水轮发电机技术讲课(201009)
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之间的角度决定了力的大小(有功负荷大小）和性质（发电机或电动机）。发 电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即同步关系，f=p*n/60。
2）发电机调压过程：由电磁感应定律E=L*dφ/dt可知改变等式右侧任意一个参数 就可以改变感应电势E，但一般L不可改变，同步发电机磁力线切割速度不可改 变，所以一般通过改变磁通强度（磁力线密度）来调整电压，要改变磁通强度 必先改变励磁电流强度，也就是平时改变可控硅导通角。
2）水电厂电能生产及送出示意图：天然水流—坝—水库—取水
口—压力钢管—水轮机—发电机—输变电装置—用户
3）流量的调节过程：调节命令（上位机）—机组现地LCU—调速器
电气部分—调速器机械部分—液压接力器—控制环—导叶拐臂—导叶 开度改变—改变进入水轮机的流量。 4）请写出有功功率与水头和流量的关系式。 5）请说出我厂设计防洪水位是多少？ 6）请简要说明进入水轮机流量调节过程？
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三、水轮机基本参数
1、 #1--#4水轮机 型 号HL270-LJ-680 2、最大水头76.00 m 额定水头64.00m 最小水头57.00m 3、额定流量446.8m3/s 吸出高度-7.2m 4、额定功率267.85MW 最大功率291.53MW 5、转轮进口直径4.950m 活动导叶24片 固定导叶24片 转轮叶片13
7） 空载励磁电压143.5V 空载励磁电流1164.7A
8） 额定转速93.75r/min 飞逸转速185r/min 额定频率50HZ 9） 定转子绝缘等级F级定子绕组≤120℃,转子绕组≤130℃ 飞轮力矩≥120,000
T．m2转子起吊重量635t发电机额定效率（计算值）98.61 %
10）测速方式残压测频和齿盘测频 旋转方向俯视顺时针 11）励磁方式:静止可控硅励磁
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2、机械能转变为电能
水流驱动水轮机转动带动同轴发电机转动
1）发电机工作基本原理—电磁感应原理，导线切割磁力线将感应电动 势，闭合导 线产生交变电流。在工程上由于电枢绕组庞大，故电厂一 般采用移动磁力线去 切割固定不动的电枢绕组。当定子绕组流过三相交流电流以后产生一个旋转磁 极，该磁极的转速称为同步转速，旋转磁极与转子磁极产生相互作用力，二者
枢纽由大坝、泄洪消能建筑物、电站地下厂房、通航及导流 建筑物等组成。
本工程于2005年11月24日实现大江截流，首台机组2009年 05月28日投入商业运行，2009年12月10日全部机组投产发电。
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思林发电厂大坝
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第一章 水轮发电机组基本工作进入水轮机的水能控制P=9.81QHη,根据能量守恒，要改 变P，必须调 节进入水轮机的流量或者改变水头。因为水头调节范围较小（431m— 440m),汛期留有防洪库容，水头调节范围更小（431m—435m)。所以 一般通过调节进入水轮机的流量来改变P。通过改变活动导叶开度这一 途径来调节进水量或切断水流。导叶的操作力来自液压接力器，而液 压接力器则受调速器来控制。
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• 发电机定子铁心外径￠15000 mm • 定子铁心长度14200mm • 气 隙 长 度27mm 定 子 槽 数624槽 • 定子电密（计算值）23.05 A/ mm • 纵轴同步电抗Xd（不饱和值）99.237 % • 纵轴暂态电抗X′d（不饱和值）31.244 % • 纵轴次暂态电抗X″d（不饱和值）21.822 % • 横轴与纵轴次暂态电抗比X″q/ X″d=1.06 • 负序阻抗（75℃）0.039Ω；短 路 比1.10
水轮发电机
工作原理、构造、及启动运行操作 检查注意事项和异常、故障、事故 分析处理
----主讲人：张勇
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工程概况
