水轮发电机ppt课件
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空气冷却系统
发电机采用双路自循环密闭通风空气冷却方式 ，在转子两端装有螺旋桨式风扇，旋转时向转 子磁轭内送风，由离心作用通过磁极、气隙和 定子通风沟，再通过空气冷却器，将机组运行 中产生的热量带走，热空气被冷却后再进入循 环风路中。发电机定子机座外均匀装设了4个 空气冷却器，运行过程中，在定子温度不超限 的前提下，可退出一个。
（2）机组运行于独立小电网时，供电负荷过大；机组 并网运行于用户线路，因为该线路突然停电，导致用 户的负荷接近于机组供电负荷，导致并网机组过负荷 运行。
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从水轮发电机组在正常运行的角度上看，过负荷现象 是应该坚决杜绝的。当Leabharlann Baidu根据实际的情况，在运行规 程规定框架内，当几组发生特殊的事故情况时，发电 机可以承载短时过负荷。这是因为发电机对温升和绝 缘材料的耐温能力有一定的裕度，所以短时间过负荷 不会对绝缘材料的寿命产生太大的影响。同时，绕组 绝缘老化需要一定的时间，质损耗增大，绝缘材料变 脆，介耐受击穿电压强度降低等，也都需要经过一定 时间的高温作用。高温作用时间短，绝缘材料的损害 程度就轻。
水轮机的转速都比较低，特别是立式水轮机 ，为了能发出50HZ的交流电，水轮发电机 采用多对磁极结构，对于每分钟120转的水 轮发电机，转子为25对磁极（n=60f/p）。 三峡水电站单机容量为700MW，转子转速 为75r/min，使用40对磁极。
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水轮发电机的转子采用凸极式结构，下 图是发电机的磁轭和磁极，磁轭是磁极 磁力线的通路，如图所示发电机有南北 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，图中是两个没有安装的 磁极。
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图3--水. 轮发电机转子
n定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕 组，每相绕组由多个线圈组成，按一定 规律排列，见图4。
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图4--水轮发电. 机定子铁芯
定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕 组，每相绕组由多个线圈组成，按一定 规律排列，见图5。
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图5--水轮发. 电机定子绕组
大型水轮发电机极数、槽数很多，电流 大，较多采用波绕组，图6是双层波绕组 示意图。
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下风罩
下风罩安装在主轴法兰连接处，构成发 电机的密闭仓，下风罩也作为发电机的 安装平台，及水轮机吊车的支撑体。
下风罩上装设大轴接地碳刷，和顶转子 限位装置，防止轴电流经瓦面接地造成 烧瓦和顶转子过高造成设备损坏。
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二.运行操作
机组开停机操作 闸门操作 蝶阀操作 调速器操作
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三.水轮发电机
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定子
由定子机座、定子铁芯、定子线圈等组 成，发电机定子线圈采用F级绝缘，有防 晕措施。
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上机架、下机架
上机架是发电机的承重支架，用来支撑 水轮发电机组轴向负荷和部分径向负荷 ，上机架中心油盆内安装了上导轴承和 推力轴承。
下机架用来支撑下导轴承和制动器，下 机架中心油盆内安装了下导轴承，在顶 转子时，下机架要承受机组转动部分的 重量。
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图7--水轮发电. 机机墩、机座、下机架
在机座上安装定子铁芯和定子线圈，见图8
图8--水. 轮发电机的定子
转子插在定子中间，与定子有很小间隙，转子由 下机架的推力轴承支撑，可以自由旋转，见图9。
图9--转子安. 装在下机架上
安装上机架，上机架中心安装有导轴承，防止 发电机主轴晃动，使它稳定处于中心位置。
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制动系统
发电机采用机械制动的方式，在下机架 支臂上均匀装设了4只具有复位功能的制 动器，每个制动器上均安装了复位信号 发送装置，制动器也作为发电机顶起装 置的一部分。
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集电环和碳刷
发电机最上端的集电环和碳刷，其作用 是将静止的励磁系统输出的电流送入旋 转的转子线圈。
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灭火系统
发电机采用水喷雾灭火系统，机组内设 置感温感烟式探测器及专用喷雾头，并 配有专门的自动报警装置，当自动报警 装置报警时，电站工作人员确认发电机 已失火后，打开灭火装置水管进行灭火 ，使用水压为0.2-0.25MPa。
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图1--水轮发电. 机转子有多对磁极
