85MW高转速水轮发电机转子设计
GB85水轮发电机组安装技术规范
水轮发电机组安装技术规范(GB 8564-2003)1 范围本标准规定了水轮发电机组及其附属设备的安装、调试和试验的要求。
适用于符合下列条件之一的水轮发电机组的安装及验收：a) 单机容量为15MW及以上；b) 冲击式水轮机，转轮名义直径1.5m及以上；c) 混流式水轮机，转轮名义直径2.0m及以上；d) 轴流式、斜流式、贯流式水轮机，转轮名义直径3.0m及以上。
单机容量小于15MW的水轮发电机组和水轮机转轮的名义直径小于b)、c)、d) 项规定的机组可参照执行。
本标准也适用于可逆式抽水蓄能机组的安装及验收。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB/T 7409.3 同步电机励磁系统大中型同步电机励磁系统基本技术要求GB/T 7894 水轮发电机基本技术条件GB/T 9652.1 水轮机调速器与油压装置技术条件GB/T 9652.2 水轮机调速器与油压装置试验验收规程GB/T 10969 水轮机通流部件技术条件GB/T 11120 L-TSA汽轮机油GB 11345 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级GB/T 18482 可逆式抽水蓄能机组启动试验规程GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB 50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范DL/T 507 水轮发电机组启动试验规程DL/T 679 焊工技术考核规程DL/T 827 灯泡贯流式水轮发电机组启动试验规程JB/T 4709 钢制压力容器焊接规程JB/T 6204 大型高压交流电机定子绝缘耐电压试验规范JB/T 8439 高压电机使用于高海拔地区的防电晕技术要求JB/T 8660 水电机组包装、运输和保管规范3 总则3.1 水轮发电机组的安装应根据设计单位和制造厂已审定的机组安装图及有关技术文件，按本规范要求进行。
湖北杨东河(渡口)电站高转速大容量水轮发电机设计
东河 （ 渡 口） 电站发 电机 为国内采 用实芯磁极结 构
的最 大 容 量 、 最 高 转 速 的水 轮 发 电机 ， 许 多 设 计 具 有 一 定 的创 新 性 。 已在电站成功投入运行多年 ， 性
能 指标全面满 足 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ８ ９ ４ — ２ ０ ０ ９的标准及业 主的 要 求 。该电机的成功设计 ，可供水 电行业 同行参
湖 北 杨 东 河 （渡 口 ） 电 站 水 轮 机 型 号 Ｈ Ｌ ８ ４ 一 Ｌ Ｊ 一 １ ５ ５ ， 水 轮发 电机型号 为 Ｓ Ｆ ２ ５ ． ５ — ８ ／ ３ ２ ５ ０ ，
电机额 定 容量 ２ ５ ． ５ Ｍ Ｗ， 长期 超 出力 ＋ ｌ Ｏ ％， 额定 转速 ７ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。国内单机容量 ２ ０ Ｍ Ｗ 以上 ， 额 定 转速 ７ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ以上 的水 电站 为数不多 ，高速 、 大
湖北杨 东河（ 渡 口） 电站 高转速大容 量水轮发 电机设计
周 祥 德
（ 湖南云箭集 团有 限公 司 ， 湖南 长沙 ４ １ ０ １ ０ ０ ）
摘 要： 国内单机容量 ２ Ｏ ＭＷ 以上 ， 额定 转速 ７ ５ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ以上 的水 电站屈指可数 ， 缺少 该类水轮发 电机 的设计经验 ， 湖北杨东河（ 渡 口） 电站发电机 为国 内采用实芯磁极 结构 的最大容量、 最 高转速 的水轮发 电机 ， 机组设计具有 一定的 创新性 。该机 已在 电站成功投入运行 多年 。本文介绍 了湖北杨东 河（ 渡 口） 电站水轮发 电机 的设计特 点、 有关参数 的
第４ Ｏ卷 第 ５期
２ ０ １ ７年 ５月
水
电 站 机
电 技 术
Ｖｏ １ ． ４ ０ ＮＯ ． ５ Ｍａ ｖ ． ２０１ ７
首台国产600MW水轮发电机关键技术设计与应用
首台国产600MW水轮发电机关键技术设计与应用作者：丁元生王贵来来源：《科技视界》 2013年第25期丁元生王贵来(构皮滩发电厂，贵州余庆 564408)【摘要】水轮发电机作为开发利用水电资源的最重要的电气设备，随着水电开发与利用程度的不断提高，水轮发电机的体积与容量越来越大，目前，我国已投产单机容量600MW及以上水轮发电机的主要有三峡电站、龙滩电站、小湾电站，但其发电机均为国外设计、生产或者国外设计，国内生产的巨型水轮发电机组。
构皮滩电厂600MW水轮发电机组是在吸取、借鉴以上电站机组基础上的首台国产巨型水电机组，这种600MW的巨型机组发电容量大、尺寸大、电压高、轴承推力负荷大，设计制造难度较大。
因此，对构皮滩电站600MW大型发电机近四年运行数据的分析，总结国产首台600MW的巨型机组新技术、新工艺的应用情况，旨在推进开发国产更加稳定，更大容量水轮发电机组，同时也为国内新投巨型水电机组提供强有力的借鉴意义。
