水轮发电机定子结构设计
700MW全空冷水轮发电机定子三维流场和温度场特征分析
分 布 。 其 对 固体 导 热 微 分 方 程 的 求 解 可 以 归 为
一
发 电机 全 空 冷冷 却 方 式 以其 简 单 可靠 的结 构 、 方 便 的维护 检修 和低 廉 丰富 的冷 却介质 而 受到 越来 越 多业 主 的青 睐 。就 水 轮 发 电机 而 言 ， 全 空冷 方 式 已经 在 ６ ０ ０～ ７ ０ ０ ＭＷ 等级 水 轮 发 电机 上 得 到 了成
设 计 与 研 究
上 海 大 中 型 电机
７ ０ ０ ＭＷ 全 空冷 水 轮 发 电机 定 子 三 维 流 场 和 温 度 场 特征 分 析
王 超， 刘 传 坤
６ １ ８ ０ ０ ０ ）
（ 东 方 电机有 限公 司 ， 四川 德 阳
摘
要 ：根据某 ７ ０ ０ ＭＷ 全空冷 水轮发电机定子实际结构 和尺寸 ， 基于有 限体 积法 ， 对其 三维 流场和温
度场进行 了数值仿真计算 ， 并对定子风沟 内速度 、 表面传热 系数及压 力分布和定子各部件 问的热量传 递
规律等重要特征作 了分析 ， 得到 了一些有规律 的结论 。 关键词 ：全空冷水轮发 电机 ； 定子流场 ； 温度场 ； 速度； 表面传热 系数 ； 压力 ； 热量传 递
０ 引言
位 置 上 的基 本 物 理 量 （ 如速 度 、 压力、 温 度等 ） 的
一
致性 ， 在 此基 础 上 就 定 子 风 沟 内速 度 、 表 面 传 热
基 于 有 限 体 积 法 的 数 值 仿 真 在 发 电 机 通 风 冷 却 分 析 中 的 应 用 可 以 帮 助 电 机 工 程 师 在 产 品
设 计 阶段 对 冷 却 系 统 进 行 仿 真 模 拟 和 结 构 优 化
水轮发电机结构及工作原理介绍
水流冲击水轮机叶片带动水轮机旋 转
发电机将机械能转化为电能
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水轮机通过传动装置将机械能传递 给发电机
电能通过输电线路传输到电网供用 户使用
效率定义：发电机在单位时间内输出的电能与消耗的机械能之比 影响因素：发电机的设计、制造、运行条件等 提高效率的方法：优化设计、提高制造精度、改善运行条件等 效率计算公式：η=P/P0其中P为输出电功率P0为输入机械功率
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汇报人：
农村地区：为偏 远地区提供电力 供应
城市景观：作为城 市景观的一部分提 供照明和装饰
水利工程：用于 水利工程的监测 和控制
环保领域：用于 污水处理和环保 监测
水轮发电机的优缺 点
清洁能源：水 轮发电机利用 水能发电是一
种清洁能源
效率高：水轮 发电机的效率
较高可达到 90%以上
运行成本低： 水轮发电机的 运行成本较低 维护费用也较
水轮发电机的工作原理：水流通过水轮机带动发电机转子旋转产生电能 发电机的运行特性：根据水流量、水头、转速等因素调整发电机的输出功率和频率 发电机的运行状态：正常运行、停机、故障等 发电机的维护和保养：定期检查、维护和保养确保发电机的正常运行和寿命
水轮发电机的类型
工作原理：利 用水流的冲击 力推动水轮机 旋转从而带动
水轮发电机结构及工 作原理介绍
汇报人：
目录
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水轮发电机的结构
水轮发电机的工作 原理
水轮发电机的类型
水轮发电机的应用 场景
水轮发电机的优缺 点
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水轮发电机的结构
灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构设计 结构简介及有限元分析
灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构设计结构简介及有限元分析2012年2月灯泡贯水轮发电机结构介绍发电机总体结构采用国际上大中型贯流机组常用的两支点悬吊型结构，发电机与水轮机共用一根轴。
发电机通风冷却系统采用国际上大中型贯流机组流行的径、轴向混合强迫通风、一次循环冷却方式。
一、总体布置灯泡式水轮发电机由定子、转子、组合轴承、灯泡体和球面支撑等主要部件组成。
定子下游侧固定在水轮机管形座上，上游侧与泡体把合，联接法兰面上设有两道橡胶密封圈。
发电机与水轮机共用一根轴，转子上游侧把合集电环支架，下游侧与主轴把合，使转子呈悬臂式结构。
发电机组合轴承位于转子下游侧，集正、反向推力轴承、导轴承为一体，结构紧凑。
组合轴承承受机组转动部件的径向载荷及水轮机正、反向水推力。
灯泡体由泡头、锥体和进人竖井组成，相互间均为法兰联接，联接法兰面上设有两道橡胶密封圈。
球面支撑位于灯泡体下部，承受灯泡体向下的重力和流道充水后向上的浮力。
