机就发出电能。
1.2水轮机水轮机是把水流的能量转变为机械能量的机械，它是水电站中发电机的原动机。
水轮机按工作原理可以分反击式、冲击式两大类多个品牌。
1.3调速器水轮机调速器的作用是：（1）根据负荷的变化调节水轮机的进水量以调节发电机的转速，即调节频率；或者调节发电机所带有功负荷的大小。
（2）完成机组的开机和停机任务。
1.4水轮发电机组的辅助设备水轮发电机组的辅助设备包括润滑系统、冷却系统和制动系统。
1.润滑系统润滑系统是保证水轮发电机组各个摩擦面之间形成有效润滑所需要的各种辅助设备的综合。
立式水轮发电机组所需要润滑的部分有机组的推力轴承，上、下导轴承，水轮机的水导轴承；卧式机组需要的润滑部分由推力轴承、导轴承。
这些润滑通常是采用油或者水润滑。
2.冷却系统冷却系统是保证水轮发电机组各轴承、各绕组及铁芯工作于允许温度的各种辅助设备的综合。
机组在运行过程中发电机的推力轴承和导轴承，发电机的定子绕组、转子绕组和定子铁芯将产生较多的热量，这些热量中的大部分使导体或者接触部件温度升高。
推力轴承和导轴承的冷却一般通过油带出轴承的热量，而冷却器放在轴承油槽内，在冷却器中通以水带走油中的热量。
水轮发电机技术
水轮机部分1．什么是水力发电?答：水力发电是利用水作为传递能量的介质来发电的。
依据一定的自然条件，或拦河筑坝，抬高上游水位；或采用引水的方式，来集中河段中的自然落差，形成发电所需要的水头。
水头表示单位重量的水体所具有的势能。
当已经形成水头的水经由压力水管流过安装在水电厂厂房内的水轮机而排至水电厂的下游时，水流带动水轮机的转轮旋转，使水能转变为水轮机的旋转机械能。
水轮机转轮带动发电机转子旋转，由于磁场切割导体，从而在发电机的定子绕组上产生感应电动势。
当发电机与外电路接通时，发电机就向外供电了。
这样，水轮机的旋转机械能又通过发电机转变为电能。
这就是水力发电的过程。
为了实现这种能量的连续转换而修建的水工建筑物和所安装的发电设备及其附属设备的总体，就是水电厂(站)。
水电厂(站)安装的设备主要有水轮机、水轮发电机、变压器、开关设备和辅助设备等，还有为保证各种设备正常运行而设置的测量、监视、控制、保护、信号等电气设备。
2．检修前应做好的准备工作有哪些?答：认真做好检修前的各项准备工作，是完成检修任务的首要条件。
(1)人员的组织。
充分做好动员工作，组织好各班组的劳动力，平衡施工进度，编制班组作业计划，组织劳动竞赛。
将工作任务分解，落实到人。
每一个工作面都应由技术比较全面、熟悉设备和系统的人担任工作负责人。
工作负责人不仅应对所担负的工作全面负责，还应是安全监护人。
全体施工人员应在了解全面工作的基础上弄清楚自己应做的工作，即熟悉图纸，熟悉设备，了解自己所检修设备的工作原理、拆装和修理的方法。
(2)工器具准备。
工器具是完成检修工作任务的物质基础。
检修前应根据检修项目，检查专用工具(包括安全用具)是否齐全完好；检查必需的工具是否足够；专用机械、起重设备和其他起重机械有无缺陷，是否可用。
如果有问题应及时处理，必要时还应对起重设备进行一些试验，以确保其完好可用。
(3)物资准备。
做好物资准备，包括材料、备品、安全用具、消防器材等。
水轮发电机常识
水轮发电机一、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。
二、水轮发电机的基本工作原理在结构上水轮发电机是一种凸极式三相同步发电机，其磁极一个个地挂在磁轭外圆上并突出在外。
由于水轮机的转速较低，要发出工频电能，相应的发电机的极数就比较多，所以做成凸极式在结构工艺上就比较简单。
发电机定子铁芯部分开有槽，槽内安放三个绕组，代表三相定子绕组；定子内部为转子，主要由磁极、励磁绕组和转轴等组成。
将直流电流引进励磁绕组后将会建立磁场（改磁场对转子来说是恒定的），当水轮机拖动发电机转子旋转时，旋转的转子磁场切割定子铁芯内的导线，在定子绕组中就会产生三相感应电势，当电枢绕组与外界三相对称负载借同时，定子绕组内将产生交流电流。
三、水轮发电机组的型式1、按布置方式分：可分为卧式和立式两种。
（1）卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机。
（2）一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。
2、按推力轴承位置分：立式发电机又分为悬式和伞式两种。
（1）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。
