水电站培训资料
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说明：括号内的数字表示仅适用于轴流式水轮机。
4
三、水轮发电机标准同步转速
磁极对数 3
4
同步转速n 1000 750
5
7
8
9
10
600 428.6 375 333.3 300
12 14 250 214.3
磁极对数 16 18
20
22
24
26
28
30 32
同步转速n 187.5 166.7 150 136.4 125 115.4 107.1 100 93.8
2、主轴、磁轭、集电环
26
A、立式发电机 转子
27
B、卧式发电机转子
28
二、发电机的定子
• 水轮发电机定子由机座、铁芯和线圈等部 件组成，( 机座定子机座中一个承重和受力 部件，承受上机架荷重并传到基础，支承 着铁芯、线圈、冷却器和盖板等部件，对 悬吊型水轮发电机还承受整个机组转动部 分重量（包括水推力），机座还承受径向 力（磁拉力和铁芯热膨胀力）和切向力（ 正常和短路时引起的力）。因此，机座须 具有足够的刚度，防止定子变形和振动。
• 型谱中，水轮机转轮型号规定一律用比转速代号。 • 轴流式、混流式、水斗式水轮机系列型谱参数。
3
二、水轮机转轮标称直径系列(cm)
25 30 35 (40) 42 50 60 71 (80) 84 100 120 140 160 180 200 225 250 275 300 330 380 410 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
• 铸钢蜗壳：H>200m时，钢板太厚，不易焊 接，与座环一起铸造而成的铸钢蜗壳，其运
18 输困难。
六、尾水管的型式
一、尾水管型式 1.直锥形——用于小型水轮机 2.弯锥形——用于卧轴水轮机 3.弯肘形——（大中型电站）
19
二、常见尾水管的形式
1、直锥形
20
常见尾水管的形式
2、弯锥形
21
3、弯肘形
4、冲击式水轮机示意图（单喷）：
12
冲击式嘴水轮机示意图（双喷）：
13
5、斜击式水轮机示意图：
14
6.多级节能水轮机
我公司在管道 供水系统成功替
代减压井
15
五、 水轮机蜗壳的形式
一、蜗壳的功用及型式 (一) 功用
蜗壳是水轮机的进水部件，把水流以较小的 水头损失，均匀对称地引向导水机构，进 入转轮。设置在尾水管末端。
弯肘型尾水管
• 减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型 号水轮机均采用弯肘型尾水管。 组成：直锥段、肘管、出口扩散段。
轴流式水轮机
混流式水轮机
22
水轮发电机
同步发电机：其电动势的频率与电机转速（同 步转速）之比为恒定值，例如对于2极（1对磁极） 同步发电机，发电频率与每秒转速相同；对于12极 （6对磁极）同步发电机，发电频率为6倍每秒转速。 大型汽轮发电机、水轮发电机都是同步发电机，大 多数交流发电机都是同步发电机，应用非常广泛。
磁极对数 34 36 38 同步转速n 88.2 83.3 79
40 42 44 48 50 75 71.4 68.2 62.5 60
5
四、水轮机系列应用范围（图1）
6
水轮机系列应用范围（图2）
7
1、混流式水轮机：
8
混流式水轮机
9
2、轴流式水轮机示意图：
10
3、灯泡贯流式水轮机示意图：
11
2019/9/15
水轮机
水轮机是水电站中最主要动力设备之 一，影响电站的投资、制造、运输、安装 、安全运行、经济效益。
根据H、N的范围选择水轮机型式是水 电站主要考核指标，目的是使水电站充分 利用水能，安全可靠运行。
2
一 、水轮机的标准系列
• 我国在1974年编制了反击式水轮机暂行系列型谱，其中所列出的转轮 ，是经过长期实践验证在某一水头段的性能优异的转轮。
•29 定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕组
1、定子机座与铁芯
30
a、定子铁芯
定子铁芯是定子的—个重要部件。它是磁路 的主要组成部分并用以固定线圈。在发电机 运行时，铁芯要受到机械力、热应力及电磁 力的综合作用。由于铁芯中的磁通量是随着 转子的旋转而交变的，为提高效率、减少铁 芯涡流损耗，铁芯一般由0.35-0.5mm厚的两 面涂有绝缘漆的扇形硅钢片叠压而成。空冷 式发电机铁芯沿高度方向分成若干段，每段 高40-45mm，段与段间以“工”字形衬条隔 成通风沟，供通风散热之用。铁芯上、下端
同步转速:要使发电机供给电网50Hz的工频电能， 发电机的转速必须为同步转速。同步转速=50×60/p， p是磁极对数，例如一对磁极（2极）电机的同步转 速为3000r/min，二对磁极（4极）电机的同步转速 为1500r/min。
23
一、发电机的转子
