1-水轮发电机设计与制造工艺

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压板 冲片
定子铁芯叠片:
穿心螺杆孔 鸽尾槽 槽部 齿部 轭部 放置鸽尾筋,固定铁芯 穿心螺杆由此穿过 固定定子线棒
定子铁芯装配:
双鸽尾筋
浮动式双鸽尾定位筋结构
在三峡等大型水轮发电机上普遍采用的典型结构;适应铁芯
热膨胀,消除热膨胀内应力,防止铁芯翘曲变形。
定子铁芯装配:
竖井贯流式水轮发电机

典型电站:小龙门13MW、真纳12MW

竖井 贯流

轴伸 贯流
水轮发电机的主要结构
机架主轴 通风系统
盖板外罩 轴系支撑部分: 旋转部分: 固定部分:
油水管路 利用导体切割磁 通过励磁电流产 承受转动部件重 扶梯栏杆 生磁场,通过旋转 力线,并将导体连 量和水推力。 成回路,产生电流 产生旋转磁场 灭火系统 ,最终送入电网 制动系统 吸排油雾
D:发电电动机
WG:卧式贯流式水轮发电机

仙居抽水蓄能:SFD375/413-14/7350
Z:蒸发冷却发电机
水轮发电机容量感性认识
典型大型水轮发电机:

三峡单机容量:70万千瓦/ 700MW
典型抽水蓄能发电电动机:

仙居抽水蓄能单机容量:37.5万千瓦/ 375MW
典型贯流式水轮发电机:
绝缘试验设备
电热老化试验 控制室
电热老化试验 设备
瞬时工频击穿

巴西杰瑞:7.5万千瓦/ 75MW
水轮发电机容量感性认识
水轮发电机总体型式
水轮发电机
立式
卧式
伞式
悬式
灯泡贯流
竖井贯流
轴伸贯流
水轮发电机总体型式
立式:发电机轴系竖直放置

伞式:发电机推力轴承位于转子下方
撑开的伞一样,支撑点在下面。
悬式:发电机推力轴承位于转子上方
水轮发电机技术难点
电磁设计
电磁设计:设计水轮发电机的电磁特征、基本参数和重要 尺寸。发电机的设计是矛盾的。经济性高,材料就不能过分好; 效率高,材料又不能差;便于运输,就不能太夯实,牢固就不 能太小太轻。我们在各种矛盾中取舍,选取一个相对较好的交 叉点。电磁设计是长征的第一步,确定设计的方向。如果犯了 方向性错误,那么干得越积极,错得越遥远……
水轮发电机技术难点
水轮发电机技术难点
水轮发电机技术难点
水轮发电机技术难点
结构设计
结构设计:设计水轮发电机结构,包括形状、大小、受力、 连接等等。水轮发电机块头越大,转速越高,结构方面设计难 度越大。 结构设计的困扰:算得出来不一定设计得出来,设计得出 来不一定焊接得出来,焊接得出来不一定加工得出来,加工得 出来不一定好加工,好加工不一定加工得好,加工得好不一定 安装得上,安装得上不一定拆得下来,拆得下来不一定装得回 去……

1. 只要运动的导体切割磁力线(磁场),在导体两端
就会产生感应电势 2. 任何封闭电路中感应电动势的大小,等于穿过这 一电路磁通量的变化率。

(感谢高级中学物理教科书)
法拉弟电磁感应定律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 水轮发电机型号
无:常规立式水轮发电机 水轮发电机 容量/MW 极数 定子铁芯外径
瀑布沟:SF600-48/14200 巴西杰瑞:SFWG75-84/9600
整体焊接磁
叠片磁
磁轭


磁轭:
整体焊接磁轭加工
磁轭叠

磁极:
冲 磁极铁芯 磁极由磁极铁芯、磁极线

磁极压板
圈、阻尼环、阻尼条等部 件组成。磁极线圈固定于 磁极铁芯上,磁极铁芯通 磁极线圈 常是薄冲片叠压而成,由 螺杆和压板压制成一个整 阻尼条(环) 体。
具体用哪种系统需要根据电磁方案、生产情况、业主喜好等多个因素确定。
水轮发电机的主要结构
轴承装配:
轴承,顾名思义,就是承受主轴的负荷的部件。主轴和 转子、转轮连着的,所以轴承承受了整个转动部件的负荷。 轴承分为推力轴承(支撑轴向)和导轴承(支撑径向)。 立式机组:推力轴承是用来“顶”的,导轴承是用来“扶
定子装配:

铜环
定子铁芯
定子线圈
定子机座
定子机座:
≈22米
定子机座
380平方米
可以容纳2个连的兵力
定子铁芯:
定子铁芯由冲片叠压而成,螺杆+碟形弹簧+压指+压板 保证铁芯长期压紧。既用于固定线棒,又是磁路的通道。 定子铁芯 螺杆 碟簧
压指
东方电机抽水蓄能
技术引进与合作交流
3. 自主研制抽水蓄能机组 仙游抽水蓄能:自主研制; 仙居抽水蓄能:自主研制。
抽水蓄能:pumped storage
抽水蓄能电站的作用:其主要作用不在于直接发电,
而是在电网中调峰填谷、平衡电能分布,紧急情况下 备用、调频、调相等。
抽水蓄能电站的特点:电站不依赖河流;拥有上下两水库;机组可
这是一个很
潮 的词语。因为:
她很地主,拥有上下两个水库。


她很苗条,健美身躯能正反旋转。
她很活泼,风火核电全是它的朋友。


她很有才,过日子蓄水省钱发电赚钱。
她很专一,日复一日月复一月年复一年:
多年以后 ……
抽水蓄能:pumped storage
山还也是那座山,水也还是那湖水
新型复合定子压板结构
小齿压板
结合大、小齿压板的优点,既方便工地安装,又能有效保 大齿压板 压指
证铁芯压紧,非常适合大型空冷电机的长铁芯压紧。
定子铁芯装配:
穿心螺杆 + 碟形弹簧
穿心螺杆 碟形弹簧
补偿铁芯收缩,保证定子铁芯长期运行而不松动
定子线圈:
定子线圈由由多根定子铜线棒连接而成
高速正反转,正转用水发电,反转用电抽水。

高转速、正反转让抽水蓄能发电机的设计有着很大的难度。 峰期,将水抽至上水库储存能量,电力负荷低谷时再放水至下水库
抽水蓄能电站的运用:配合火电、风电、核电运行。在电力负荷高
发电。水库里的水可不依赖外界河流反复使用。
抽水蓄能:pumped storage
定子线圈绝缘系统:模压与VPI
定子线棒表面有绝缘、防晕等材料。绝缘材料是线圈技术 一个关键点。曾有老外生动地说:绝缘技术,就像老婆一样, 打死我也不卖,即使只是想想,那也是不对的。 电机定子线圈绝缘系统分为模压和VPI。VPI是真空压力浸 渍的简称。经常有人会把VPI看成VIP。实际上,模压系统就 像成功男士那样比较厚重,VPI系统就像VIP比较时尚,两者 都是很重要的,并且都在设计使用当中。
转子装配:
转子支架
磁轭
磁极
贯流机转子装配
立式机转子装配
转子装配:
这是小人
这是大转


转子支架:
目前较为常用的两种结构:斜支臂式和圆盘式
斜支臂式
转子支架
圆盘式
转子支架:斜支臂式和圆盘式
两种转子支架比较:斜支臂式转子支架柔性更好,就像是练
电气工程实践专题讲座-走近水轮发电机
2017/3/27
范镇南
水轮发电机的外观
三峡水电站
水轮发电机的外观
三峡水电站水轮发电机组转子吊装
水轮发电机的外观
三峡水水轮发电机组
水轮发电机的外观
溪洛渡水电站
水轮发电机的外观
溪洛渡水轮发电机组
也许曾如此的

平凡
美丽
贯流水电站
也许曾是一片
水轮发电机总体型式
悬式结构:中高速水轮发电机
典型抽水蓄能电站: 惠州、白莲河、黑麋峰、呼和浩特、仙游等 300MW抽水蓄能项目。 从当年惠州抽水蓄能开始的技术引进到现在仙游 抽水蓄能自主研发,中国抽水蓄能技术将成为又 一朵奇葩,标志着一个崭新的开始!
抽水蓄能:pumped storage units
水轮发电机技术难点
电磁设计
凭一种男人的直觉!× 两种误区
(评:男人的直觉您也信得过……)
凭一种无敌的运气!× (评:又不是武侠小说的男猪脚……)
严谨的计算:发电机、电磁场相关理论体系为支撑;
细致的比较:多种调试方案比较、与类似机组方案比较;
丰富的经验:各参数范围选取,计算与现实的差距等等。
水轮发电机技术难点
巴西杰瑞磁极装配
磁极线圈:焊接式和扁绕式
焊接式线圈规整美观,扁绕式线圈制造简单,各有优点。
焊接式线圈美观
扁绕式线圈通
常没这么规整
该图片仅供参考
焊接式磁极线圈
……
扁绕式磁极线圈
转子装配总结
转子支架:起支撑作用; 磁轭:通过焊接或打键的方式与转子支架连接在一起; 磁极:通过打键或把合固定在磁轭上。
水轮发电机总体型式
灯泡贯流式水轮发电机