（2）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。
3、按冷却方式分：可分为空气冷却和水冷却两种。
四、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。
1、定子的结构：水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕组线圈等组成。
铁芯固定在机座上。
三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。
发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统称为发电机的定子，也称为电枢。
立轴水轮发电机定子结构如下图：线圈铁心机座（1）机座定子机座一般呈圆形，小容量水轮发电机多数采用铸铁整圆机座，也有采用钢板焊接的箱形结构；容量较大的水轮发电机的机座由钢板制成的壁、环、立筋及合缝板等零件焊接组装而成。
水轮发电机小知识
1、导叶分段关闭规律的作用导叶分段关闭规律的作用是：在机组发生事故或甩负荷时要求导叶迅速关闭，在导叶迅速关闭过程中，输水管道的压力和机组转速均要暂态上升，特别是轴流式机组，由于水锤的作用还会导致机组转轮上抬，严重威胁水轮发电机组的安全运行。
为此，在满足调节保证值的条件下，将接力器关闭特性设计为折线关闭特性，有效地减少关机过程中水压上升值和抬机量。
2、水轮机转轮静平衡试验的目的水轮机转轮静平衡试验的目的是为了消除由于水轮机转轮在铸造加工，尤其是经过多次补焊处理过程中出现的质量偏心。
由于质量偏心的存在使机组在运行中产生一个附加离心力，如果该力较大，很可能导致水轮机转轮的水力不平衡，主轴摆度增大，轴承偏磨以及不同形式、不同程度的机组振动等不良现象，影响机组安全稳定运行。
3、立式水轮发电机导轴承有何作用?一个性能良好的导轴承的主要标志是什么？立式水轮发电机导轴承的作用是：承受机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，使机组轴线在规定数值范围内摆动。
一个性能良好的导轴承的主要标志是：(1)能形成足够的工作油膜厚度;(2)瓦温应在允许范围之内，一般在50℃左右;(3)循环油路畅通，冷却效果好;(4)油槽油面和轴瓦间隙满足设计要求;(5)密封结构合理，不甩油;(6)结构简单，便于安装和检修。
水轮机补气装置的作用是什么?常用的有哪几种补气方式?混流式水轮机一般在30%～60%额定出力时容易在尾水管内发生水流涡带，引起空腔汽蚀和机组振动。
补气装置的作用，就是在机组出现不稳定工况时，补入空气，可增加水的弹性，改善机组的运行条件。
同时，由于补气破坏了真空，还能防止机组突然甩负荷导水机构紧急关闭时，由于尾水管内产生负水击，下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。
补气分自然补气和强迫补气两种方式。
一般均采用自然补气，只有在水轮机吸出高度H。
的负值较大，尾水管内压力较高，很难用自然补气方式补气时，才采用压缩空气强迫补气方式。
水轮发电机结构及工作原理介绍
水轮发电机结构及工作原理介绍水轮发电机是一种利用自然水流的动能来产生电能的装置。
它是电力工业中最为常见的发电机之一，被广泛应用于水力发电站和小型水电站中。
本文将介绍水轮发电机的结构组成及其工作原理。
一、水轮发电机的结构组成1. 水轮机水轮机是水轮发电机中的核心部件，它通过水的冲击力将水的动能转化为机械能。
水轮机通常由转子、转子叶片和轴组成。
转子是水轮机的主要部件，负责承载叶片和转动。
转子叶片用来接收水流冲击力，将动能转化为转子运动能量。
轴则将转子连接到发电机，使其能够转动。
2. 水导装置水导装置是控制水流进入水轮机的装置，它的作用是将水流引导到水轮机的转子上。
水导装置通常由水闸、引水渠和水轮机进水口组成。
水闸和引水渠用来控制水流的流量和流速，可以根据实际需要进行调节。
水轮机进水口是水流进入水轮机转子的地方，需要保证水流的稳定和流量的均匀分布。
3. 输电系统输电系统是将水轮发电机产生的电能传输到用户端的系统。
它由发电机、变压器、输电线路和配电系统组成。
发电机是将机械能转化为电能的设备，它通过转子的旋转产生感应电动势，从而产生交流电。
变压器负责将发电机产生的低电压升高为输电线路所需的高电压，以减少输电损耗。
输电线路将电能从发电厂传输到用户端，而配电系统则将电能从输电线路引导到用户家庭或工厂。