在灯泡体两侧各有一个水平支撑，承受因水流引起的振动力矩。
两种支撑结构基本相同，均为浮动支撑方式，以适应机组运行期间因水流和发热引起的变形，保证定子、转子间隙不会产生变化。
发电机定子、转子及轴承的重力、轴向水推力、偏心磁拉力和短路扭矩全部由水轮机管形座承担。
发电机密封面可靠密封，除采用橡胶密封圈外，重要面还辅以厌氧密封胶。
发电机采用常压密闭循环强迫通风冷却系统。
发电机采用机械制动方式。
二、定子1）定子机座定子机座分两瓣（若运输条件许可，定子机座采用整圆结构，这样对防水止漏更有好处），采用大齿压板结构以保证铁芯质量，在顶环和底环上分别开有两道矩形密封沟槽，以便用橡胶密封条和密封胶来保证机座与锥体及管形座的良好密封。
机座各层环板之间通过立筋相联。
环板上开有通风口，以形成轴向通风道。
2）定子铁芯定子铁芯采用国产50W270优质冷轧无取向高导磁硅钢片冲制、厚度0.5mm，冲片两面均匀涂有热烘F级绝缘漆，以使涡流损耗降到最小。
水轮发电机的结构(讲义)
机组旋转中心垂直度测量计算
机组旋转中心垂直度是指机组转动部分在转动过
程中，各转动部分旋转中心线的垂直度。 机组旋转中心垂直度的获得，可以通过测量和计 算大轴任意两个断面在0°和180°两个方位下的偏 心值来得到。垂直度的调整可以通过调整推力轴 承抗重螺栓高差或者调整承重机架水平来调整。
大 轴 旋 转 中 心 示 意 图
弹性垫支承氏推力轴承示意图
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
发电机制动系统
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。
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。
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。
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。
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。
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。
乐滩水轮发电机定子穿芯螺杆结构的设计
１．ｔ考虑厚度差价 ， ３ ６， 节约材料成本近 ｌ 万元。可以看 ０ 出， 在现阶段 的市场环境下， 穿芯螺杆结构的使用有效地
叠压效果是最好 的 ， 但由于整体结构的需要 ， 这点无法做 （ 见图 ４ ，每台发电机 １８ ） ９ 块压板 ， ４台份共节约净重量 到 ， 以我们就尽量使两者接近 ， 所 以保证叠压效果 。采用
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乐滩 轮发电 子穿 螺杆 水 机定 芯 结构的 设计
马文豪 ． 朴今淑
哈尔滨电机 厂有限责任公 司， 黑龙江 哈尔滨 １０４ ００ ５
ｌ 前
言
乐滩水电站位于广
城县红水ｆ红渡大桥上游 ３ｋ 町 ｍ．
是红水河规划的第八个梯级电站。电站袈设 ４ 台轴流转 浆 式水 轮发 电机组 ． 总装 机容 蜮 为 ４ １０ＭＷ． ｘ５ 是国 家 西
ｔ ￣ｌ —Ｊ＇ －—＇ ｔ 堑 ：
些 ！ 塑 壁
图 ３ 采用穿芯蛆杆结构的冲片形式
机 工 械 程师 ２０ 年 期ｆ １ ６ ０６ 第４ ３
犍为大型卧式水轮发电机结构设计
犍为大型卧式水轮发电机结构设计本文介绍岷江犍单机容量为55.6MW、定子外径为9.5m的大型卧式水轮发电机的结构设计，设计过程比较复杂，需要考虑制造、运输、安装、维修等实际可行性，因此在设计过程中反复优化。
本文就结构设计特点作以简述。
标签：卧式；贯流机；水轮发电机；结构设计1 引言犍为水电站机组型式[1]为：三相同步灯泡贯流式。
励磁系统采用微机型自并激可控硅静止整流系统。
2 发电机基本参数3 结构说明发电机部分由灯泡头、中间环、定转子、轴承、冷却系统、自动化系统及其它辅助部件组成。
3.1 定子定子部分由定子机座、定子铁心、定子线圈等组成。
（1）定子机座。
定子机座为两瓣把合结构。
设有上下游法兰、大齿压板、中环等。
上下齿压板的压指均采用非磁性材料。
机座分两瓣运至工地把合组焊。
（2）定子铁心。
冲片采用低损、优质冷轧硅钢片。
双面涂覆F级绝缘漆，外侧开有鸽尾槽。
铁心叠装采用穿心螺杆结构，防松采用高强度碟簧压紧，可有效防止长期运行后铁心松动。
（3）定子线圈。
定子线圈具有互换性，采用条式波绕组，双支路Y形联接，线棒主绝缘引用VPI工艺。
线圈两端为防止起晕，部分做防晕处理，直线段采用先进的换位方法，可减少损耗，降低线圈股间温差。
3.2 转子转子部分由转子中心体、磁极、制动环等部件组成。
（1）转子中心体。