思林水电站位于贵州省思南县思林乡境内的乌江干流上，上 游距构皮滩水电站89km，下游距沙陀电站115km。工程开发的 主要任务是发电，兼顾航运、防洪及其他综合利用。水库总库 容16.94亿m3，调节库容3.17亿m3，正常蓄水位440m。电站装 机容量1050MW，保证出力303.6MW，年发电量40.64kW·h是 贵州省和乌江干流主要的水电电源点之一。
• 我厂水轮发电机组共有四台，分别为：#1、 2、3、4机.水轮机由上海福伊特西门子水电 设备有限公司生产，发电机由哈尔滨电机 厂生产。现先简单介绍一下，再分别介绍 其构造。若有不对之处,敬请批评指正,谢谢 大家。
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一、水轮发电机组基本工作原理
上游大坝蓄水具有位能，具有压力的水流经拦污栅、进水口检修闸门、工作
3）电压调整过程：电压调整命令—现地LCU—可控硅导通角—转子电压—转子电 流—磁通—感应电动势改变
4）我厂机组额定转速为93.75r/min，请计算有多少对磁极？
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二、水轮发电机组基本参数
在介绍水轮发电机构造之前,先介绍我厂发电机的基本参数：
1） #1—#4发电机 型 号SF262.5—64/15000 2） 额定容量291.7MVA 3） 额定功率262.5MW 4） 额定电压15.75kV 5） 额定电流10692A 功率因数0.9(滞后) 6） 额定励磁电压358V 额定励磁电流1984.3 A
闸门及发电引水钢管进入水轮机蜗壳，初步形成环流，再经座环固定导叶分流后 均匀地进入活动导叶，活动导叶开度的大小调节转轮的水流量，转轮在水的压力 和速度作用下旋转，把水能（动能、势能）转换成机械能，转轮出口水流通过尾 水管排至下游；水轮机大轴把转轮的转动力矩传给与水轮机大轴连接的发电机 转子，并带动发电机转子转动，当发电机转子绕组中通以直流电，形成磁场同时 由转子旋转而产生旋转磁场。发电机定子绕组因切割转子的旋转磁场，而在发电 机三相定子绕组中产生交变感应电势。当发电机三相定子绕组输出回路接负载时 就产生交变三相电流，此交变电流产生的磁场在发电机定子、转子形成旋转磁 场，并且定子绕组产生的旋转磁场与发电机转子的旋转磁场同向，同速，当发电 机转子磁极对数p一定时，发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即 同步关系，f=p·n/60；其中f----同步发电机电势的频率(Hz);p----同步发电机的磁 极对数;n----同步发电机转子的转速(r/min)。
2）发电机调压过程：由电磁感应定律E=L*dφ/dt可知改变等式右侧任意一个参数 就可以改变感应电势E，但一般L不可改变，同步发电机磁力线切割速度不可改 变，所以一般通过改变磁通强度（磁力线密度）来调整电压，要改变磁通强度 必先改变励磁电流强度，也就是平时改变可控硅导通角。
2）水电厂电能生产及送出示意图：天然水流—坝—水库—取水
口—压力钢管—水轮机—发电机—输变电装置—用户
3）流量的调节过程：调节命令（上位机）—机组现地LCU—调速器
电气部分—调速器机械部分—液压接力器—控制环—导叶拐臂—导叶 开度改变—改变进入水轮机的流量。 4）请写出有功功率与水头和流量的关系式。 5）请说出我厂设计防洪水位是多少？ 6）请简要说明进入水轮机流量调节过程？
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三、水轮机基本参数
1、 #1--#4水轮机 型 号HL270-LJ-680 2、最大水头76.00 m 额定水头64.00m 最小水头57.00m 3、额定流量446.8m3/s 吸出高度-7.2m 4、额定功率267.85MW 最大功率291.53MW 5、转轮进口直径4.950m 活动导叶24片 固定导叶24片 转轮叶片13
7） 空载励磁电压143.5V 空载励磁电流1164.7A
8） 额定转速93.75r/min 飞逸转速185r/min 额定频率50HZ 9） 定转子绝缘等级F级定子绕组≤120℃,转子绕组≤130℃ 飞轮力矩≥120,000
T．m2转子起吊重量635t发电机额定效率（计算值）98.61 %
10）测速方式残压测频和齿盘测频 旋转方向俯视顺时针 11）励磁方式:静止可控硅励磁
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2、机械能转变为电能
水流驱动水轮机转动带动同轴发电机转动
1）发电机工作基本原理—电磁感应原理，导线切割磁力线将感应电动 势，闭合导 线产生交变电流。在工程上由于电枢绕组庞大，故电厂一 般采用移动磁力线去 切割固定不动的电枢绕组。当定子绕组流过三相交流电流以后产生一个旋转磁 极，该磁极的转速称为同步转速，旋转磁极与转子磁极产生相互作用力，二者