【关键词】构皮滩电厂；国产首台；600MW水轮发电机组；运行数据分析；新技术、新工艺；应用研究0 引言随着三峡、龙滩等单机容量大于700MW大型水轮发电机等一批国外设计、生产水电机组的相继并网发电，为早日实现巨型水电机组的国产化，推进我国掌握巨型水电机组设计、制造核心技术，构皮滩600MW机组在吸收和借鉴基础上，首次由国内自主设计和制造，投运近四年来，经过大量的设计修改和消缺治理，机组运行基本稳定，包括电气参数、温升、通风、振动、摆度及主要结构部件变形等都满足了相应的设计标准，充分证明了我国已经具备了大型水电设备设计、制造、安装的能力。
这些大型全空冷水轮发电机的投产向全世界表明，中国已完全掌握巨型水电机组的设计核心技术，可完全自主设计、制造、安装和运行维护，且经过近四年运行跟踪和设备缺陷治理工作，积累了丰富的运行经验，为推进生产制造更加成熟，容量更大的国产机组做积累了丰富经验。
1 槽电流的设计构皮滩发电机槽电流为7127.8A，目前在全国已运行的600MW水轮发电空冷机组中最大。
石头峡水轮发电机组转子热套技术方案
水电站发电机转子磁轭加热方案一、概述1．水电站水轮发电机组在运行的时候，转子磁轭会受到较大的离心力及转动惯量，特别是转子直径较大、磁极高度较高、机组转速高，巨大的离心力会使迭片磁轭产生明显的径向变形，从而使磁轭与转子支架之间产生径向分离间隙，转子直径越大或者转速越高，分离间隙越大，这不仅会使机组引起过大摆动与振动，甚至还会使转子支架立筋上的挂钩因受到冲击而断裂，造成严重事故。
为了保证机组在这种情况下能安全可靠运行，必须使磁轭与转子支架间有一定的机械紧量，因此在转子装配过程中应预先给磁轭与转子支架一个预紧力，冷打磁轭键的传统方法无法满足预紧力，因此必须采用加热的方法，加热是在冷打键的基础上，将磁轭加热达到一定的温度使之膨胀。
这样在磁轭与转子支架之间将会产生一定的温差，根据热胀冷缩的原理，然后将磁轭键打入规定的深度，依靠这种预紧量，借以抵消磁轭径向变形的影响，确保机组能长期安全可靠稳定的运行。
2．主要技术参数磁轭外形尺寸：3432/2512×1445㎜通风隙间隙：460×80×6㎜共计756个单边胀量：0.6㎜此胀量需温度升高70℃左右（在室温的基础上）磁轭总重：40T二、加热设备的选取及布置方案1．加热器：在磁轭铁芯的通风隙中布置超薄型硅晶片加热片（460×70×4.5㎜）。
此转子圆周由6片叠片组成，每片3个极点，共有18个极点，从上到下共6层，根据叠片叠装方式，为确保磁轭受热均匀，每层每个极点布置6片超薄硅片加热器，4个极点接1个回路，加热器每片功率250W电压220V，5层18个极点共布置约540片（精确数量最终可根据实际情况增减）超薄硅晶片加热器，每3个极点从上到下分2回路控制，共12个回路，每片功率为220W电压110V。
在转子底部布置6片辅助加热片（AC220V-5KW/片）。
此转子共计15个回路，采用防火阻燃电缆CN20-25连接至控制柜，控制柜接头为快速插件连接，加热器侧为螺栓连接。
80MW卧式变频调速同步电动机转子设计与计算
设计与研究上海大中型电机2020.No.2 80MW卧式变频调速同步电动机转子设计与计算王涛，徐立敏,李海鹏(哈尔滨电气动力装备有限公司，黑龙江哈尔滨150000)摘要：对80MW卧式变频调速同步电动机的转子设计和计算进行了全面的介绍，主要包括轴和磁辄结构、磁极和磁极线圈结构、阻尼系统结构，并计算了转子各部分的刚强度(通过认真研究和自主创新，熟悉并掌握了此类电机转子的设计和分析技术，为同类型电机的转子设计提供了一些有益的参考。
关键词：转子结构;磁辄;磁极中图分类号：TM341文献标识码：A DOI编码：10.16712/,«0£9«131-1868/tm.2020.02.0020引言80MW电机是目前国内设计并生产制造的单机容量最大的卧式凸极变频调速同步电动机，其驱动的设备为机。
该电机容量大,运行的工作转速范围广，最高转速速度高，并频繁启停机。
作为变 换能传递转矩的主要部件，电机转子为凸极结构有显露的磁极,励磁绕组为集中绕组，励磁电流通过励置供给(转子的机械性能，制造是影响机行的重要因素，因此,转子的设计是整个电机设计的关键(转子的设计要求：(1)要有足够的刚度和强度，在电机高速运行时不发生有害变形并在工况下不得失去稳定；(2)结构合理、紧凑，各紧固件连接牢靠，有的电性能;(3)有的通风结构；(4)具有机组要求的转动惯量(J)。
文详细介绍了电机转子的结构强度的计算数据。
1电机的基本技术参数和转子的有关参数额定功率80MW，额定转速500r/min，额定频率50Hz,工作转速100-860r/min,工作频率10-86Hz,额定电压11kV,功率因数1.0,绝缘等级F 级，相数3(同相位的双绕组),防护等级IP54—6—(IP23),冷却方式IP8A6W7,结构型式IM7315,工S10,有刷励磁。
转子磁极12个，磁极型式凸极，转动惯量(J)#80t-m2,转子外径2560mm,临界转速$1032r/min,转向从电机侧向压缩机看为逆时针旋转,非连续变速变负载工式，根据情况每天可能多次起停机。
大型水轮发电机结构方案设计系统探讨
大型水轮发电机结构方案设计系统探讨近年来，随着我国科技的不断创新与发展，很大程度上推动了相关行业的发展建设。
尤其是水利行业的建设发展，作为其中比较重要的零部器件水轮发电机也应运而生。
下面文章就针对我国大型水轮发电机在结构设计上存在的一系列问题进行简要的分析与总结，希望通过文章的论述可以为相关从业人员提供一定的参考意见，并能更好地促进我国国民经济的建设发展。
关于大型水轮发电机结构设计一直以来都是比较容易忽视的，但它的作用和影响确实不可估量。
下面就对其进行详细分析。