二、水轮发电机的工作原理水轮发电机的工作原理基于水能转化为机械能，再由机械能转化为电能的过程。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 水的冲击力当水流通过水闸和引水渠进入水轮机时，会受到水轮机转子上叶片的阻力，从而产生冲击力。
这种冲击力将水的动能转化为机械能，使转子开始旋转。
2. 转子的旋转转子受到冲击力作用后开始旋转，旋转的速度取决于水流的流量和水轮机的设计。
转子旋转会带动轴一起旋转，将机械能传递到发电机中。
3. 感应电动势转子的旋转会产生变化的磁场，使静子（固定在发电机内部的零部件）中的导体产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电势差，即感应电动势。
水力发电机的结构和工作原理
水力发电机的结构和工作原理一、水力发电机的结构：1.水轮机：水轮机是水力发电机的核心部分，负责将水流的动能转换为机械能。
根据水流的流动形式，水轮机分为水轮和涡轮。
其中，水轮分为垂直轴水轮和水平轴水轮两种类型。
水轮机通常由转轮、叶片和轴组成。
转轮是水轮机最重要的部件，叶片固定在转轮上，通过转动转轮使得水受到叶片的冲击，产生反作用力推动转轮旋转。
2.发电机：发电机是将水轮机产生的机械能转变为电能的关键设备。
发电机主要由定子和转子组成。
定子是固定不动的磁铁，上面布满了线圈，称为励磁线圈。
转子是转动的部分，装有一定数量的磁铁，称为极对。
当转子旋转时，磁场会切割通过定子线圈的磁力线，根据电磁感应的原理，产生感应电动势，从而使得线圈中的电流产生变化，达到发电的目的。
3.调速装置：调速装置是使得水力发电机能够根据负荷的需求自动调节转速的装置。
常见的调速装置有调速器和调节闸门等。
调速器主要控制发电机的磁场强度，以影响转子旋转的速度。
调节闸门则用于控制水流的流量大小，从而调节水轮机的转速。
二、水力发电机的工作原理：1.水轮机的工作原理：水流经过水轮机时，受到叶片的冲击，水流的动能被转换为水轮机的机械能。
叶片上的冲击力产生反作用力推动转轮旋转。
叶片的结构和材料的选择会影响到水轮机的效率和输出功率。
2.发电机的工作原理：水轮机通过轴将机械能传递给发电机。
转动的转子会切割通过定子线圈的磁力线，产生感应电动势。
当产生的感应电动势大于定子线圈的电动势时，发电机就开始产生电能。
通过通过定子的线圈电流，电能可以被输送到电网或用于其他用途。
3.调速装置的工作原理：调速装置可以控制水轮机的转速，从而控制发电机的输出功率。
调速装置根据负荷的需求，调整发电机的磁场强度或水轮机上的闸门开度，以达到稳定的发电功率输出。
综上所述，水力发电机是一种利用水流能转换成机械能，再经由发电机转变为电能的设备。
其主要结构包括水轮机和发电机，通过水轮机将水流的动能转换为机械能，再经由发电机将机械能转变为电能。
水轮发电机基本知识介绍
⽔轮发电机基本知识介绍⽔轮发电机基本知识介绍⼀. 关于发电机电磁设计⽔轮发电机电磁设计的任务是按给定的容量、电压、相数、频率、功率因数、转速等额定值和其他技术要求来确定发电机的有效部分尺⼨、电磁负荷、绕组数据及性能参数等。
⽔轮发电机电⽓参数的选择，主要依据电⼒系统对电站电⽓参数和主接线的要求，同时根据《⽔轮发电机基本技术条件》、《导体和电器设备选择设计技术规定》等相关规范来选择，当然也要根据具体电站的要求。
在电磁设计过程中考核的⼏个主要参数：磁密，定、转⼦线圈温升，短路⽐，主要电抗，效率，飞轮⼒矩。
⼆. 电磁设计需要输⼊的基本技术数据（⼀）额定容量、有功功率、⽆功功率和功率因数的关系Φ--发电机输出电流在时间相位上滞后于电压的相位⾓额定容量S=√3U N I N =22Q P有功功率P=√3U N I N cos φ=S ·cos φ⽆功功率Q=√3U N I N sin φ=S ·sin φcos φ= SP （⼆）发电机的电磁计算需要具备以下基本的额定数据：功率/容量，功率因数，电压，转速（极数），频率，相数，飞轮⼒矩（转运惯量）1. 额定容量（视在功率）或者额定功率（有功功率）S=φcos P （kV A / MV A ） P=⽔轮机额定出⼒×发电机效率（kW / MW ）发电机的容量⼤⼩更直接反映发电机的发电能⼒。
有功功率结合功率因数才能完整反映发电机的输出功率能⼒。
2. 额定功率因数cos φ发电机有功功率⼀定时，cos φ的减⼩，可以提⾼电⼒系统稳定运⾏的功率极限，提⾼发电机的稳定运⾏⽔平；同时由于增⼤了发电机的容量，发电机造价也增加。
相反，提⾼额定功率因数，可以提⾼发电机有效材料的利⽤率，并可提⾼发电机的效率。