枢纽由大坝、泄洪消能建筑物、电站地下厂房、通航及导流 建筑物等组成。
本工程于2005年11月24日实现大江截流，首台机组2009年 05月28日投入商业运行，2009年12月10日全部机组投产发电。
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思林发电厂大坝
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第一章 水轮发电机组基本工作进入水轮机的水能控制P=9.81QHη,根据能量守恒，要改 变P，必须调 节进入水轮机的流量或者改变水头。因为水头调节范围较小（431m— 440m),汛期留有防洪库容，水头调节范围更小（431m—435m)。所以 一般通过调节进入水轮机的流量来改变P。通过改变活动导叶开度这一 途径来调节进水量或切断水流。导叶的操作力来自液压接力器，而液 压接力器则受调速器来控制。
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• 发电机定子铁心外径￠15000 mm • 定子铁心长度14200mm • 气 隙 长 度27mm 定 子 槽 数624槽 • 定子电密（计算值）23.05 A/ mm • 纵轴同步电抗Xd（不饱和值）99.237 % • 纵轴暂态电抗X′d（不饱和值）31.244 % • 纵轴次暂态电抗X″d（不饱和值）21.822 % • 横轴与纵轴次暂态电抗比X″q/ X″d=1.06 • 负序阻抗（75℃）0.039Ω；短 路 比1.10
水轮发电机
工作原理、构造、及启动运行操作 检查注意事项和异常、故障、事故 分析处理
----主讲人：张勇
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工程概况
思林水电站位于贵州省思南县思林乡境内的乌江干流上，上 游距构皮滩水电站89km，下游距沙陀电站115km。工程开发的 主要任务是发电，兼顾航运、防洪及其他综合利用。水库总库 容16.94亿m3，调节库容3.17亿m3，正常蓄水位440m。电站装 机容量1050MW，保证出力303.6MW，年发电量40.64kW·h是 贵州省和乌江干流主要的水电电源点之一。
• 我厂水轮发电机组共有四台，分别为：#1、 2、3、4机.水轮机由上海福伊特西门子水电 设备有限公司生产，发电机由哈尔滨电机 厂生产。现先简单介绍一下，再分别介绍 其构造。若有不对之处,敬请批评指正,谢谢 大家。
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一、水轮发电机组基本工作原理
上游大坝蓄水具有位能，具有压力的水流经拦污栅、进水口检修闸门、工作
3）电压调整过程：电压调整命令—现地LCU—可控硅导通角—转子电压—转子电 流—磁通—感应电动势改变
4）我厂机组额定转速为93.75r/min，请计算有多少对磁极？
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二、水轮发电机组基本参数
在介绍水轮发电机构造之前,先介绍我厂发电机的基本参数：
1） #1—#4发电机 型 号SF262.5—64/15000 2） 额定容量291.7MVA 3） 额定功率262.5MW 4） 额定电压15.75kV 5） 额定电流10692A 功率因数0.9(滞后) 6） 额定励磁电压358V 额定励磁电流1984.3 A
闸门及发电引水钢管进入水轮机蜗壳，初步形成环流，再经座环固定导叶分流后 均匀地进入活动导叶，活动导叶开度的大小调节转轮的水流量，转轮在水的压力 和速度作用下旋转，把水能（动能、势能）转换成机械能，转轮出口水流通过尾 水管排至下游；水轮机大轴把转轮的转动力矩传给与水轮机大轴连接的发电机 转子，并带动发电机转子转动，当发电机转子绕组中通以直流电，形成磁场同时 由转子旋转而产生旋转磁场。发电机定子绕组因切割转子的旋转磁场，而在发电 机三相定子绕组中产生交变感应电势。当发电机三相定子绕组输出回路接负载时 就产生交变三相电流，此交变电流产生的磁场在发电机定子、转子形成旋转磁 场，并且定子绕组产生的旋转磁场与发电机转子的旋转磁场同向，同速，当发电 机转子磁极对数p一定时，发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即 同步关系，f=p·n/60；其中f----同步发电机电势的频率(Hz);p----同步发电机的磁 极对数;n----同步发电机转子的转速(r/min)。