标签：大型水轮发电机；结构方案；设计Abstract：In recent years，with the continuous innovation and development of science and technology in China，to a large extent，promote the development and construction of related industries. In particular，the construction and development of the water conservancy industry，as one of the more important parts of the hydrogenerator also came into being. The following article briefly analyzes and summarizes a series of problems existing in the structural design of large hydro generators in our country，hoping that through the discussion of the article，some reference opinions can be provided for the relevant practitioners. And can better promote the construction and development of our national economy. It is easy to ignore the structural design of large hydrogenerator，but its function and influence are inestimable. The following is a detailed analysis of this.Keywords：large hydrogenerator；structural scheme；design引言目前而言，我国大型水轮机的发展相对是比较良好的，前景也比较广阔。
水轮发电机转子改造设计
水轮发电机转子改造设计王慧【摘要】通过对水轮发电机转子的性能进行分析,针对水轮发电机现场运转出现的问题,进行转子改造设计,包括轴、转子支架的优化设计、磁轭、磁极、制动系统、除尘系统、集电环和刷架,以及转子引线等.改造后的麻石电站1#水轮发电机转子结构设计合理,目前该机组已经发电,运行状况良好.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2016(051)001【总页数】4页(P42-45)【关键词】水轮发电机;转子;转子支架;轴;磁极;磁轭【作者】王慧【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TM312麻石水电站位于广西融水县大浪乡融江干流上，属低水头河床式电站。
电站原设计装有三台轴流转桨式水轮发电机组，总装机容量100MW，其中1#机组的水轮机转轮直径为5.3m，发电机单机容量为28MW，于1972年12月投产。
2010年电站拟将1#机组的水轮机转轮直径由5.3m改扩为5.5m，发电机容量由28MW 改扩为36.5MW，机组部件全部更新，发电机基础不变。
本文着重就1#水轮发电机改造转子部分的结构设计进行介绍。
型号：SF36.5-56/9000；额定容量：42.941MVA；额定功率：36.5MW；额定电压：10.5kV；额定功率因数：0.85(滞后)；额定频率：50Hz；相数：3；额定转数：107.1r/min；飞逸转速：305r/min；接线方式：Y；推力负荷：730t；GD2：8500t-m2；旋转方向：俯视顺时针；冷却方式：密闭自循环空气冷却。
麻石1#改造水轮发电机为立轴半伞式密闭自循环空气冷却三相凸极同步发电机(见图1)。
发电机转子外径为φ8436,重量为200t。
主要部件包括：顶轴、主轴、转子支架、磁轭、磁极、集电环、刷架、转子引线、制动系统、除尘系统、励磁电缆等。
2.1 轴发电机采用三段轴结构，机组轴系由发电机顶轴、转子支架中心体、发电机主轴和水轮机主轴组成。
85MW高转速水轮发电机转子设计
85MW高转速水轮发电机转子设计【摘要】发电机转子是水轮发电机组中的关键部件，对于大容量、高转速转子结构设计更是行业内研究的重点和难点。
本文重点介绍GD-3电站转子结构设计特点、关键部件应力分析及结构优化成果，为同类高转速水轮发电机转子结构设计提供参考、借鉴和经验交流。
【关键词】高转速转子；结构特点；应力分析Design of 85MW High Speed Hydro Generator RotorsHU Jin-xiuHU Xiang-fu（DEC DongFeng Electric Machinery Co.