转子中心体通过有限元分析定为π形结构，磁轭由Q345厚钢板卷焊而成，并与圆盘焊成一体，相对现场叠片磁轭有安装工期短、圆度好等优点。
磁轭圈加工磁极挂装和径向散热通风用孔。
（2）磁极。
磁极由线圈、芯棒、冲片、阻尼环和端板等构成。
磁极铁芯由冷轧薄钢板冲片，中间用芯棒穿过端板并压紧焊接。
磁极线圈选用多边形半硬紫铜排，有效增加散热面积，控制线圈温升。
每层线圈匝层垫绝缘纸，最后与铜排热压为一体。
极身四周设有角部绝缘，提高绝缘可靠性。
磁极挂装用径向拉紧螺杆配合芯棒上的螺纹孔挂于磁轭圈上，现场拆装方便。
转子设纵、横阻尼绕组。
阻尼环极间连接用铜片连接，简单可靠，检修装拆方便。
水轮发电机定子汇流环的结构
水轮发电机定子汇流环的结构发布时间：2022-11-04T10:15:09.579Z 来源：《科学与技术》2022年第7月13期作者： 1.晁波 2.田雪[导读] 液压轮发电机定子支撑螺钉起到固定铜环引线的作用。
当发电机正常运转时，由于集肤效应和近距离效应，支撑螺钉的过度损耗将导致固定螺钉温度过高，绝缘和火灾失效。
1.晁波2.田雪1.陕西黄河集团有限公司2.西安北方光电科技防务有限公司710043摘要：液压轮发电机定子支撑螺钉起到固定铜环引线的作用。
当发电机正常运转时，由于集肤效应和近距离效应，支撑螺钉的过度损耗将导致固定螺钉温度过高，绝缘和火灾失效。
因此，为了有效防止定子铁环支撑螺钉过热，保证主设备的安全稳定运行，有必要研究和处理定子铁环支撑螺钉过热的现象。
本文对水轮发电机定子汇流环的结构进行分析，以供参考。
关键词：水轮发电机；定子汇流环；结构引言定子汇流环也称为母线(铜环引线)。
大容量发电机组定子线圈通常由多个线圈并行进行，并由定子线圈总线并行进行。
由于皮肤的浓度效应(当铜条连续通电时，铜条部分的电流均匀分布)；当铜棒通过交流电流时，钢筋部分的电流不再均匀分布，电流密度具有称为皮肤浓度效应的大外部、小内部和连续变化特性，以及近距离效应(当两个相邻导体通过交流电流时，场相互作用当两个导体在同一方向上的交流电流值相等时，电流通过两个导体的外部表面，即接近效应，大电流池中铜线的进一步损耗会显着增加，而定子池圆则从最近的总线支撑螺钉，即。
1上机架及汇流环整体吊出1.1汇流环专用吊具安装1)拆下集水区回路上的紧固螺母，装入长六角螺母，然后装上长螺钉并用六角螺母拧紧。
2)安装方管梁，用六角螺母和垫圈水平调整两侧。
3)拆下顶部机架外部垂直风(集水池环外部)，将提升梁放在方管梁上并将其连接成一个完整的圆，拧紧六角螺栓，用螺钉和六角螺母拧紧两侧的夹柄以固定。
4)安装升降梁和机架支撑臂之间的连接杆和垫片，并通过调节垫片拧紧间隙。
水力发电中水轮机的结构设计与优化
水力发电中水轮机的结构设计与优化一、水力发电水力发电是指利用水流经过水轮机来转动发电机转子，将水流的动能转换成电能。
水力发电在可再生能源中占据重要地位，是一种比较成熟的发电技术，优点是不会排放污染物，具有环保、经济、可靠的特点。
二、水轮机的基本结构水轮机主要由转子、定子和水荫罩组成。
其中转子是水轮机的核心部件，由叶轮与轴组成。
当前常用的水轮机有垂直式轴流水轮机和水平式轴流水轮机两种，其中垂直式轴流水轮机的叶轮与轴的排列方向为垂直方向，可以由上往下进水。
水平式轴流水轮机的叶轮与轴的排列方向为水平方向，叶轮是连接在轴上的平面无限延伸的叶片。
三、水轮机的优化设计方法水轮机的设计一般包括流道和叶轮两个方面，其中流道的设计决定了水的流动状态，叶轮的设计则影响了水轮机的功率输出。
具体的优化设计方法包括几何形状优化、流场数值模拟与优化以及流体固耦合优化等。
1. 几何形状优化几何形状优化是指对水轮机进行形状方面的优化，主要包括叶轮叶片的几何形状和叶盘、轴的几何形状。
叶轮叶片的几何形状主要影响水轮机的效率和特性，可以通过对称分割、叶片弯曲或变形等方法来进行优化。
而叶盘和轴的几何形状则主要影响水轮机的结构强度和动平衡性能，可以通过降低叶盘和轴的重量和直径等来重新设计。
2. 流场数值模拟与优化流场数值模拟与优化是指通过计算水流场、压力场等物理量的数值方法来对水轮机进行优化。
该方法需要建立水轮机的数值水力学模型，通过CFD分析流场分布、压力分布等信息，有效地帮助优化叶轮和流道的设计。
同时，数值模拟还可以评估具体流量下水轮机的效率、压力损失和流量系数等重要性能参数。
3. 流体固耦合优化流体固耦合优化是指在同时考虑水轮机结构和水力学条件的情况下，对水轮机加以优化。
在该方法中，结构力学和水力学模型同时建立，然后通过计算得到水流与叶轮之间的相互作用以及叶轮与结构之间的相互作用，以优化水轮机的性能。
该方法需要重点考虑流固耦合问题，并且需要选取合适的工作流量来评估水轮机的性能指标。
三峡右岸哈电水轮发电机定子机座的设计
功率 因数 ： ９（ ０． 滞后 ） 额 定转速 ： ７ ５ ｒ ｍｉ ／ ｎ 飞逸 转速 ： ０ １ ｒ ｍｉ ５ ／ ｎ 额定 频率 ： ０ ５ Ｈｚ 飞轮 力矩 ： ５ ０ ０ｔ・ ４ ０ ０ ｍ