每个磁极上都绕有励磁线圈，磁极电源 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。
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图2--有励. 磁绕组的转子铁芯
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 励磁发电机或集电环，励磁绕组的引出线 连接到集电环，轴下端有连接水轮机的法 兰，见图3。
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在发生事故或者在特殊情况下，需要发电机组过负荷 运行的，一旦发电机定子电流超过允许值，电气值班 人员应该马上检查发电机的功率和电压，同时密切观 察和记录定子电流超过允许值所经历的时间，接着按 照相关的规定通过减少励磁电流，降低定子电流到额 定电流值。在这过程中需要注意的是，避免出现功率 因数过高和定子电压过低的情况。如果这种方法没有 发挥作用，那就需要马上降低发电机的有功负荷，或 者先将一部分负荷切断，使定子电流降到许可值。
图10--水.轮发电机未盖地板
铺好上层平台地板，装好电刷装置或励磁电 机，一台水轮发电机就安装好了。
图1.1--水轮发电机
水轮发电机常见故障及处理方法
（一）发电机过负荷
一般来说，小型发电机在并入大电网运行时，是无过 负荷现象的，可能出现过负荷运行的情况有：
（1）电网高压线路某处发生事故，线路电压大幅度下 降。
《水轮发电机》课件
广西电力职业技术学院 黄西有（老师）
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1
一.水轮发电机
转子 定子 上机架 下机架 空气冷却系统 制动系统 集电环和碳刷
检测保护系统 灭火系统 上盖板和下风罩 大轴等部分组成
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转子
由磁轭和磁极等部件组成，磁轭下端装有制动 环，转子绝缘为F级，磁极线圈由五边形铜排 绕成，匝间采用环氧玻璃布绝缘，两端用环氧 玻璃布板经热压成整体，极身绝缘为特制的环 氧玻璃布绝缘套。转子磁轭用铸钢，分两段热 套于轴上，转子上装有纵横阻尼绕组，扇形阻 尼环及极间不连接阻尼环，发电机主轴为中空 结构，内部安装了转子电流输入电缆。
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图6--水轮发电机定子绕组
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水轮发电机安装在由混凝土绕筑的机墩 上，在机墩上安装机座，机座是定子铁 芯的安装基准，也是水轮发电机的外壳 ，在机座外壳安装有散热装置，降低发 电机冷却空气的温度。在机墩上还安装 下机架，下机架有推力轴承，用来安装 发电机转子，推力轴承可承受转子的重 量与振动、冲击等力，见图7.
空气冷却系统
发电机采用双路自循环密闭通风空气冷却方式 ，在转子两端装有螺旋桨式风扇，旋转时向转 子磁轭内送风，由离心作用通过磁极、气隙和 定子通风沟，再通过空气冷却器，将机组运行 中产生的热量带走，热空气被冷却后再进入循 环风路中。发电机定子机座外均匀装设了4个 空气冷却器，运行过程中，在定子温度不超限 的前提下，可退出一个。
（2）机组运行于独立小电网时，供电负荷过大；机组 并网运行于用户线路，因为该线路突然停电，导致用 户的负荷接近于机组供电负荷，导致并网机组过负荷 运行。
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从水轮发电机组在正常运行的角度上看，过负荷现象 是应该坚决杜绝的。当Leabharlann Baidu根据实际的情况，在运行规 程规定框架内，当几组发生特殊的事故情况时，发电 机可以承载短时过负荷。这是因为发电机对温升和绝 缘材料的耐温能力有一定的裕度，所以短时间过负荷 不会对绝缘材料的寿命产生太大的影响。同时，绕组 绝缘老化需要一定的时间，质损耗增大，绝缘材料变 脆，介耐受击穿电压强度降低等，也都需要经过一定 时间的高温作用。高温作用时间短，绝缘材料的损害 程度就轻。
水轮机的转速都比较低，特别是立式水轮机 ，为了能发出50HZ的交流电，水轮发电机 采用多对磁极结构，对于每分钟120转的水 轮发电机，转子为25对磁极（n=60f/p）。 三峡水电站单机容量为700MW，转子转速 为75r/min，使用40对磁极。
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水轮发电机的转子采用凸极式结构，下 图是发电机的磁轭和磁极，磁轭是磁极 磁力线的通路，如图所示发电机有南北 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，图中是两个没有安装的 磁极。
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图3--水. 轮发电机转子
n定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕 组，每相绕组由多个线圈组成，按一定 规律排列，见图4。
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图4--水轮发电. 机定子铁芯
定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕 组，每相绕组由多个线圈组成，按一定 规律排列，见图5。
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图5--水轮发. 电机定子绕组
大型水轮发电机极数、槽数很多，电流 大，较多采用波绕组，图6是双层波绕组 示意图。