近年来由于电⼒系统容量的增加，系统装设同步调相机和电⼒电容器来改善其功率因数，以及远距离超⾼压输电系统使线路对地电容增⼤，发电机采⽤快速励磁系统提⾼稳定性，使发电机额定功率因数有可能提⾼。
水轮发电机的工作原理
水轮发电机的工作原理一、水轮发电机概述水轮发电机是一种利用水能转换为电能的设备，它主要由水轮机和发电机两部分组成。
水轮机是将水的动能转化为机械能，而发电机则将这种机械能转化为电能。
二、水轮发电机的结构1. 水轮机水轮机主要由进口管道、导叶、叶片、转子、出口管道等部分组成。
进口管道将水引入导叶，通过导叶的调节使得流入叶片的水流方向和速度都得到了优化，然后流入叶片中。
在叶片中，由于其形状和角度的设计，使得流经其上面的水流动起来，并且给予了它们方向性和速度。
这些运动的水通过转子，在运动过程中传递了一部分动能给转子，从而让它开始旋转。
2. 发电机发电机主要由定子和旋子两部分组成。
定子是安装在外壳内不动的部分，而旋子则是安装在转子上并随着其旋转而产生相对运动的部分。
当旋子绕定子旋转时，它会产生磁场变化，并在定子上感应出电势差，从而产生电流。
三、水轮发电机的工作原理1. 水能转换为机械能当水流经过水轮机的叶片时，由于叶片的形状和角度的设计，使得水流动起来，并且给予了它们方向性和速度。
这些运动的水通过转子，在运动过程中传递了一部分动能给转子，从而让它开始旋转。
2. 机械能转换为电能当旋子绕定子旋转时，它会产生磁场变化，并在定子上感应出电势差，从而产生电流。
这个过程是利用了法拉第电磁感应定律。
根据这个定律，一个导体在磁场中运动时会感应出电势差。
由于发电机中有大量的导体（即线圈），所以当旋子绕定子旋转时，就会在定子上感应出很多个方向不同、大小不同的电势差。
这些电势差通过连接在定子上的导线传输到外部负载中（如灯泡、电机等），从而实现了将机械能转换为电能。
四、水轮发电机的优点1. 环保节能水轮发电机是一种环保节能的设备，因为它利用的是水能，而水能是一种可再生能源，不会对环境造成污染。
2. 长寿命水轮发电机由于没有燃烧过程，所以它的部件不容易受到腐蚀和磨损。
这使得它的使用寿命相对较长。
3. 可靠性高由于水轮发电机的结构相对简单，所以其故障率比较低，并且维护起来也比较方便。
水轮机复习知识要点总结
水轮机复习知识要点总结第一章1、 水轮机是一种将河流种蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机或者发电机的转子将旋转的机械能转换成电能。
2、 反击式水轮机转轮区内的水流在通过转轮叶片通道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，当水流通过水轮机后其动能和势能大部分被转换成转轮的旋转机械能。
3、 反击式水轮机包括：混流式水轮机：水流从四周沿径向进入转轮，然后近似的以轴向流出转轮，应用水头范围较广，约为20~700m ，水头较高。
轴流式水轮机：水流在导叶和转轮之间由径向流动变为轴向流动，而在转轮区水流保持轴向流动，其应用水头约为3~80m ，适用水头较低，根据其转轮叶片在运行中能否转动，可以分为轴流定浆式和轴流转浆式两种。
斜流式水轮机：斜流式水轮机具有较宽的高效率区，适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40~200m 。
贯流式水轮机：根据其发电装置形式不同，分为全贯流式和半贯流式两类。
4、冲击式水轮机的转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击水轮机的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方向的急剧改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动轮叶旋转。
5、冲击式水轮机按射流冲击转轮方式的不同分为：水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机三种。
6、水头H ：水轮机的水头（亦称工作水头），是指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位为m 。
7、各种水头：（1）最大水头：H max ，是允许水轮机运行的最大净水头。
它对水轮机结构的强度设计有决性影响。
（2）最小水头H mim ，是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。