３定子机座结构设计
３ １ 总体结构 ． 定子 机座 为钢 板焊接结 构 ， ８层环板 、 由 ２ ０个垂直 的斜元件（ 圆周上等距分 布） 、垂直 筋板 及 机 座 外 壁 组 成 稳 定 的 刚性 结 构 。 机 座内径为 ｌ ８ ０ ４ ｍｍ， ９ 外径约为 ２ ０ ０ ２ ３ ｍｍ （ 最大） ５ ９ ｍｍ（ 含连接环 ） 其内侧承载 高 ７５ 不 ， 定 子铁 芯和 定子 绕组 ，外 侧承 载空 气冷 却 器 等 附件 。根据 运输 的 限制 条件分 成 ５瓣 ， 厂 内进行 预装 ，工地 进 行组 圆焊接 。组装 合缝 处 设有 小合 缝 板和定 位用 的销 钉 ，以保证 在 工 地 的组 装 拼焊 工 作 能 准确 顺利 的 进 行 。 ３。 具体 结构 ２ 图 ｌ中 序 ｌ连 接 环 ，为 上机 架 提 供 支 撑 ，一 机 架 支 臂 与 定 子 机 座 通 过 此 连 接 环 Ｉ ｎ 联 结 为一 体 （ 刚性 连 接 ） 。连 接 环 为 多边 形 结构 ， 圆周分 十瓣 ， 上下 分别 由 ２ ｍ ｍ 厚的 ０ 多边 形钢 板和 １ ｍｍ 厚 的立筋 焊接成 一体 ， ０ 分 别坐 落 在定 子 机 座 ２０个 斜元 件 的顶 端 。 图 １ 序 ２上层环板为 ２ ｍｎ 厚钢板。 中： ０ １ 序 ４中间环 板为 １ ｍｍ 厚 钢板 。 ５ 序 ６ 下 环 板 采 用 － 齿 压 板 结 构 ， 为 人 ５ ｍｍ 厚 的钢 板结构 ， ０ 用于支 撑定子 铁 芯压 指及 绕组 的重 量约 为 ９ ０ 。大 齿压 板通 过 ｔ ０
水利发电水轮机结构件图解说明
推力轴承支架吊装
装配步骤：
首先将推力轴承锥段、 推力轴承柱段和下风罩组 装成一个整体；然后用桥 机将整个推力支架吊入机 坑；调整推力支架位置使 得推力支架轴心与支持盖 轴心一致，同时对齐各个 螺栓安装孔位；用紧固螺 栓将推力支架与支持盖紧 固在一起，保证紧固的可 靠性。
推力轴承外形
本发电机推力轴承放置在水轮机支持架上，总推力负荷为3300T，采用液压式三波纹弹性油箱支 撑结构。其主要作用就是在机组开机过程中，用高压油装置顶起转子，使得发电机转子远离制动环， 从而减少静摩擦力，保证机组正常开机；同时在机组运转过程中承受机组转动部分的全部重量，通过 推力支架进行负载转移。
轮 叶 接 力 器 装 配（一）
导轴
固定 螺栓
活塞环
装配步骤：
1.安装活塞环； 2.安装导轴；
活塞 3.安装紧固螺栓，连接活塞和导轴；
轮 叶 接 力 器 装 配（二）
装配步骤：
4. 将活塞装配体装入轮毂； 5. 安装轮叶接力器缸体； 6. 安装M160×4连接螺杆； 7. 安装M160×4螺母，采用螺 栓拉伸器紧固螺母，保证缸体 与轮毂连接可靠。
本图中隐藏了导水机构
水 封 组 件
外形图
上盖板
剖面图
上密封橡皮板
上压板
上环板
密封环 下密封橡皮板
密封水箱
下压板
水封主要起主轴密封作用，防止水从转轮室渗漏到水车室中。
水 封 安 装
装配步骤：
主轴和支持盖吊装完 成以后进行水封吊装；水 封组件基本上都是由分瓣 部件组成，所以首先应该 将各个组件分别吊入支持 盖中，然后在支持盖内部 依据设计要求进行组装成 一个整体。 本图中只表示了水封 的安装位置，没有依据实 际过程进行。
乐滩水轮发电机定子穿芯螺杆结构的设计
１０４ ） 张树伟 ５００
【 摘 要】 通过对比 传统拉紧螺杆和穿芯螺杆的结构特点，阐 了 谜．穿芯螺杆结构在低转速大容量的发
电机 中的应用优势。 ＿ 一
【 关键词】 传统拉紧螺杆 穿芯拉紧螺朽√ 冲片 铁芯装配
一
、
莉 暑
铁 心 内径 ／ ｍｍ 铁 心 外径 ／ ｍｍ 铁 心 长度 ／ ｍｍ
理 ，就可 以得 出这样 的等式
图 ２ 采用传统拉紧螺杆的铁心装配图
１ 顶丝 ． ２ 压板 ． ３ 传统螺杆 ４． ． 铁心重心 ５ 定子铁心 ．
采用了穿芯螺杆这种新结构时的冲片形式 （ 见图 ３ ）
和叠压后 的铁心装配图 （ 见图 ４ 。 ）
Ｇ
铁 心 重心
■一 丝 项
图 ５ 传统螺杆结构的受力 图 ｃ‘ Ｌ＝ｐ ‘ ２ ２ Ｌ （） １
图 １ 采用传统拉紧螺杆时的冲片形式
采用传统结构时，拉紧螺杆分布在铁心外侧。从装 配图４ 上可以看到，拉紧螺杆的中心距铁心重心越近 ， 其叠压效果应该越好， 拉紧螺杆在铁心外侧的情况是叠
压 效果最差的情况 ，对于铁 心短一 的机 组 ， 以用增 可 大螺杆拉应 力，加厚压板 等来 解决 ； 由ｌ乐滩 水轮发 但 『
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开 与 计Ｄｇ Ｄｅｍｔ 发 设 ｅｎ ｅｌｅ ｓ＆ ｖｐｎ ｉ ｏ
研发ｓ 造Ｇ Ｉｌ 制 ｒ
乐滩 水 轮 发 电机 定 子 穿芯 螺杆 结构 的设 计
哈尔滨 电站工程有 限责任公 司 （ 黑龙江 １０ ４ ） 何艳 ５０ ０
哈尔滨 动力设备股份有 限公 司 （ 黑龙江