，LTD. Leshan Sichuan，614000，China）【Abstract】Generator rotor is the key component among the hydro generating unit. The structural design for the rotor with large capacity and high speed is the focus and difficulty of the research in industry. In this paper, the structural design characteristics of generator rotor and the stress analysis and structural optimization result of the key components for GD-3 Project in Ethiopia are presented for the purpose of reference and experience exchange for the structural design of high speed hydro generator rotors of similar kind.【Key words】High Speed Rotor; Structural Characteristics; Stress Analysis1电站概述埃塞俄比亚GD-3水电站位于埃塞俄比亚首都亚的斯南部，装设3台单机容量85MW的立轴混流式水轮发电机组。
大型水轮发电机结构方案设计系统探究
大型水轮发电机结构方案设计系统探究我国大型水力发电产品拥有世界领先的技术水平，大型水轮发电机产品对我国乃至对世界范围内水能资源丰富的国家，都具有重要作用。
因此，文章主要研究了大型水轮发电机结构方案设计系统问题，阐述了结构方案的设计步骤、过程及注意事项，详尽讨论了结构方案设计系统环节，以期为大型水轮发电机结构的优化设计、提升设计的质量与效率提供有益借鉴。
标签：水轮发电机；结构方案；设计系统1 结构方案设计概述1.1 设计步骤总体来说，大型水轮发电机设计的基本步骤为：电磁设计-技术设计-施工设计-制造，五大环节与工序。
1.2 设计过程大型水轮发电机设计的过程可分为技术设计与施工设计两大部分。
技术设计。
技术设计主要关注的内容与重点是对水轮发电机新的结构设计方案中某些构件的改进及创新等。
面对实际运行的新情况与新问题，需要对传统电机构建进行改造甚至创新。
因此，技术设计工程师要对新问题进行分类及特征分析，在了解需要解决问题的实质之后，通过电磁设定确定一些基本参数，然后利用大型水轮发电机计算系统，对所需设计改进的零部件进行结构参数精准计算，解决设计过程中的技术问题。
施工设计。
在技术设计结束，确定了零部件结构参数的情况下，要针对系统计算所得的技术参数数据进行刚度、强度的核算校验，并利用检验分析参数设计是否合理。
对需要修改的参数，进行迭代修改，直至符合实际要求位置。
1.3 设计结构大型水轮发电机结构设计可分为四大部分：定子设计、转子设计、轴承设计与机架设计。
1.4 注意事项在定子设计、转子设计、轴承设计与机架设计过程中，每一设计环节包含众多设计子环节。
在具体进行结构设计工作时，要注意对机组结构型式的选择，在选择型式时，可靠性是第一选取原则。
具体来说，立式水轮发电机主要有悬式、半伞式、伞式的安装型式，要针对不同大型水轮发电机的特点进行选取。
对于容量小、转速高的机组选取悬式结构，可实现机组平稳运行，轴承损耗降低及便于安装与维护等功能；对于容量大、转速相对较慢的机组，一般采用伞式结构型式，实现拆装便捷、减轻载荷量，降低造价成本的功能。
高转速云南金汉拉扎电站水轮发电机转子设计
高转速云南金汉拉扎电站水轮发电机转子设计
王艳武
【期刊名称】《《中国科技财富》》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】高转速水轮发电机的转速一般在600-1000r/min,由于转速高,所以发电机转子的设计难度相当大。
通常情况下,高转速发电机的转子磁轭会与转轴整锻为一体,成本特别高。
另外,发电机的集电装置在高速摩擦过程中会产生高热,必须采取有效的措施散掉。
金汉拉扎电站水轮发电机的转子在设计过程中进行创新,设计出了既满足机组的运行需要又节省了大量成本的结构。
【总页数】1页(P40)
【作者】王艳武
【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM3
【相关文献】
1.金汉拉扎水电站首部枢纽设计 [J], 窦秋菊;肖浩波;谭文蓉
2.金汉拉扎水电站水轮发电机转子磁轭的制造 [J], 赵新青
3.云南金汉拉扎水电站大坝设计 [J], 向友国;颜家军;肖浩波
4.扎拉水电站水轮机抗泥沙磨损设计 [J], 胡定辉;何峰;何志锋;林炎华;马凌腾
5.西藏扎拉水电站冲击式水轮机选型设计探讨 [J], 何峰; 胡定辉; 何志锋; 何昌炎
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大型全转速汽轮发电机转子设计要素探讨
摘要：汽轮发电机转子的可靠性直接影响发电机单机容量的增长及运行的可靠性。
现根据大型全转速汽轮发电机的结构组成，探讨了发电机转子的设计要素，为今后大型全转速汽轮发电机转子的设计提供了参考。
关键词：汽轮发电机；电磁；振动；冷却0 引言我国电力工业已经进入了大机组、高参数、大电网阶段，汽轮发电机作为主要的供电方式，其单机容量不断增大。
然而，大容量发电机由于造价昂贵、结构复杂，一旦发生故障，所需的检修期长，给发电企业造成重大的经济损失。
转子作为汽轮发电机的旋转部件，其可靠性将直接影响发电机的安全运行。
1汽轮发电机转子结构转子是发电机的关键部件，其作用是传递汽轮机供给的负载转矩。
当转子轴向槽内绕组通入励磁电流时，随着转子的旋转，将产生强大的旋转磁场，该磁场将汽轮机的机械能通过气隙和定子绕组转化为电能，完成发电机的发电任务。