（3）加权平均水头H a ：是在一定期间内（视水库调节性能而定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。
（4）设计水头H r ：是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。
水轮发电机结构介绍
水轮发电机结构介绍水轮机是水轮发电机的核心部件，它直接受到水流的作用，将水的动能转化为机械能。
水轮机一般由水轮叶片、转轴和轴承组成。
水经过水轮叶片时，叶片会受到水流的冲击力，从而转动水轮。
水轮的转动会带动转轴一起旋转，使得机械能得以传递到发电机上。
水轮叶片的形状和数量不同，可以分为斜梁式、斜流式、直径式等，根据不同的水流特性选择合适的水轮叶片。
发电机是水轮发电机的关键组件，它负责将转动的机械能转化为电能。
发电机一般由定子和转子组成。
定子是固定不动的部件，它包含有一组线圈，通过电流流过线圈产生磁场。
转子则是旋转的部件，它由磁铁构成，当转子旋转时，磁铁与定子的磁场发生相互作用，从而产生电流。
这个原理被称为电磁感应。
通过调整转子的速度和磁场的强度，可以控制生成的电流大小和频率，实现电能的稳定输出。
控制系统是水轮发电机的重要组成部分，它负责监测和控制水轮发电机的运行状态。
控制系统一般由传感器、调速装置和自动化控制装置等构成。
传感器用于测量和监测水流的流量、压力等参数，以及发电机的转速、温度等状态。
调速装置用于控制水轮的转速，保持其在合理的范围内，使得发电机输出的电能稳定。
自动化控制装置可根据传感器的反馈信号，对水轮和发电机进行智能化控制，实现自动化运行。
此外，水轮发电机还需要配备水泵、调节阀和润滑系统等辅助设备。
水泵用于将水引导到水轮发电机，提供水流能量。
调节阀用于调节水流的压力和流量，优化水轮发电机的工作效率。
润滑系统则是对水轮发电机的轴承和机械部件进行润滑，降低摩擦损耗，延长使用寿命。
总之，水轮发电机是一种通过水流驱动的发电装置，由水轮机、发电机和控制系统等组成。
它利用水的动能转化为机械能，再将机械能转化为电能。
水轮发电机在水力发电中起到至关重要的作用，它可以通过合理的设计和控制，实现高效稳定的电能输出。
随着技术的发展，水轮发电机的结构和性能还将进一步优化和改进，为可持续发展提供更多清洁能源。
水轮发电机的工作原理
水轮发电机的工作原理水轮发电机是一种利用水流能量产生电力的发电设备，它的工作原理是通过水流驱动水轮转动，再由水轮带动发电机转子旋转，最终产生电能。
水轮发电机在利用水力资源进行发电方面具有很大的优势，因为水力资源是一种可再生的清洁能源，而且水轮发电机的运行成本相对较低，对环境的影响也比较小。
下面我们来详细了解一下水轮发电机的工作原理。
1. 水流输入，水轮发电机的工作原理首先需要有水流输入，这通常是通过河流、水库或者人工引水渠道等方式来实现的。
水流输入的大小和稳定性将直接影响到水轮发电机的发电效率和稳定性。
2. 水轮转动，水流输入后，水流会进入水轮的叶片部分，由于水流的冲击力和动能，水轮叶片会被推动转动。
水轮通常由多个叶片组成，叶片的形状和数量会影响到水轮的转动效率和稳定性。
3. 传动系统，水轮转动后，需要通过传动系统将其转动力传递给发电机的转子。
传动系统通常包括轴承、齿轮、传动带等部件，它们的设计和制造质量将直接影响到水轮发电机的运行效率和寿命。
4. 发电机转子旋转，水轮通过传动系统带动发电机的转子旋转，转子是发电机的核心部件，它由导线圈和磁场组成，当转子旋转时，导线圈在磁场中产生感应电动势，从而产生电能。
5. 发电，通过发电机转子的旋转产生的电能，最终被输出到电网中，供给社会各个领域的用电需求。
水轮发电机的发电效率和稳定性将直接影响到供电质量和供电成本。
总的来说，水轮发电机的工作原理是利用水流的动能驱动水轮转动，再通过传动系统将转动力传递给发电机转子，产生电能输出。
水轮发电机在利用水力资源进行发电方面具有很大的优势，但也面临着水流不稳定、设备损耗和维护成本等挑战。
随着科技的不断进步，水轮发电机的工作原理和性能将不断得到改进和提升，为清洁能源发电做出更大的贡献。
水轮发电机基本常识-附英文词汇
水轮发电机基本常识☆水轮发电机组的用途。
水轮发电机组是将具有一定高度的水头(head)和流量(discharge)的水的动能(kinetic energy)和势能(potential energy)转换为机械能(mechanical energy)并最终转换成电能(electric energy)的装置。