离。
－
— —
Ｉ ｌ
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水轮发电机定子线棒并头结构的设计和钎焊方法的选择
１ 概
述
两种 形式 。
２１ 并头 套式 结构 ．
这是水 轮发 电机定 子并 头的原 始结 构。定 子线棒
大 中型水 轮发 电机 的定 子线 圈采 用框式 或条式 两 种 结构 ， 线圈 嵌 线安装 后 ， 需要将 线 圈 的上下 端部 连 都 接起来 ， 即所 谓的 并头 ， 并头采 用钎焊 来 完成。那 ， ， 厶 线圈 并头设计 成 什么样 的结 构 ， 否合 理 ， 是 钎焊时应 用 什 么样 的加 热方 法 ， 都将 直 接影 响并 头的钎 焊质量 ， 乃 至整 台发电 机 的性能和 产 品质量 过 去 ，大 中型水 轮 发电机 定子线 圈并头使 用套 式结构 ， 钎料 钎焊 ， 头 软 并
上端并头套 无 底 ，安装 时 ，并头套 套人 上下 层线棒端
部， 中间安 放铜 锲 ， 用软 钎料钎 焊 ； 使 定子线棒 下端是
带 底的 并头套 ， 焊时 向并 头套 内直接 灌人液 态钎料 ， 钎
套 在线棒 上 。这种 结构使 用 的钎料 量 大 ，钎料 的熔点
低， 线棒并 头钎 焊 质量 的可靠 性差 ， 目前 已经很 少采用
SD287—88水轮发电机定子现场装配工艺导则
1总则2施工现场3机座组合、焊接4定位筋安装5铁芯叠装6铁损试验7线圈嵌装和汇流母线安装附录A 定子铁芯装配所需工器具和材料(参考件)附录B 定子现场下线所需工器具和材料(参考件)附录C 国内外电站定子现场装配若干资料(参考件)附录D 各种环氧粘合剂、胶固剂、填充胶的配方和调制(参考件)附加说明打印刷新水轮发电机定子现场装配工艺导则SD287—881998-08-20发布1988-12-01实施中华人民共和国能源部批准中华人民共和国能源部关于颁发《水轮发电机定子现场装配工艺导则》等的通知能源技[1988]11号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，电力、水利水电规划设计院，各水电工程局：经审查、批准，现颁发《水轮发电机定子现场装配工艺导则》(SD287—88)和《水轮发电机组推力轴承、导轴承安装调整工艺导则》(SD288—88)两项部标准。
该两项部标准自1988年12月1日起实施。
实施中的问题和意见，请告天津蓟县机电研究所。
水利电力出版社负责该标准的出版和发行工作。
1988年8月5日1总则1.1本工艺导则适用于在施工现场拼焊定子机座，整体叠压铁芯并完成全部线圈嵌线工作的间接空冷立式水轮发电机定子的装配。
1.2编制本工艺导则的依据为：a.原水力发电建设总局关于推广水轮发电机定子现场装配工作的指导文件；b.水轮发电机制造厂关于特定机组定子现场装配的工艺规程和导则；c.各有关电站施工现场安装工艺技术措施及施工记录；d.国外有关水轮发电机制造厂关于定子现场装配工艺的技术资料。
1.3定子现场装配应具备下列技术资料：a.定子铁芯装配图，定子总装配图，定子绕组接线图及定子各有关零、部件图；b.制造厂编制的水轮发电机安装说明书及定子装配技术要求；c.定子设备出厂检验记录；d.设备发货明细表。
2施工现场2.1装配场地可选在安装间或机坑的指定位置。
2.2确定在现场组装定子的水电站，建议在厂房结构设计时预先考虑安装间楼板的荷重能力和施工面积的大小，使安装间长度与机组段长度之比大于1.7。
定子下线方案
金安桥水电站机电安装工程合同编号：JAQ/C4SF600-64/16200型水轮发电机定子下线施工技术措施（修）编制：宋长斌校核：审查：批准：葛洲坝集团金安桥水电站施工项目部2008年7月16日金安桥SF600-64/16200水轮发电机定子下线施工技术措施一、概述1.1、发电机定子机座、铁心结构：定子机座分6瓣在工地组焊成整园。
机座外径φ18040mm高3100mm。
机座无上下环结构。
定子铁芯采用高导磁、低耗、优质硅钢片叠压而成，铁芯共分72段、全长2900mm。
铁芯分5段预压并整体压紧。
穿心螺杆为非磁性钢42CrMo4材料，铁芯两端采用非磁性压指以及非磁性端箍。
1.2、发电机定子线圈主体结构：发电机共有1536根线棒，定子铁芯在安装间装配后吊入机坑，在机坑内下线。
发电机定子线圈绝缘采用18kV高场强F级VPI绝缘系统。
定子绕组采用并联8支路星型波绕组结构，电磁线材料采用双面绝缘厚度为0.2mm的玻璃丝包扁铜线，线棒表面采用绝缘弹性槽衬结构。
定子线棒采用小于360°换位方式（上层采用317.14°换位，下层采用312.35°换位），以减少股线间环流。
线棒在槽内采用楔下弹性波纹板固定。
定子线圈端部接头采用银铜焊接。
定子线圈主引出线及中性点出线分别与相应设备相连。