转子还需承受事故状态下的扭矩和高速旋转产生的巨大离心力，主要部件包括转轴、励磁绕组、护环等，如图1所示。
全转速汽轮发电机转子额定转速为3000r/min或3600r/min，属于高速旋转、通电的结构件，其横截面如图2所示，设计时需综合考虑电磁绝缘、通风、机械强度、振动和扭振等综合性能。
2 转子设计要素2.1 电磁设计转子作为发电机磁路的重要组成部分，设计时需满足电机电磁设计要求。
转轴需具有较高的磁化性能，以降低转子齿部和轭部的磁势压降，减小励磁功率。
合理设计转子绕组匝数、槽分度数、槽数以获得较好的转子磁势波形，减少磁场高次谐波在定子表面产生的附加损耗。
根据电磁设计的电气参数，选择相应的绝缘等级。
目前主要采用磁路解析法和有限元仿真进行电磁核算。
2.2 转子冷却设计根据电磁计算得到转子热负荷，选择合理的转子冷却方式以保证转子线圈温度满足绝缘温升限值要求。
大型汽轮发电机转子绕组冷却主要有通风冷却和水冷两种方式。
通风冷却是目前转子线圈采用较多的冷却方式，线圈结构简单，维护方便，主要有以下3种形式：（1）气隙取气斜流通风，定子铁芯采用轴向分区的多风区与之匹配。
水轮发电机转子螺栓连接设计
水轮发电机转子螺栓连接设计水轮发电机转子螺栓连接设计是水力发电行业中非常重要的一项技术。
本文将对水轮发电机转子螺栓连接设计进行介绍和分析。
水轮发电机转子螺栓连接是指将转子的不同部分通过螺栓连接起来。
转子是水力发电机中最核心的零部件之一，其承载着发电机的重要机械能输出。
因此，转子连接螺栓的设计应具有高强度、高精度和高可靠性等特点。
在水轮发电机转子螺栓连接的设计中，首先需要考虑的是螺栓的材料。
一般来说，螺栓材料应具有高强度、高刚性、高耐疲劳性和耐腐蚀性等特点。
常用的螺栓材料有高强度合金钢、不锈钢和钛合金等。
其次，螺栓的规格和数量也是设计中需要考虑的因素。
规格的选择应根据转子连接部位的大小、形状和受力情况等因素确定。
螺栓数量的选择应保证连接处的平衡和稳定，同时要考虑到螺栓自身的重量和成本等因素。
除了螺栓材料和规格数量，还需要对螺栓的预紧力和紧固方式进行设计。
预紧力是指在拧紧螺栓时所施加的力，它是保证连接稳固的关键。
预紧力过小会导致连接处松动，而预紧力过大会导致连接处变形，从而影响发电机的正常运行。
紧固方式也是影响转子连接稳固的关键因素之一。
常用的紧固方式有直接紧固和间接紧固两种。
直接紧固是将螺栓直接固定在连接处，而间接紧固则是通过垫片、垫弹簧等中间件来实现紧固。
在实际应用中，可以根据具体要求进行选择。
总之，水轮发电机转子螺栓连接的设计是千锤百炼的过程，需要综合考虑螺栓材料、规格数量、预紧力和紧固方式等多方面因素。
只有做到科学合理的设计，才能确保转子连接处的高强度、高精度和高可靠性。
同时，也能有效提升水力发电机的发电效率和可靠运行时间。
中型高速水轮发电机设计中的几个问题
发电机的控制策略与原理
控制策略
中型高速水轮发电机通常采用PID（比例-积 分-微分）控制策略来控制电机的转速和输 出功率。同时，为提高控制精度和稳定性， 会引入模糊控制、神经网络等先进控制算法 。
原理
PID控制策略基于一个反馈系统，包括速度 传感器、控制器和功率调节器。速度传感器 监测发电机的转速，并制信号并传递给功率调节器 。功率调节器根据控制信号调节水轮机的进
• 总结词：定子材料的选择需要考虑材料的机械性能、电气性能和热性能等因素。常用的材料包括电工钢、 铝合金和铜等。
• 详细描述：电工钢具有高的磁导率和低的损耗，是常用的定子材料。铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀 等优点，适用于高速运转的发电机。铜具有优良的导电性能，但成本较高。
定子的通风与散热设计
总结词
详细描述
在转子平衡方面，静平衡和动平衡是常用的两种方法。静平衡主要通过添加或减 去重量来实现转子的平衡，而动平衡则需要在旋转状态下对转子进行平衡调整。 动平衡技术可以更好地保证转子的稳定性，提高发电机的运行效率。
转子的强度与刚度分析
总结词
转子的强度和刚度是中型高速水轮发电机 设计的核心指标之一，直接影响到发电机 的稳定性和寿命。
定子的通风和散热设计对中型高速水轮发电机的性能和可靠性至关重要。
详细描述
定子的通风和散热系统需要考虑发电机的尺寸、转速、发热量等因素。常用的通风方式包括径向通风 、轴向通风和混合通风等。散热方式包括空气冷却、水冷和油冷等，应根据发电机的实际情况选择合 适的散热方式。
定子的电磁场与损耗分析
总结词
定子的电磁场和损耗分析是中型高速水轮发电机设计 的核心问题，直接关系到发电机的性能和效率。
VS
浅谈大化水电站扩建工程发电机转子装配措施
浅谈大化水电站扩建工程发电机转子装配措施作者：唐策乾来源：《科技资讯》 2011年第24期唐策乾(广西壮族自治区水电工程局南宁 530001)摘要:本文根据广西大化水电站扩建工程发电机转子装配的施工要求,对发电机转子装配各工艺措施要求的详细步骤进行相应论述,可供类似工程参考。
关键词:发电机转子安装焊接安全控制质量控制中图分类号:TV8 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(c)-0065-011 工程概况1.1 基本概况广西大化水电站扩建工程装设1台容量为110MW的轴流转桨式水轮发电机组,发电机为立轴、半伞式、全封闭双路自循环空气冷却、三相、凸机同步发电机,发电机旋转方向为俯视顺时针方向,推力轴承通过推力支架支撑在水轮机顶盖上,上机架装设有导轴承。