水轮发电机的转子采用凸极式结构，上图是发 电机的磁轭与磁极，磁轭是磁极磁力线的通路， 发电机模型有南北相间的24个磁极。在磁轭外圆 周开有T形槽，磁极通过T形榫头固定在磁轭上， 图1是转子铁芯，图中左侧是两个未安装的磁极。
31
b、定子线圈
定子线圈的主要作用是产生电势和输送电 流。定子线圈是用扁铜线绕制而成，然后再 在它的外面包上绝缘材料。
水轮发电机定子线圈主要采用圈式和条式 两种。圈式线圈。圈式线圈由若干匝组成， 每一匝又可由多股绝缘铜线组成。圈式线圈 的两个边分别嵌入定子槽内上下层，许多圈 式线圈嵌入定子槽内后，按照一定的规律联 接起来组成叠绕组。双层圈式线圈多用于中 小型水轮发电机。大型水轮发电机也有采用 单 32 匝叠绕线圈，为了便于制造，工艺上可将
(二) 型式 混凝土蜗壳和钢蜗壳。
16
1. 混凝土蜗壳
适用于低水头大流 量的水轮机。 H≦40m, 钢筋混凝 土浇筑，“T”形断 面。 当H>40m时，可用 钢板衬砌防渗(H壳
• 当H>40m时采用金属蜗 壳。其断面为圆形，适 用于中高水头的水轮机。
• 钢板焊接：H=40~200m， 钢板拼装焊接。
24
1、磁极、励磁线圈:
• 每个磁极上都绕有励磁线圈，励磁电源由 安装在主轴端头的励磁发电机提供，或由 外部的励磁电源系统提供（由集电环向励 磁线圈供电）。24个励磁线圈连接组成南 北相间的12对磁极。
• 磁轭安装在转子支架上，在转子支架中心 安有发电机主轴，在主轴的上端头安装有
25 励磁发电机或集电环，励磁绕组的引出线
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三、水轮发电机标准同步转速
磁极对数 3
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同步转速n 1000 750
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10
600 428.6 375 333.3 300
12 14 250 214.3
磁极对数 16 18
20
22
24
26
28
30 32
同步转速n 187.5 166.7 150 136.4 125 115.4 107.1 100 93.8
2、主轴、磁轭、集电环
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A、立式发电机 转子
27
B、卧式发电机转子
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二、发电机的定子
• 水轮发电机定子由机座、铁芯和线圈等部 件组成，( 机座定子机座中一个承重和受力 部件，承受上机架荷重并传到基础，支承 着铁芯、线圈、冷却器和盖板等部件，对 悬吊型水轮发电机还承受整个机组转动部 分重量（包括水推力），机座还承受径向 力（磁拉力和铁芯热膨胀力）和切向力（ 正常和短路时引起的力）。因此，机座须 具有足够的刚度，防止定子变形和振动。
• 型谱中，水轮机转轮型号规定一律用比转速代号。 • 轴流式、混流式、水斗式水轮机系列型谱参数。
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二、水轮机转轮标称直径系列(cm)
25 30 35 (40) 42 50 60 71 (80) 84 100 120 140 160 180 200 225 250 275 300 330 380 410 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
• 铸钢蜗壳：H>200m时，钢板太厚，不易焊 接，与座环一起铸造而成的铸钢蜗壳，其运
18 输困难。
六、尾水管的型式
一、尾水管型式 1.直锥形——用于小型水轮机 2.弯锥形——用于卧轴水轮机 3.弯肘形——（大中型电站）
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二、常见尾水管的形式
1、直锥形
20
常见尾水管的形式
2、弯锥形
21
3、弯肘形
4、冲击式水轮机示意图（单喷）：
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冲击式嘴水轮机示意图（双喷）：
13
5、斜击式水轮机示意图：
14
6.多级节能水轮机
我公司在管道 供水系统成功替
代减压井
15
五、 水轮机蜗壳的形式
一、蜗壳的功用及型式 (一) 功用
蜗壳是水轮机的进水部件，把水流以较小的 水头损失，均匀对称地引向导水机构，进 入转轮。设置在尾水管末端。
弯肘型尾水管
• 减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型 号水轮机均采用弯肘型尾水管。 组成：直锥段、肘管、出口扩散段。