1.3、发电机定子下线主要图纸：定子装配图1F6670，定子接线图OF772，铜环装配及引出线装配图OF773，铜环支路组成图2F8793，定子测温装置图1F6669，主引出线布置图1F6996，端箍装配图2F8465等1.4、发电机定子下线主要技术参数发电机型号：SF600-64/16200额定容量：667MVA额定功率：600MW相数 / 槽数：3相/768槽额定功率因数：0.9额定电压 / 电流：18kV/21383A定子铁心内径/长度：φ15220/2900mm定子槽数： 768定子绕组额定电流密度： 2.9A/mm2槽电流： 5346A额定频率：50Hz三相连接方式： Y形每极每相槽数： q＝4节距： 1－11－25并联支路数： a＝8绕组循环数： 4定子线棒重量： 47.69kg～50.94kg定子线棒长度：约4354～4460mm定子线棒线规：约21.3×88.45mm槽形尺寸：（ 22.37～22.4）×（201.17～201.2）mm发电机额定效率： 98.8%发电机充电容量： 608MVar发电机每相对地电容/对地电容电流：2.83μF/9.24A二、编制依据2.1、东电图纸1F6670、1F6669、0F772、0F773等和东电《金安桥SF600-64/16200水轮发电机安装说明书》等技术文件；2.2、水轮发电机组安装规范GB8564-2003；2.3、水轮发电机基本技术条件GB7894-87；2.4、水轮发电机F级高场强定子绕组现场安装绝缘技术规范DB1394-2005。
水轮发电机结构及工作原理介绍_图文
– 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。
• 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
• 中小型水轮发电机轴承的油循环冷却方式一般为内 循环。
• 水轮发电机制动方式 机械制动、电气制动、混合制动
• 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。
• 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。
– 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。
起动试运行的内容和程序 ：
1. 机组起动试运行的工作范围很广，要进行从水工建筑物到 机电设备的全面检查。一般说来包括试验检查和试运行两 大部分，而且以试验检查为主。
2. 起动试运行程序： （1）水轮发电机组试运行前的检查
2. 通过检杳发现尚未完善的工作及工程或设备所存在的缺陷， 及时处理以保证电站能顺利地投产。
水轮发电机定子结构设计
作者：宋厚祁日期日期：2016.12电磁设计：是发电机设计的关键和基础，所有工作都是以电磁设计为基础点展开。
¾发电机设计技术设计：总体结构的布置、选型，各部件各工况下的机械设计图纸设计：绘制出各零部件的具体尺寸、材料、工艺方法、加工要求等。
（部套设计）刚度、强度、应力、通风、冷却等计算。
¾所涉及的主要标准：GB/T 7894-2009 《水轮发电机基本技术条件》GB/T 8564-2003 《水轮发电机组安装技术规范》¾《水轮发电机设计与计算》——白延年主编定子装配机座加工（焊接）定子铁心定子线圈（棒）装配引出线装配端箍装配一、机座加工（焊接） 1 结构介绍构介绍¾多为钢板焊接、圆形结构，多层支撑环板、支撑钢管，盒型筋，机座外壁以及起吊圆钢组成，其内侧承载定子铁心和定子绕组，外侧承载空气冷却器等附件。
¾机座加工（焊接）整圆分瓣（234瓣大合缝板：厂内叠片，工地下合缝线分瓣（2,3,4…瓣）小合缝板：工地整圆，工地叠片下线¾斜立筋从内向外的倾斜方向与机组旋转方向相反（后倾）；斜立筋后倾时，电磁转矩使定子机座直径变大，可以适应定子铁心的热膨胀，有利于防止铁心翘曲。
2 主要计算2.1 带铁心机座的刚度校核（Excel或者ZH计算JZGD）2.2 大合缝板相关计算突然短路时，机座合缝板螺栓的拉应力及销钉剪应力分别为：——突然短路扭矩；——合缝板螺栓分布重心直径（cm）;——合缝板螺栓总截面积式中合缝板螺栓总截面积。
式中D——合缝板销钉分布重心直径（cm）；A——合缝板销钉受剪总截面积。
3 注意事项¾核对定子机座与上机架连接尺寸及方位；¾核对定子机座与基础板连接尺寸及方位；¾机座上空冷器窗口大小及方位与空冷器的配合(并与机组通风方式有关)；¾灭火水管方位、开孔大小；定子测热装置线方位开孔大小（发电机端子箱位置）；¾定子测温及加热装置出线方位、开孔大小（发电机端子箱位置）；¾上、下挡风圈安装螺孔位置及大小；¾定子引出线方位与高程；¾大机组考虑起吊穿杆位置及同心度；¾考虑定子铁心固定片焊接操作窗口。
巨型水轮发电机组定转子挡风板结构浅析
其中V=m/pA
根据电机中的风路特点,质量流量与节点压力
的关系可写成公式：
-2p£ mr=
2以$
Pi