水轮发电机设备是一种集合了多种学科和技术的工业产品，其中包括流体力学、工程力学、材料力学等多学科和机械、冶金、电子、计算机、自动控制等多门技术产物。
水力发电站及其主要的设备——水轮发电机组是现代工业和现代生活的一项重要设备。
发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。
☆水力发电站水力发电是大自然赐给人类的一种清洁能源，就像风能、太阳能一样，是可以再生、取之不尽，用之不绝，无污染的能源。
水力发电站运行费用低，便于电力调峰。
至于运行成本，水电明显优于火电：水力发电的成本只有火力发电的约1/4. 火力发电用燃料的购买和运输费用就占去运行50％一70％。
而水力发电是不用燃料的。
除了上述经济效益，开发水电还具有防洪、航运、供水、灌溉、旅游等综合效益。
☆水力发电站的种类水力发电厂是把水的势能和动能转变成电能。
根据水力枢纽布置不同,主要可分为堤坝式、引水式、抽水蓄能水电厂等。
1、堤坝式水电厂（Hydropower dam type）:在河床上游修建拦河坝,将水积蓄起来,抬高上游水位,形成发电水头的方式称为堤坝式,堤坝式水电厂又可分为坝后式、河床式及混合式水电厂等。
① 坝后式水电厂,这种水电厂的厂房建筑在坝的后面,全部水头由坝体承受,水库的水由压力水管引入厂房,转动水轮发电机组发电。
坝后式水电厂适合于高、中水头的情况。
2、河床式水电厂（River hydropower plant type）：这种水电厂的厂房和挡水坝联成一体,厂房也起挡水作用,因修建在河床中,故名河床式。
河床式水电厂水头一般在20～30 M以下。
水轮发电机的结构讲义
发电机部分
定子
固定部分，产生磁场，通常由铁芯和绕组组成。
转子
转动部分，在定子磁场中转动，产生感应电动势， 驱动发电机转动。
03
水轮发电机的运行原理
水能转化为机械能
当水流通过水轮机的转轮时，转轮会受到水流的冲击力 而旋转，将水能转化为机械能。
水流的速度、水轮机的转速以及转轮的形状等因素都会 影响水能转化为机械能的效率。
广。
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水轮发电机的历史与发展
总结词
水轮发电机自19世纪末发明以来，经历了多个发展阶段，技术不断进步，已成为现代可再生能源的重要组成部分。
详细描述
水轮发电机自1878年由法国工程师Gustave Eiffel发明以来，经历了多个发展阶段。最初的水轮发电机采用直流 发电方式，后来逐渐发展为交流发电。随着科技的不断进步，水轮发电机的效率和可靠性得到了显著提高。如今， 水轮发电机已成为现代可再生能源的重要组成部分，广泛应用于水电站建设。
水轮发电机的应用领域
水力发电
潮汐能利用
水轮发电机是水力发电的核心设备， 通过水流驱动水轮机转动，进而带动 发电机发电。
潮汐能发电利用潮汐能驱动水轮发电 机组发电，是可再生能源利用的一种 形式。
抽水蓄能
抽水蓄能电站利用水轮发电机作为抽 水蓄能的动力设备，在电力需求低谷 时段将水抽到高处储存，在电力需求 高峰时段放水发电。
水轮发电机的种类与特点
总结词
水轮发电机根据水流能量的利用方式可分为反击式和 冲击式两种类型，各有其特点和应用范围。
详细描述
水轮发电机根据水流能量的利用方式可分为反击式和 冲击式两种类型。反击式水轮发电机利用水流在引水 系统中产生的压力和动能，通过水轮机将能量转化为 旋转机械能，再带动发电机发电。冲击式水轮发电机 则是利用自由落体的水流的动能，通过喷嘴和转轮将 能量转化为旋转机械能。两种类型的水轮发电机各有 其特点和应用范围，可根据实际情况选择使用。
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水轮发电机一、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。
二、水轮发电机的基本工作原理在结构上水轮发电机是一种凸极式三相同步发电机，其磁极一个个地挂在磁轭外圆上并突出在外。
由于水轮机的转速较低，要发出工频电能，相应的发电机的极数就比较多，所以做成凸极式在结构工艺上就比较简单。
发电机定子铁芯部分开有槽，槽内安放三个绕组，代表三相定子绕组；定子内部为转子，主要由磁极、励磁绕组和转轴等组成。
将直流电流引进励磁绕组后将会建立磁场（改磁场对转子来说是恒定的），当水轮机拖动发电机转子旋转时，旋转的转子磁场切割定子铁芯内的导线，在定子绕组中就会产生三相感应电势，当电枢绕组与外界三相对称负载借同时，定子绕组内将产生交流电流。
三、水轮发电机组的型式1、按布置方式分：可分为卧式和立式两种。