轴流式水轮机
混流式水轮机
22
水轮发电机
同步发电机：其电动势的频率与电机转速（同 步转速）之比为恒定值，例如对于2极（1对磁极） 同步发电机，发电频率与每秒转速相同；对于12极 （6对磁极）同步发电机，发电频率为6倍每秒转速。 大型汽轮发电机、水轮发电机都是同步发电机，大 多数交流发电机都是同步发电机，应用非常广泛。
磁极对数 34 36 38 同步转速n 88.2 83.3 79
40 42 44 48 50 75 71.4 68.2 62.5 60
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四、水轮机系列应用范围（图1）
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水轮机系列应用范围（图2）
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1、混流式水轮机：
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混流式水轮机
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2、轴流式水轮机示意图：
10
3、灯泡贯流式水轮机示意图：
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2019/9/15
水轮机
水轮机是水电站中最主要动力设备之 一，影响电站的投资、制造、运输、安装 、安全运行、经济效益。
根据H、N的范围选择水轮机型式是水 电站主要考核指标，目的是使水电站充分 利用水能，安全可靠运行。
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一 、水轮机的标准系列
• 我国在1974年编制了反击式水轮机暂行系列型谱，其中所列出的转轮 ，是经过长期实践验证在某一水头段的性能优异的转轮。
•29 定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕组
1、定子机座与铁芯
30
a、定子铁芯
定子铁芯是定子的—个重要部件。它是磁路 的主要组成部分并用以固定线圈。在发电机 运行时，铁芯要受到机械力、热应力及电磁 力的综合作用。由于铁芯中的磁通量是随着 转子的旋转而交变的，为提高效率、减少铁 芯涡流损耗，铁芯一般由0.35-0.5mm厚的两 面涂有绝缘漆的扇形硅钢片叠压而成。空冷 式发电机铁芯沿高度方向分成若干段，每段 高40-45mm，段与段间以“工”字形衬条隔 成通风沟，供通风散热之用。铁芯上、下端
同步转速:要使发电机供给电网50Hz的工频电能， 发电机的转速必须为同步转速。同步转速=50×60/p， p是磁极对数，例如一对磁极（2极）电机的同步转 速为3000r/min，二对磁极（4极）电机的同步转速 为1500r/min。
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一、发电机的转子
水轮发电机的转子采用凸极式结构，上图是发 电机的磁轭与磁极，磁轭是磁极磁力线的通路， 发电机模型有南北相间的24个磁极。在磁轭外圆 周开有T形槽，磁极通过T形榫头固定在磁轭上， 图1是转子铁芯，图中左侧是两个未安装的磁极。
31
b、定子线圈
定子线圈的主要作用是产生电势和输送电 流。定子线圈是用扁铜线绕制而成，然后再 在它的外面包上绝缘材料。
水轮发电机定子线圈主要采用圈式和条式 两种。圈式线圈。圈式线圈由若干匝组成， 每一匝又可由多股绝缘铜线组成。圈式线圈 的两个边分别嵌入定子槽内上下层，许多圈 式线圈嵌入定子槽内后，按照一定的规律联 接起来组成叠绕组。双层圈式线圈多用于中 小型水轮发电机。大型水轮发电机也有采用 单 32 匝叠绕线圈，为了便于制造，工艺上可将
(二) 型式 混凝土蜗壳和钢蜗壳。
16
1. 混凝土蜗壳
适用于低水头大流 量的水轮机。 H≦40m, 钢筋混凝 土浇筑，“T”形断 面。 当H>40m时，可用 钢板衬砌防渗(H壳
• 当H>40m时采用金属蜗 壳。其断面为圆形，适 用于中高水头的水轮机。
• 钢板焊接：H=40~200m， 钢板拼装焊接。
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1、磁极、励磁线圈:
• 每个磁极上都绕有励磁线圈，励磁电源由 安装在主轴端头的励磁发电机提供，或由 外部的励磁电源系统提供（由集电环向励 磁线圈供电）。24个励磁线圈连接组成南 北相间的12对磁极。
• 磁轭安装在转子支架上，在转子支架中心 安有发电机主轴，在主轴的上端头安装有
25 励磁发电机或集电环，励磁绕组的引出线