水輪發(fā)電機培訓(xùn)教材

1、第一章 水電站概述第一節(jié) 水電站及其分類一、 水電站：水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。又稱水電廠。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的水電站建筑物和為防洪、灌溉、航運、過木、過魚等綜合利用目的服務(wù)的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱為水電站樞紐或水利樞紐。主要建筑物及設(shè)備有水工建筑、過流系統(tǒng)、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機電設(shè)備、金結(jié)設(shè)備。水電站原理見圖1圖1 水電站原理圖圖2 三峽水電站二、 水電站作用1）發(fā)電；下游大壩 2）防洪；3）通航。（見圖2）啟閉機三、 水電站分類及命名： 1. 水電站分類 壩后式：蓄能 (如三峽電站) 水電站 廠房布置 壩式 河床式 ：涇流 （廠房代替一部分壩體，如葛洲

2、壩電廠） 引水方式 引水式： 地下廠房 混合式： 無調(diào)節(jié)水電站 運行方式 有調(diào)節(jié)水電站 抽水蓄能電站 常規(guī)電站 利用水力能量 潮汐電站 抽水蓄能電站 2. 水電站命名 水電站（水電站樞紐）常以其形成的水庫或主體工程（壩）、水利樞紐或水電站所在地的名稱來命名，命名要滿足以下要求：1） 唯一性；2） 普識性和獨特性。四、 抽水蓄能電站簡介1. 抽水蓄能電站（圖3）利用電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時的電力，水輪發(fā)電機組采取水泵工況運行方式將下水庫的水抽到上水庫蓄能，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時，水輪發(fā)電機組采取發(fā)電工況運行方式將水放回到下水庫的水電站為抽水蓄能電站。抽水蓄能電站機組設(shè)備主要采用可逆式水輪機發(fā)電機組，又稱水泵水

3、輪發(fā)電電動機。它既可作水輪機運行，又可作水泵運行。圖3 抽水蓄能電站原理圖2. 抽水蓄能電站組成抽水蓄能電站主要建筑物有上、下水庫、輸水系統(tǒng)、防洪建筑物、地下廠房洞室群、開關(guān)站、機電設(shè)備、金結(jié)設(shè)備等。3. 抽水蓄能電站作用1）日調(diào)峰填谷作用，就是在用電低谷時用電網(wǎng)的電抽水，用電高峰時用水發(fā)電供應(yīng)電網(wǎng)；2）調(diào)頻、調(diào)相作用；3）緊急事故備用、黑啟動和提供系統(tǒng)的備用容量；4）提高系統(tǒng)中火電站、風(fēng)電等可再生能源和核電站的運行效率。4. 抽水蓄儲能電站分類四機分置式(裝有水泵和電動機、水輪機和發(fā)電機) 多級 三機串聯(lián)式(動發(fā)電機，與水輪機、水泵連在一個直軸上) 抽水蓄儲能電站 單級 (可逆式，一臺水泵水

4、輪機和一臺電動發(fā)電機聯(lián)結(jié)) 5. 抽水蓄能電站與常規(guī)電站區(qū)別（見下表）名稱常規(guī)電站抽水蓄能電站工況發(fā)電發(fā)電抽水事故備用調(diào)節(jié)能力調(diào)峰調(diào)峰、填谷調(diào)頻調(diào)相旋轉(zhuǎn)方向順時針雙向、啟停頻繁樞紐系統(tǒng)河流引水系統(tǒng)長上、下庫（無涇流）機組設(shè)備單級單級多機廠房布置混合型地下廠房Hs合適很大第二節(jié) 水輪發(fā)電機組及其分類一、 水輪發(fā)電機組簡介 1. 水輪發(fā)電機組上機架設(shè)置在水電站中由水輪機和發(fā)電機組合而成的發(fā)電動力裝置，即由水輪機作為原動機把水能轉(zhuǎn)換成機械能，再由發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能的動力設(shè)備。水輪發(fā)電機組由水輪機和發(fā)電機組成，常用的水輪機有沖擊式、反擊式、貫流式和可逆式；常用的發(fā)電機則均采用同步發(fā)電機；水輪發(fā)電

5、機組見圖4。發(fā)電機轉(zhuǎn)子風(fēng)洞水車室水輪機錐管進人孔通道錐管尾水管圖4 水輪發(fā)電機組 2. 水輪發(fā)電機組基本參數(shù) 基本參數(shù)：額定容量、額定電壓、額定功率因數(shù)、電抗與短路比、飛逸速度、飛輪力矩等。3. 水輪發(fā)電機組輔助設(shè)備:1）冷卻裝置：水輪發(fā)電機的冷卻主要采用空氣冷卻，以通風(fēng)系統(tǒng)向發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子以及鐵心表面進行冷卻。但隨著單機容量的增長,水輪發(fā)電機采用了定、轉(zhuǎn)子繞組直接水冷的方式；或者定子繞組用水冷，而轉(zhuǎn)子用強風(fēng)冷卻。2）制動裝置：水輪發(fā)電機均設(shè)有制動裝置。其裝置多采用壓縮空氣制動和電氣制動。3）調(diào)速裝置：主要括調(diào)速器和油壓裝置。調(diào)速器的作用是調(diào)節(jié)水輪機轉(zhuǎn)速，以保證輸出電能的頻率符合供電要求，并實現(xiàn)機組操作(開機、停機、變速、增、減負(fù)荷)、安全經(jīng)濟運行。二、 呼蓄水泵水輪發(fā)電機組簡介 呼蓄電站水泵水輪發(fā)電電動機為懸式可逆風(fēng)冷水輪發(fā)電機組。其主要由機架、定轉(zhuǎn)子、空冷器、主軸、球閥、導(dǎo)水機構(gòu)、水泵水輪機固定部分、轉(zhuǎn)輪、尾水管等級成，其結(jié)構(gòu)風(fēng)圖5。圖 呼蓄電站發(fā)電機組三、 水輪發(fā)電機組組成及分類 水輪發(fā)電機的分類是按水輪機的形式和發(fā)電機冷卻方式來分類的，具體方法如下水輪水輪發(fā)電機組分類形式 懸式 （推力在轉(zhuǎn)子上方） 推力軸承立式 半傘式 ：無上導(dǎo)全傘 傘式 發(fā)電機 導(dǎo)軸承 傘式：有上導(dǎo)半傘軸線 臥式 混合方式 空冷 冷卻方式 水冷 蒸發(fā)