1.2 转子简介转子由磁极、磁轭、转子支架及转轴等组成,转子支架为圆盘式焊接结构,有14个主立筋,中心体与7个外环组件在工地组焊,具有足够的刚度和强度;转子磁轭是由3mm厚低合金高强度钢板WDER550冲制而成,制动环安装在磁轭上;磁极铁芯采用1.5mm厚的Q235B薄钢板冲片叠压而成,磁极线圈采用F级绝缘;转子上装有纵、横向阻尼绕组,极间连接线采用柔性连接结构,可防止因振动和热位移而引起故障并便于拆卸和更换。
1.3 转子安装应具备的条件安装场地应具备防风、防雨、防尘以及防火条件,应有足够的照明设备,场地温度一般不应低于5℃,空气相对湿度不宜超过85%,备有足够数量的消防器材、安全可靠的起重设备应及施工用的压缩空气、水源及电源。
2 圆盘式支架组焊要求转子支架组焊主要采用定位焊接,焊接完以后要满足要求:主立筋至中心尺寸5390mm±1mm;主立筋直线度小于0.30mm;主立筋垂直度小于0.20mm。
3 测量、配刨、装焊副立筋3.1 测量副立筋的位置及配刨尺寸测量副立筋位置的定位主要有:调整中心体上圆盘水平≤0.02mm/m,合格后固定转子支架各支墩;以中心体下法兰下平面为基准,用经纬仪分别确定各主立筋挂钩上平面标高,超差者应处理合格;安装转子支架测量柱及主立筋测量块,调整钢琴线、线锤、油桶和耳机,校正好内径千分尺;利用内径千分尺和地规,以转子支架测量柱至测量工具安装孔距离为半径在各主立筋上端面划圆弧,并打样冲眼。
高海拔、大、中容量水轮发电机的开发设计
高海拔、大、中容量水轮发电机的开发设计付佩贤;张翀;祁腊梅【摘要】为保证水轮发电机组在高海拔条件下运行时的安全可靠性，降低发电机设计制造成本，东风电机公司通过大量的研究分析并结合西藏旁多水电站的实际情况，成功开发出了经济、实用、安全、可靠的新技术。
这些技术的开发应用，有效地解决了高海拔条件下水轮发电机材料的选取、通风冷却计算、绝缘防晕及电气性能等技术难题。
【期刊名称】《四川水力发电》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P148-151,161)【关键词】旁多水电站;高海拔;结构设计;弹簧束支撑【作者】付佩贤;张翀;祁腊梅【作者单位】东方电气集团东风电机有限公司，四川乐山 614000;东方电气集团东风电机有限公司，四川乐山 614000;东方电气集团东风电机有限公司，四川乐山 614000【正文语种】中文【中图分类】TK73;TB857+.3西藏旁多水利枢纽工程是国家西部大开发10周年确定的23个重点建设项目之一，也是西藏地区和平解放以来投资规模最大的水利枢纽工程，被誉为西藏三峡。
目前，该项目创造了多个行业之最:防渗墙世界最深、高海拔地区库容最大、高海拔地区单机容量最大、高海拔地区输水隧洞最长、水头变幅亚洲第一。
工程地处海拔高度4 000 m以上的拉萨河流域中游，坝址位于西藏自治区林周县旁多乡下游1．5 km，距拉萨市直线距离63 km，是拉萨河流域的骨干性控制工程，也是拉萨河干流水电梯级开发的龙头水库。
工程以灌溉、发电为主，兼顾防洪及供水。
由国家水利部、西藏自治区水利厅及西藏自治区旁多水利枢纽管理局开发，工程总投资45．69亿元，水库总库容11．74亿m3。
工程安装4台总装机容量16万千瓦的水轮发电机组，其发电机组在高海拔地区单机容量居世界第一，年发电量可达6亿kW·h。
主要参数见表1。
本发电机为立轴半伞式结构，设有两个导轴承。
上导轴承在上机架中心体内；下导轴承与推力轴承合用一个油槽，布置在下机架的推力油槽内。
思林发电厂水轮发电机转子处理实例分析
表 ２ ３号 磁极交 流 阻抗 明显 比其他 磁极 小 。 ，６
至满 负荷 后磁 极 波升至 ９ ．％ ，恢 复正 常 。１ 机 ７３ 号 ２ １ 年 ７月 投 入 商 业 运 行 后 ，未 出 现 转 子 匝 间 短 ０１ 路 的情况 ，建 议新 投产 机组 应避 免长期 停 机 。
２ ２ ３ 转子磁 极 匝 间短路 ．．
２１ ００年 ３ ，在 ４号发变组大 修期 间，对 吊 月 ， 出机坑的转子进行整体及单个磁极交流阻抗测试 ，
外观 检查 未 发 现 明显 的短 路 ，对 ５ ４号 磁 极 用 带 电清洗 剂 清洗 ，并 用低 压气 进行 吹扫 ，烘 干后 复
测 ，交 流阻抗 上 升为 ０ ７ ３ ．７ ｎ。
２ ２ ２转 子磁 极 受潮 ．．
Ｖ交 流 电压 。而 在 测量 单 个 磁 极 线 圈 交 流 阻抗 时 ，
０ ２ 该 电压很低 ，但是安装遗 留缺陷对于转子 ．６ Ｖ，
磁极 交 流阻抗 的影 响是 很 明显 的 ，此 种缺 陷若不 及 时发 现 ，造成 的损 失是 不可 估量 的 。在进行 转子 绕 组整 体交 流 阻抗测 量 时 ，施 加在 整个 转子 绕组两 端 的 电压不 应 大 于 ３７４ ２ ２Ｖ，测 量 时 可 选 ２０ ５／￣＝ ５ ２
台机 组 中较差 。
２ 转 子 运行 现 场 分析 处理
２ １ 转 子磁 极接 地 ．
抽水蓄能水轮发电机转子结构对比分析
抽水蓄能水轮发电机转子结构对比分析【摘要】工业生产中所应用到的抽水蓄能发电机容量较大，实际运行时转速也很高，很容易发生运行故障。
为了避免水轮发电机运行故障的发生，需要在水轮发电机结构设计上做出相应的改进。
考虑到转子结构的设计质量是影响水轮发电机发生故障的重要原因，所以在设计时一定要做好严格的发电机转子结构设计，切实提高水轮机转子结构的强度和刚度。
以某蓄能水电站为例，本文对抽水蓄能水轮发电机转子结构设计进行了分析，并对比了多种不同方式的转子结构设计，得出相关结论，以供同行参考。