在通风网络和每个节点上有若干个元件的网络 支路，可给出每个节点的质量流量的和，建立线性方 程用于建立矩阵，进行求解。电机冷却系统结构及 尺寸不变,只改变挡风板的结构形式进行通风计算。
3.3.2计算结果
3巨型水轮发电机组定转子挡风板通风计算
3.1通风计算简述
收稿日期：2020-04-04 作者简介：朱晨阳(1988-),男,工程师，从事水电站主辅设备维护 与检修工作。
第5期
朱晨阳,等:巨型水轮发电机组定转子挡风板结构浅析
5
水轮发电机通风冷却技术不断发展的根本目 的，在于更有效地带走发电机内因各种损耗产生的 热量,从而控制发电机的温升,提高发电机的安全性 和效率。目前大容量机组都采用全空冷技术。由于 空气在电机内流动的复杂性，以往借助实验手段校 验计算结果。
挡风板是发电机通风冷却系统中的1个重要部 件，其安装在发电机定转子上、下方，主要作用是减 少定子与转子空气间隙处的漏风量，从而增加通风 循环系统的密闭性，使发电机产生的热风基本全部 通过空冷器进行冷却，冷却后的冷风再次进入转子 磁极、定子铁心,降低转子磁极、定子铁心温度。倘 若挡风板结构设计不当，可能会造成如下安全隐患: 通风冷却无法充分循环、空气间隙处漏风过大，通风 效率低,从而导致定子铁心、线棒温度升高；挡风板 及其紧固螺栓可能断裂，若进入定转子间隙，损坏定 转子，造成机组非正常停机。
பைடு நூலகம்
的结构形式进行通风计算 ，固定式挡风板漏风量较
旋转式挡风板大大减少,降低了机组的通风损耗，固
定式挡风板结构在通风计算中通风损耗等方面优于
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作者：宋厚祁日期日期：2016.12电磁设计：是发电机设计的关键和基础，所有工作都是以电磁设计为基础点展开。
¾发电机设计技术设计：总体结构的布置、选型，各部件各工况下的机械设计图纸设计：绘制出各零部件的具体尺寸、材料、工艺方法、加工要求等。
（部套设计）刚度、强度、应力、通风、冷却等计算。
¾所涉及的主要标准：GB/T 7894-2009 《水轮发电机基本技术条件》GB/T 8564-2003 《水轮发电机组安装技术规范》¾《水轮发电机设计与计算》——白延年主编定子装配机座加工（焊接）定子铁心定子线圈（棒）装配引出线装配端箍装配一、机座加工（焊接） 1 结构介绍构介绍¾多为钢板焊接、圆形结构，多层支撑环板、支撑钢管，盒型筋，机座外壁以及起吊圆钢组成，其内侧承载定子铁心和定子绕组，外侧承载空气冷却器等附件。
¾机座加工（焊接）整圆分瓣（234瓣大合缝板：厂内叠片，工地下合缝线分瓣（2,3,4…瓣）小合缝板：工地整圆，工地叠片下线¾斜立筋从内向外的倾斜方向与机组旋转方向相反（后倾）；斜立筋后倾时，电磁转矩使定子机座直径变大，可以适应定子铁心的热膨胀，有利于防止铁心翘曲。
2 主要计算2.1 带铁心机座的刚度校核（Excel或者ZH计算JZGD）2.2 大合缝板相关计算突然短路时，机座合缝板螺栓的拉应力及销钉剪应力分别为：——突然短路扭矩；——合缝板螺栓分布重心直径（cm）;——合缝板螺栓总截面积式中合缝板螺栓总截面积。
式中D——合缝板销钉分布重心直径（cm）；A——合缝板销钉受剪总截面积。
3 注意事项¾核对定子机座与上机架连接尺寸及方位；¾核对定子机座与基础板连接尺寸及方位；¾机座上空冷器窗口大小及方位与空冷器的配合(并与机组通风方式有关)；¾灭火水管方位、开孔大小；定子测热装置线方位开孔大小（发电机端子箱位置）；¾定子测温及加热装置出线方位、开孔大小（发电机端子箱位置）；¾上、下挡风圈安装螺孔位置及大小；¾定子引出线方位与高程；¾大机组考虑起吊穿杆位置及同心度；¾考虑定子铁心固定片焊接操作窗口。
二、定子铁心1 结构介绍构介绍¾定子铁心由扇形片、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；其是磁路的主要组成部分并用以固定绕组。
9红色标记为定子结构设计相关的电磁参数¾定子扇形片设计：①每张扇形片槽数Ze取整数，常用范围为7~13；②定子整圆的扇形片数一般取整数，且应防止产生轴电流，即应满足N/P等于偶数或分子为偶数的分数（N——扇形片叠装时的接缝数；P——极对数）；③布杆；结合相关计算数据合理布置定子拉紧螺杆数目；④参考以往已运行机组的冲片，并合理选择弦长。
鸽尾槽的型式和尺寸为避免叠片时相邻扇形片边缘搭叠，接缝边应留有0.2毫米的间隙；为防止接缝处槽底错牙损伤线圈绝缘，应将接缝处的槽底直角处冲成30度（2mm）。
缝处的槽底直角处冲成30度（2mm）¾通风槽片设计：为避免点焊热变形而引起的扇形片齿部、槽底翘曲，导致叠片槽形错牙，需要将扇形片扩槽即沿齿槽周边冲去15毫米扇形片扩槽，即沿齿槽周边冲去1.5毫米的宽度（手册为2毫米）。
¾拉紧螺杆设计：选择合适的螺杆材料，图纸直线度标注；材料须满足Q/EK J121-2016《发电机拉紧螺杆用材采购技术规范》的要求。