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下风罩
下风罩安装在主轴法兰连接处，构成发 电机的密闭仓，下风罩也作为发电机的 安装平台，及水轮机吊车的支撑体。
下风罩上装设大轴接地碳刷，和顶转子 限位装置，防止轴电流经瓦面接地造成 烧瓦和顶转子过高造成设备损坏。
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二.运行操作
机组开停机操作 闸门操作 蝶阀操作 调速器操作
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三.水轮发电机
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定子
由定子机座、定子铁芯、定子线圈等组 成，发电机定子线圈采用F级绝缘，有防 晕措施。
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上机架、下机架
上机架是发电机的承重支架，用来支撑 水轮发电机组轴向负荷和部分径向负荷 ，上机架中心油盆内安装了上导轴承和 推力轴承。
下机架用来支撑下导轴承和制动器，下 机架中心油盆内安装了下导轴承，在顶 转子时，下机架要承受机组转动部分的 重量。
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图7--水轮发电. 机机墩、机座、下机架
在机座上安装定子铁芯和定子线圈，见图8
图8--水. 轮发电机的定子
转子插在定子中间，与定子有很小间隙，转子由 下机架的推力轴承支撑，可以自由旋转，见图9。
图9--转子安. 装在下机架上
安装上机架，上机架中心安装有导轴承，防止 发电机主轴晃动，使它稳定处于中心位置。
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制动系统
发电机采用机械制动的方式，在下机架 支臂上均匀装设了4只具有复位功能的制 动器，每个制动器上均安装了复位信号 发送装置，制动器也作为发电机顶起装 置的一部分。
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集电环和碳刷
发电机最上端的集电环和碳刷，其作用 是将静止的励磁系统输出的电流送入旋 转的转子线圈。
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灭火系统
发电机采用水喷雾灭火系统，机组内设 置感温感烟式探测器及专用喷雾头，并 配有专门的自动报警装置，当自动报警 装置报警时，电站工作人员确认发电机 已失火后，打开灭火装置水管进行灭火 ，使用水压为0.2-0.25MPa。
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图1--水轮发电. 机转子有多对磁极
每个磁极上都绕有励磁线圈，磁极电源 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。
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图2--有励. 磁绕组的转子铁芯
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 励磁发电机或集电环，励磁绕组的引出线 连接到集电环，轴下端有连接水轮机的法 兰，见图3。
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在发生事故或者在特殊情况下，需要发电机组过负荷 运行的，一旦发电机定子电流超过允许值，电气值班 人员应该马上检查发电机的功率和电压，同时密切观 察和记录定子电流超过允许值所经历的时间，接着按 照相关的规定通过减少励磁电流，降低定子电流到额 定电流值。在这过程中需要注意的是，避免出现功率 因数过高和定子电压过低的情况。如果这种方法没有 发挥作用，那就需要马上降低发电机的有功负荷，或 者先将一部分负荷切断，使定子电流降到许可值。
图10--水.轮发电机未盖地板
铺好上层平台地板，装好电刷装置或励磁电 机，一台水轮发电机就安装好了。
图1.1--水轮发电机
水轮发电机常见故障及处理方法
（一）发电机过负荷
一般来说，小型发电机在并入大电网运行时，是无过 负荷现象的，可能出现过负荷运行的情况有：
（1）电网高压线路某处发生事故，线路电压大幅度下 降。
《水轮发电机》课件
广西电力职业技术学院 黄西有（老师）
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1
一.水轮发电机
转子 定子 上机架 下机架 空气冷却系统 制动系统 集电环和碳刷
检测保护系统 灭火系统 上盖板和下风罩 大轴等部分组成
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转子
由磁轭和磁极等部件组成，磁轭下端装有制动 环，转子绝缘为F级，磁极线圈由五边形铜排 绕成，匝间采用环氧玻璃布绝缘，两端用环氧 玻璃布板经热压成整体，极身绝缘为特制的环 氧玻璃布绝缘套。转子磁轭用铸钢，分两段热 套于轴上，转子上装有纵横阻尼绕组，扇形阻 尼环及极间不连接阻尼环，发电机主轴为中空 结构，内部安装了转子电流输入电缆。
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图6--水轮发电机定子绕组
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水轮发电机安装在由混凝土绕筑的机墩 上，在机墩上安装机座，机座是定子铁 芯的安装基准，也是水轮发电机的外壳 ，在机座外壳安装有散热装置，降低发 电机冷却空气的温度。在机墩上还安装 下机架，下机架有推力轴承，用来安装 发电机转子，推力轴承可承受转子的重 量与振动、冲击等力，见图7.