（1）卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机。
（2）一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。
2、按推力轴承位置分：立式发电机又分为悬式和伞式两种。
（1）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。
（2）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。
3、按冷却方式分：可分为空气冷却和水冷却两种。
四、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。
1、定子的结构：水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕组线圈等组成。
铁芯固定在机座上。
三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。
发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统称为发电机的定子，也称为电枢。
立轴水轮发电机定子结构如下图：线圈铁心机座（1）机座定子机座一般呈圆形，小容量水轮发电机多数采用铸铁整圆机座，也有采用钢板焊接的箱形结构；容量较大的水轮发电机的机座由钢板制成的壁、环、立筋及合缝板等零件焊接组装而成。
机座应有足够的刚度，同时还应能适应铁心的热变形。
（2）铁芯定子铁芯是定子的一个重要部件，由扇形冲片、通风槽片、定位筋、齿压板，拉紧螺杆及固定片等零部件装压而成。
定子铁芯的作用是：作为磁路的主要组成部分，为发电机提供磁阻很小的磁路，以通过发电机所需要的磁通，并用以固定绕组。
（3）绕组三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布于铁芯内圆齿槽中。
三相绕组接成Y形，它的作用是当转子磁极旋转时，定子绕组切割磁力线而感应出电势。
定子叠装定子叠片加固2、转子的结构水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、磁极等部件组成。
立轴水轮发电机转子结构（1）主轴主轴的作用是用来传递扭矩，应具有一定的强度和刚度。
主轴一般由35号、40号、45号或20SiMn等钢整锻而成。
小容量水轮发电机一般采用整锻实心轴，也有的采用无缝钢管作为轴；大、中型容量的发电机采用整锻空心轴。
（2）磁极磁极是提供励磁磁场的磁感应部件，由磁极铁芯，线圈，上、下托板，极身绝缘，阻尼绕组及钢垫板等零部件组成。
磁极铁芯分实心和叠片两种结构。
中、小容量高转速水轮发电机的转子，常采用实心磁极结构，整体锻造或铸造而成。
转速大于或等于750r／min的小型水轮发电机，常采用磁极铁芯连同转子的磁轭与主轴整体锻造加工。
磁极固定方式通常采用螺钉、T尾和鸽尾结构。
（3）磁轭与转子支架磁轭的作用是构成磁路并固定磁极。
转子支架的作用是固定磁轭。
对于定子铁芯外径小于325cm的中小容量的水轮发电机，磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板制造，不需要专门的转子支架。
对于定子铁芯外径较大的水轮发电机，磁轭通过转子支架和主轴连成一体。
磁轭的外缘加工有T尾、鹇尾槽或螺孔，用以固定磁极。
3、机架机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴承、制动器及水轮机受油器的支撑部件，是水轮发电机较为重要的结构件。
机架由中心体和支臂组成，一般采用钢板焊接结构，中心体为圆盘形式，支臂大多为工字梁形式。
机架按其所处的位置分为上、下机架，按承载性质分为负荷机架和非负荷机架。
4、推力轴承推力轴承的组成和作用：推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械结构部件，主要由轴承座及支承、轴瓦、镜板、推力头、油槽及冷却装置等部件组成。
其主要作用是承受立轴水轮发电机组转动部分全部重量及水推力等负荷，并将这些负荷传给负荷机架。
推力轴承的分类：推力轴承支承结构方式主要有弹性垫支承式、刚性抗重螺栓支承式、弹性油箱支承和平衡块支承式四种。
弹性垫支承式只用于小容量的立轴发电机；弹性油箱支承和平衡块支承式用于大中型发电机；中小型水轮发电机的推力轴承一般采用刚性抗重螺栓支承方式。