主要计算2 主要计算2.1 定子齿压板与拉紧螺杆的计算（Excel）2.2 定位筋、托块焊缝应力计算（手册—计算公式及算例）子与作用力计算（计算式算例）2.3 定子铁心与机座热膨胀作用力计算（手册—计算公式及算例）3 注意事项¾衬口环A与通风槽钢注意相互位置；¾衬口环B与齿压片长度方向问题；¾固定片在铁心轴向位置安放，与机座中环保持适当距离；固定片在铁心轴向位置安放与机座中环保持适当距离；¾固定片与机座上拉紧螺杆孔及机座立筋的位置关系如何确定；定子铁内径公差标注依据：气隙、安装规范、过往已运行机组数据；¾定子铁心内径公差标注依据：气隙、安装规范、过往已运行机组数据；¾注意铁心叠压完工后，槽形尺寸公差标注（如：0到-0.3）；¾计算铁心扇形片重量公式：扇形片净面积、片数/周、Lt-bv*nv、密度、叠压系数；¾通风槽钢斜角方向与机组旋转方向的一致性。
三、定子线圈(棒)装配构介绍1 结构介绍¾定子线圈(棒)装配由线圈(棒)、槽楔、槽楔垫及绝缘、绑扎材料等零部件组成；其是发电机的导电元件及磁路的组成部分。
线圈设计(作图—定子线圈6.3kV/10.5kV，参数化制图)¾定子绕组设计线棒设计(利用Excel程序进行计算)线棒设计(利用E l程序进行计算)¾线圈(棒)设计须依据绝缘、防晕规范：电压等级6.3kV0EK.730.23463kV—0EK730234电压等级10.5kV—0EK.730.230¾线圈设计作图输入参数明细：20项内容。
¾线棒设计(利用Excel程序进行计算)2 主要计算2.1 依据绝缘规范、结合槽形尺寸对绕组直线部分及端部进行计算。
2.2 水轮发电机定子线棒4种换位的分析与比较(全换位、不足换位、空换位、延长换位)。
3 注意事项3注意事项¾槽楔缺口与机组旋转方向一致性；考虑到打槽楔艺要求每根槽楔长度以4个铁段长即200240毫米为宜¾考虑到打槽楔工艺要求，每根槽楔长度以4个铁心段长，即200~240毫米为宜；¾立式机组下端必须采取出槽口防槽楔位移措施；¾定子每相电阻计算方法及公式；¾大小匝线圈的设计应该注意的地方(Sn=5或7等奇数时)及是否换位的判别。
¾槽楔装完后可用测隙规检查定子铁心通风槽口处波纹板压缩量是否达到1.3毫米来确定槽楔是否打紧。
四、引出线装配 1 结构介绍构介绍¾引出线装配由铜环、环氧板支撑、线夹及绝缘、绑扎材料等零部件组成；其是发电机定子电流的输出通道。
¾定子接线图线圈接线图(作图—接线圆图，参数化制图)线棒接线图(利用方块图辅助绘制)¾线圈接线图作图输入参数明细：7项内容。
夹角：顺时针为负值，逆时针为正值，如第一槽位置与X轴夹角-90/270度。
每极每相线圈分布：绕组循环序列，根据每极每相槽数q=b+c/d来确定(手册P57)。
¾线棒接线图(利用方块图辅助绘制)¾圈式线圈端部绝缘距离¾条式线棒端部绝缘距离¾定子引出线(线圈)辅助Excel程序(6张A2图)2 主要计算2.1 短路时绕组间的作用力(手册P261~264)：当发电机突然短路时，产生很大的冲击电流引起绕组各个导体间的机械力作若绕组槽部端部定牢能使电流，引起绕组各个导体间的机械力作用，若绕组槽部及端部固定不牢，可能使绕组导体发生位移或变形，损伤绝缘。
因此，在结构设计时，必须予以考虑。
计算（计算式算例）2.2 铜环发热计算（手册—计算公式及算例）3 注意事项¾注意铜环或铜排在空间位置上的交叉与错位；¾依据电压等级所引用的绝缘规范及手册推荐值选择各零部件之间合理的绝缘距离。
¾逆时针旋转机组定子接线图绘制(任意两相出线对调，为什么？)逆机接线意相出线对为五、端箍装配1 结构介绍构介绍¾端箍装配由端箍、环氧板支撑、角钢及绝缘、绑扎材料等零部件组成；当发电机出线端短路时，端箍将承受绕组端部的径向力，以防止该力引起绕组端部变形与破坏形与破坏。
¾端箍形式金属材料端箍(圆形截面、非导磁材料)式绝缘材料端箍(方形截面、玻璃钢)¾端箍尺寸的确定端箍圆环分布直径的决定，通常通过作图取得。
首先绘制出定子绕组上下端部的细节然后按照实际情况布置端箍要求端箍圆环(绝缘后)与绕组面单侧间隙6毫米左节，然后按照实际情况布置端箍，要求端箍圆环(绝缘后)与绕组面单侧间隙6毫米左右，此时再圆整数据得到端箍分布直径；如果选用方形端箍，要求按几何关系计算方形端箍的倾斜角α。
¾端箍数量的选择纵坐标lp为绕组端部斜边轴向长度横坐标Hd为绕组端部高度纵坐标lp为绕组端部斜边轴向长度，横坐标Hd为绕组端部高度。
对于某一定子绕组的2Hd值，若lp值在曲线下方，可不必装设端箍；若lp值等于或大于曲线所示数值，则必须装设一个端箍；若lp值大于曲线数值每100毫米，应加一个端箍。
2 主要计算2.1 突然短路时，端箍承受的作用力和应力（1）三相短路时流过某相的短路冲击电流为：式中——相电流（A）；——直轴超瞬变电流（标么值）。
（2）三相短路冲击电流为时引起的最大作用力为：式中A——电负荷（A/cm）；（3）端箍横截面中的最大拉应力式中K——每端端箍数；——每个端箍的截面积（）。
2.2 端箍应力计算谢谢观看THANKS。