经常有人无比自豪地称自己是1kW的大灯泡,但实
际上那是井底之蛙,我可以负责地告诉大家,1kW真是弱
爆了。这些才是让人无比自豪的大灯泡!
水轮发电机总体型式
卧式:发电机轴系为水平布置
白话卧式:躺着的发电机。
灯泡贯流式水轮发电机(隆重推出)
水轮发电机总体型式
悬挂放臵,旋转部件支撑点在转子上方
水轮发电机总体型式-伞式
立轴,双导,半伞
支撑点
水轮发电机总体型式-悬式

悬式
支撑点
水轮发电机总体型式
伞式结构:中低速大容量 水轮发电机
典型电站: 三峡700MW、溪洛渡770MW、瀑布沟 600MW、糯扎渡650MW、金安桥 600MW、二滩550MW、李家峡400MW …… 正是这些优秀的“伞” 为中国电力与能源事业撑起了一片晴朗的 天空!
的内家功夫,以柔克刚;圆盘式转子支架刚性更好,就像是练 的外家功夫,以刚克刚。
设计感悟:设计转子支架和作人是一个道理:太刚则易折,
太柔则易弯;所以我们设计转子支架刚柔并进,刚中有柔,柔
中有刚,刚即是柔,柔即是刚……不知道各位童鞋 听懂没有
……
磁轭:
磁轭有两种结构:整体焊接磁轭和叠片磁轭
”的
巴西杰瑞贯流机主轴及轴承
水轮发电机的主要结构
“瓦” 这个东西 轴瓦 钨金瓦:又叫巴氏合金瓦 。
一种发电机常用的合金瓦。为什么叫巴氏?
因为是巴氏发明的……这个巴氏不是中国古
代妇女,而是一位外国人。
塑料瓦:弹性金属塑料瓦
这种瓦,摩擦系数小,瓦面不需研刮,不 需设高压油顶起,对机组“冷态”和“热 态”起动不受限制,瓦温低……
东方电机部分典型灯泡贯流机:
电站名称 红岩子 桐子壕 沙坡头 金银台 长洲 桥巩 巴西杰瑞
容量(MW) 3×30 3×36 4×29 3×40 4×42 4×57 22×75
这些都是我国自
主研发的灯
泡贯流机。以下
省略三千字……
水轮发电机总体型式
轴伸贯流式水轮发电机

典型电站:小道卡(出口到美国)

荒滩
宏伟
龙羊峡水电站
若不小心,也许是这样的
环保
灾难
三峡水电站(山青水秀PS版)
外观及原理
电磁感应定律
立式水轮发电机
总体型式
卧式水轮发电机
水轮发电机 产品介绍
主要结构
发电机转子 发电机定子 发电机轴承
技术难点
电磁、结构 绝缘、冷却
每一根铜棒是由很多根小股线组成
定子线棒固定:
槽部固定 + 端部固定
定子线圈
定子线棒槽内固定
定子线棒端部绑扎
水轮发电机的主要结构
定子线圈接线图:
“接线”是一种平凡的传说。相传,就好像神奇的毛衣一样,你可以用它 穿它买它改它,但要织好它却需要高超的技能……
水轮发电机的主要结构
发电电动机
抽水蓄能水电站
抽水蓄能技术引进与合作交流
1. 作为分包商,与国外公司合作,技术引进 惠州抽水蓄能:与Alstom合作,技术转让; 白莲河抽水蓄能:与Alstom合作,技术转让。 2. 作为主包方,国外公司技术支持 黑麋峰抽水蓄能:与Alstom合作,技术转让; 呼和浩特抽水蓄能:与Alstom合作,技术转让。
水轮发电机技术难点
绝缘
这是每个制造厂自己的秘籍。结构看得到,绝缘材料却是 看不到的。比如东方电机的F级绝缘和哈电或者ALSTOM的F 级绝缘就肯定不一样。 这种不一样,是骨子里的不一样。就像小品《卖拐》里说 的那样:同样是一个屋檐下生活的人,差别怎么就这么大捏?
这件事情,用两个字就可以形容:
“秘密”
发电机
立 式 水 轮 发 电 机 组
负责 跟着水轮机转
主轴
负责让发电机 跟着水轮机转
水流
负责 让水轮机转
水轮机
负责转
基本原理 发电机 卧 式 水 轮 发 电 水流 机 组
水轮机
主轴
基本原理
三句荡气回肠 的话总结发电机:
水流一冲尾巴转; 尾巴一转脑袋转; 脑袋一转就发电。
发电机工作原理
电磁感应定律:
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