刚性支柱螺钉支承方式的推力轴承刚性抗重螺栓支承方式的推力轴承结构如图：1—上机架；2—冷却器；3—气窗；4—导轴承装配；5—密封盖；6—卡环；7—推力头；8—隔油板；9—镜板；10—挡油管；11—主轴；12—轴承座；13—抗重螺栓；14—托盘；15—推力瓦；16—绝缘垫（1）抗重螺栓推力瓦由头部为球面的抗重螺栓支承，抗重螺栓垂直拧入装有螺纹套筒的轴承座上。
调整抗重螺栓的高度，可使瓦块保持在同一水平面上，使瓦块受力均匀。
（2）推力瓦推力瓦是推力轴承中的关键部件，它是整个机组转动部分和固定部分的摩擦面，并且承受整个机组转动部分的重量和轴向水推力。
推力瓦一般做成扇形块，中小型水轮发电机推力轴承的推力瓦数多为6块～8块。
常用的推力瓦有巴式合金推力瓦和弹性金属氟塑料瓦两种。
（3）镜板镜板是将推力负荷传递到推力瓦上的部件，技术要求高。
要求镜板保证其平面度和水平度，一般为0.02mm／m。
镜板多采用45号锻钢，应有足够的刚度。
（4）推力头推力头是承受并传递机组轴向负荷及扭矩的部件。
多数用平键和卡环固定在主轴上，也有采用热套方法固定于主轴上的。
推力头应有足够的刚度和强度，以承受机组轴向推力产生的弯矩作用，不致产生有害的变形和损坏。
（5）托盘托盘的作用是减小轴瓦的变形。
另外，托盘的轴向柔度在运行中有一定的均衡负荷作用。
其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。
（6）绝缘垫通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装设绝缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面，并起到绝缘和调整轴线的双重作用。
（7）油的循环冷却轴承的油循环冷却方式有内循环和外循环两种。
中小型水轮发电机轴承的油循环冷却方式一般为内循环。
（8）弹性垫支承氏的推力轴承轴承瓦由弹性垫支承。
依靠垫的弹性变形吸收瓦的不均匀负荷，并使瓦倾斜形成动压承载油楔。
1—螺钉；2—调整垫，3—镜板；4—弹性垫；5—绝缘垫；6—机架；7—轴承座；8—推力瓦；9—挡油管；l0—主轴；11—推力头弹性垫支承氏推力轴承示意图（9）导轴承导轴承是用来承受水轮发电机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，并约束轴线径向位移和防止轴的摆动，使机组轴线在规定数值范围内旋转的结构。
1—轴承座；2—密封罩；3—滑转子；4—主轴；5—导轴承瓦；6—套筒；7—支柱螺钉；8—冷却器导轴承结构4、发电机制动系统（1）水轮发电机制动方式：机械制动、电气制动、混合制动（2）水轮发电机制动系统的组成：制动装置（俗称风闸）、控制原件、管路系统。
（3）机械制动的作用：为避免机组停机减速过程后期时间较长，引起推力瓦的磨损。
一般当机组转速降低到额定转速25%~35%，自动投入制动器，加闸停机。
对没有配备高压油顶起装置的机组，当经历较长时间的停机之后，再次启动前，用油泵将压力油打入制动器顶起转子，使推力瓦重新建立油膜，为推力瓦创造良好的工作条件。
（4）制动器的类型单向制动器、双向气压复位式。
5、通风系统机组运行时，发电机绕组以及铁芯将产生大量的热量，为了使绕组和铁芯的温度不至于过高而引起绕组绝缘损坏，发电机必须设置通风冷却装置。
一个良好通风系统应具备的基本要求水轮发电机运行实际产生的风量应达到设计值并略有余量。
各部位（特别是定子的有效段）的冷却风量应合理分配，各部位温度分布均匀。
风路简单，损耗较低。
结构简单、加工容易、运行稳定。
有时还能满足水电厂厂房结构以及利用发电机的热风供厂房冬季取暖。
五、水轮发电机的日常维护根据水电站机组的运行情况，定期对水轮发电机组进行必要的清扫，保持水轮发电机组设备的清洁，做到四周无杂物、无积水和及时处理掉有可能导致水轮发电机组不能正常运转的安全隐患例如定期切换压油装置的油泵和导轴承油泵，以防电动机受潮。
水轮发电机是整个发电站的主要设备之一，能否保证水轮发电机长期、正常运行会直接影响到水电站的生产和经济效益。
因此，工作人员在日常的工作使用中，一定要严格遵守水轮发电机组的运行使用规程，科学使用，做好必要的日常维护、维修工作，防患于为然，每一环节都要严格把关，保证整个工作顺利开展。
只有做到使用正确维护及时，才能使水轮发电机组正常运行，延长它的使用寿命，使水电站的安全生产得到有力的保障，只有这样，才能为发电厂提供一个安全、稳定、可靠的运行环境，保证电力能源的顺利供给，促进社会生产的进步，同时也为发电厂创造较好的经济效益。