【关键词】抽水蓄能；水轮发电机；转子结构抽水蓄能水轮发电机转子结构的强度与刚度决定了水轮机运行的稳定性。
一般情况下，为了满足水轮发电机大容量、高转速的运行要求，在设计发电机转子结构时会将转子结构中的磁轭和转抽设为一体，材料采用强度比较高的锻钢，将磁极结构设置为向心磁极结构，以便消除转子离心力对线圈的影响。
这种结构形式能起到一定保障作用，但是设计相对复杂，在加上设计成本较高，所以实践时还需慎用。
下面，笔者以两种容量相同、极数对也相同的水轮机转子结构为例，对二者进行对比研究，详细结论如下。
一、抽水蓄能水轮发电机转子结构设计概况1、水轮发电机转子结构设计的作用在探讨抽水蓄能水轮发电机转子结构的设计之前，我们先对抽水蓄能水轮发电机会转子结构作用进行分析。
从功能作用上来看，水轮发电机本身在电力系统中起调缝调相的作用，对电力系统的安全、稳定运行起着重要的保障、控制作用。
而发电机中的转子结构则主要负责推动水轮运转，实现发电。
如果水轮发电机的转子结构设计不当，水轮发电质量也会随之受到影响，甚至导致发电无法完成。
所以说在抽水蓄能水轮发电机运行中，做好转子结构设计，充分保障转轴的稳定运行对水轮发电是极有意义的。
2、传统方案和与新方案的比较在传统的设计方案中，设计人员在设计水轮发电机电子结构时大多采用向心磁极方案，即将结构中的转子磁轭与转轴连为一体，实现转轴转动，结构运行的目的。
水轮发电机转子螺栓连接设计
水轮发电机转子螺栓连接设计一、介绍在水力发电中，水轮机是非常关键的设备，而水轮机转子螺栓连接设计则是保证水轮机安全运行的重要一环。
本文将介绍水轮发电机转子螺栓连接设计的相关内容。
二、水轮发电机转子螺栓连接的重要性水轮发电机转子螺栓连接是将转子和轮盘紧密连接在一起的关键连接方式。
准确、可靠的转子螺栓连接设计对于确保水轮机的安全运行至关重要。
不合理的螺栓连接设计可能导致连接松动、断裂等问题，进而影响整个水轮机的运转效率和安全性。
三、水轮发电机转子螺栓连接设计的原则水轮发电机转子螺栓连接设计时应遵循以下原则：1. 强度与可靠性螺栓连接的设计应确保足够的强度和可靠性，以承受水轮机在运行过程中的高负荷、压力和振动。
2. 紧固力与防松措施螺栓连接设计应能提供足够的紧固力，以确保转子和轮盘之间的密封性，同时需要采取适当的防松措施，以防止螺栓因振动而松动。
3. 方便拆卸与维修考虑到设备的维护和维修需求，螺栓连接设计应便于拆卸和组装，方便替换维修。
4. 耐久性与耐腐蚀性由于水轮机在水环境中工作，螺栓连接材料应具备优良的耐久性和耐腐蚀性，以确保长期稳定的连接效果。
四、水轮发电机转子螺栓连接设计的步骤水轮发电机转子螺栓连接设计的步骤如下：1. 确定连接方式根据具体的水轮机设计要求，选择合适的螺栓连接方式，包括直联式、法兰式、套筒式等。
2. 计算螺栓尺寸和数量根据转子和轮盘的尺寸、重量、运行参数等，进行螺栓尺寸和数量的计算，确保能够满足强度和可靠性要求。
3. 螺栓材料的选择根据水轮机的工作环境和要求，选择适合的螺栓材料，具备良好的强度、耐腐蚀性和耐疲劳性。
4. 螺栓连接的预紧力计算在设计过程中，需要计算螺栓连接的预紧力，以确保螺栓连接紧固力的均匀分布，避免局部过紧或过松的情况。
5. 防松措施的采用根据水轮机的振动特性和工作环境，选择适当的防松措施，如使用垫片、涂覆防松剂等，以提高螺栓连接的可靠性。
6. 检测与维护对于已经安装好的螺栓连接，需要进行定期的检测和维护，确保连接的可靠性和安全性。
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85MW高转速水轮发电机转子设计
【摘要】发电机转子是水轮发电机组中的关键部件，对于大容量、高转速转子结构设计更是行业内研究的重点和难点。
本文重点介绍GD-3电站转子结构设计特点、关键部件应力分析及结构优化成果，为同类高转速水轮发电机转子结构设计提供参考、借鉴和经验交流。
【关键词】高转速转子；结构特点；应力分析
Design of 85MW High Speed Hydro Generator Rotors
HU Jin-xiuHU Xiang-fu
（DEC DongFeng Electric Machinery Co.，LTD. Leshan Sichuan，614000，China）
【Abstract】Generator rotor is the key component among the hydro generating unit. The structural design for the rotor with large capacity and high speed is the focus and difficulty of the research in industry. In this paper, the structural design characteristics of generator rotor and the stress analysis and structural optimization result of the key components for GD-3 Project in Ethiopia are presented for the purpose of reference and experience exchange for the structural design of high speed hydro generator rotors of similar kind.
【Key words】High Speed Rotor; Structural Characteristics; Stress Analysis
1电站概述
埃塞俄比亚GD-3水电站位于埃塞俄比亚首都亚的斯南部，装设3台单机容量85MW的立轴混流式水轮发电机组。
发电机机型为SF85-14/5000，水轮机型号HLA892-LJ-245，最大水头273m，采用密闭自循环双路径向无风扇端部回风冷却系统。
具有上、下两个导轴承，推力轴承与上导轴承合用一个油槽，布置在上机架推力油槽内。
该电站单机容量大、转速高，飞逸工况下发电机转动部件的最大线速度高达168.37 m/s。
发电机设计时，需确保各主要受力部件满足发电机在各种工况下运行的安全稳定性，同时还需考虑其工艺性和经济性。
高转速、大容量水轮发电机的结构设计，特别是转子结构设计一直是行业内研究的重点和难点，它的性能好坏直接影响整个机组的安全稳定运行。
GD-3电站发电机主要技术参数:
额定容量100MV A
额定功率85MW
额定电压13800V
额定电流4183.7A
额定功率因数0.85（滞后）
额定频率50Hz
额定转速428.6 r/min
飞逸转速763.4 r/min
额定励磁电压240V
额定励磁电流970A
转动惯量(GD2) ≥1260 t.m2
2转子结构
转子是水轮发电机组核心部件之一，它的设计、制造和安装质量等直接影响机组的总装质量乃至机组的安全运行。
图1发电机转子结构
GD-3电站根据发电机通风冷却方式，转子采用旋转挡风板、无风扇结构。
它主要由磁极、磁轭、转子支架、主轴等组成，具体结构见图1。
2.1磁极
磁极是水轮发电机产生磁场的主要部件，由磁极铁芯、磁极线圈及阻尼绕组等组成，通过T尾和磁极键固定在磁轭上。
因此，它不但要具备良好的电磁性能，还必须有一般转动部件具有的机械性能。
GD-3电站磁极结构设计时，为了降低加工工艺，经反复论证，并通过大量计算和有限元分析，设计一种当前加工能力可实现又能满足产品性能要求的结构，见图2。
图2磁极装配
2.2磁轭
转子磁轭是发电机磁路的重要组成部分，也是固定磁极的结构部件。
GD-3电站磁轭采用叠片磁轭结构，轴向长2160mm（含上下磁轭压板），多边形至对边尺寸为3286mm。
叠片磁轭装配由磁轭冲片、通风槽片、拉紧螺杆、磁轭压板、
锁定板、卡键、磁轭键等组成。
磁轭冲片的叠片方式对磁轭的重量、磁轭的应力和拉紧螺杆的剪应力有直接影响。
发电机极数少（14极）、转速高、转动惯量要求高，合理选择磁轭叠片方式显得尤为重要。
磁轭冲片设计时，设计人员将层间相错一个极距的基本叠法和层间相错1/2个极距的叠片方式作了详细的计算分析。
2.3转子支架
转子支架是水轮发电机的主要组成部分，也是将磁轭和主轴连接成一体的关键部件。
GD-3电站转子支架采用圆盘式结构，由轮毂、上圆盘、下圆盘、立筋及筋板组成，其机械性能通过强度计算和有限元应力分析得以保证。
轮毂用20SiMn锻造而成，上圆盘、下圆盘、立筋材料均采用高强度钢板。
该结构具有重量轻，刚度大的优点，特别适合本机组的径向通风方式。
3主要部件有限元分析
通过CATIA三维软件对磁极、转子支架建立几何模型，并用MSC.Ptran有限元软件建立计算模型，利用MSC.MARC有限元软件进行有限元计算分析。
3.1磁极强度有限元分析
1）计算模型取1/14模型，施加循环对称约束。
采用4节点四边行单元建模，由磁极结构及受力状况采用平面应力计算模型进行计算。
2）磁极材料为：2\WDER550；弹性模量：1500000MPa；泊松比：0.3；密度：5.75525×10-10t/mm3；屈服强度：550MPa。
磁极键材料为：锻45；弹性模量：206800MPa；泊松比：0.3；密度：7.85×10-9t/mm3；屈服强度：355MPa。
3）计算结果：额定工况下磁极的V on Mises应力分布图见图3。
图3额定工况下磁极的V on Mises应力分布
3.2转子支架有限元分析
1）由对称性取结构1/7建立计算模型，小三角筋板采用四边形壳单元，其余部件采用八节点六面体单元。
2）轮毂材料：锻20SiMn，弹性模量：206800MPa，泊松比：0.3，密度：7.85×10-9t/mm3，屈服强度：225MPa；拉伸强度：470MPa；延伸率：14%。
支架其他部件材料：
Q390，弹性模量：206800MPa，泊松比：0.3，密度：7.85×10-9t/mm3，屈
服强度：≤16mm，≥390MPa；≤16～35mm，≥370MPa；≤35～100mm，≥330MPa。
拉伸强度：490～650MPa；延伸率：19%。
3）计算结果：额定工况下磁极的V on Mises应力分布图见图4。
图4额定工况下磁极的V on Mises应力分布
根据有限元分析计算结果，额定工况计算应力偏大，调整了转子支架上、下圆板及腹板材料，最终选用了性能更好的优质钢板，满足机械性能要求。
4结论
针对大容量高转速水轮发电机转子设计，在结构设计时合理应用新技术、新结构，并运用有限元分析手段，通过对发电机结构的合理调整，提高了机组的安全稳定性，为同类高转速水轮发电机转子结构设计提供参考、借鉴和经验交流。
【参考文献】
［1］白延年.主编.水轮发电机设计与计算[M].北京：机械工业出版社，1982.
［2］陈锡芳.主编.水轮发电机结构运行监测与维修[M].北京：中国水利水电出版社，2008.。