水轮机的标准与选择
水轮机分类
水轮机分类水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置。
根据不同的分类标准，水轮机可以分为多种类型。
本文将从不同的分类角度出发，介绍常见的水轮机类型及其特点。
一、按照叶轮结构分类1. 悬臂式水轮机悬臂式水轮机是一种叶轮只有一侧有叶叶片的水轮机。
它的主要特点是叶轮只有一侧有叶片，叶轮的另一侧是空的，因此在水流作用下，叶轮只能单向旋转。
悬臂式水轮机的结构简单，但效率较低，主要用于小型水电站。
2. 双向逆流式水轮机双向逆流式水轮机是一种具有两个反向旋转叶轮的水轮机。
它的主要特点是叶轮有两个，水从叶轮中央进入，流经两个叶轮，最后从中央排出。
双向逆流式水轮机的效率较高，但制造难度大，主要用于中小型水电站。
3. 直径式水轮机直径式水轮机又称离心式水轮机，是一种叶轮直径较大的水轮机。
它的主要特点是叶轮直径较大，水流进入叶轮后，被离心力推向叶轮的外侧，从而产生动能。
直径式水轮机的效率较高，主要用于大型水电站。
二、按照水流方式分类1. 活塞式水轮机活塞式水轮机是一种利用水流压力推动活塞运动的水轮机。
它的主要特点是利用水流压力差推动活塞运动，从而产生机械能。
活塞式水轮机结构简单，但效率较低，主要用于小型水电站。
2. 喷嘴式水轮机喷嘴式水轮机是一种利用水流喷射推动叶轮旋转的水轮机。
它的主要特点是水从喷嘴射出，喷嘴的高速流体作用于叶轮，产生动能。
喷嘴式水轮机效率较高，但需要较高的水压力，主要用于中小型水电站。
3. 引水式水轮机引水式水轮机是一种利用水流引导叶轮旋转的水轮机。
它的主要特点是利用引水管将水引导到叶轮处，通过叶片的旋转产生动能。
引水式水轮机结构复杂，但效率高，主要用于大型水电站。
三、按照安装方式分类1. 泄流式水轮机泄流式水轮机是一种安装在水流强劲的水流中，利用水流直接推动叶轮旋转的水轮机。
它的主要特点是安装简单，但需要有足够的水源。
泄流式水轮机主要用于山区、河流等水源丰富的地区。
2. 水导式水轮机水导式水轮机是一种利用引水管将水引导到叶轮处的水轮机。
水轮机控制系统标准解读
水轮机调速器
GB/T 9652.1-2007
水轮机控制系统技术条件
操作器 position operator, gate operator:不对
机组施加自动调节作用，仅能实现机组启动、停机，并网 后能使机组带上预定负荷，以及接受事故信号后能使机组 自动停机的装臵。
电子负荷调节器 electronic load controller:利
引水和泄水 系 统 被控制系统 测量元件 执行机构 放大校正元件 – – 反馈元件 水轮机控制设备（系统） + 给定元件 水轮机、 发电机 电 网
水轮机调节系统
GB/T 9652.1-2007
水轮机控制系统技术条件
水轮机调节的任务 机组频率调节器-维持机组转速在额定转速附近，满足电 网一次调频要求； 机组功率控制器-完成调度下达的功率指令，调节水轮机 组有功功率，满足电网二次调频(AGC)要求； 机组工况控制器-完成机组开机、停机、紧急停机等控制 任务；执行计算机监控系统的调节及控制指令。
水轮机控制系统
GB/T 9652.1-2007
水轮机控制系统技术条件
在数字式微机电液调速器发展、完善和广泛应用的同时，水电厂自 动发电控制(AGC)系统、电网能量管理系统(EMS)也日趋成熟并进入实用 化的阶段；现代电力系统中，区域电网容量迅速加大，区域电网间联网 并要求进行交换功率控制；大中型和多数小型水轮发电机组均并入大的 区域电网运行。在这种运行方式下，电网的负荷频率控制(LFC)是通过 电网AGC系统和电厂AGC系统来控制水电机组的水轮机调速器及火电机组 的调速系统实现的。当机组并入大电网运行时，水轮机调速器主要作为 电网一次调频/负荷控制器、电网二次调频和电网负荷频率控制的功率 控制器使用。
水轮机的标准与选择
2021年7月17日星期六
第四章 水轮机选择
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的范围选择水轮机是水电站主要
设计任务之一，目标是使水电站充分利用水 能，安全可靠运行。
4.1 水轮机的标准系列
一、水轮机的系列型谱 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。
2.水电站技术资料：河流梯级开发方案、水库的调节性 能、水电站布置方案、地形、地质、水质、泥沙情况、 总装机容量、水电站运输、安装技术条件；水文资料： 特征流量及特征水头、下游水位流量关系曲线。
3.水电站有关经济资料：机电设备价格、工程单价、年 运行费等。
4.电力系统资料：系统负荷构成，水电站的作用及运行 方式等。
4.1 水轮机的标准系列 四、水轮机系列应用范围图
4.2 水轮机的选择
一、水轮机选型设计的内容 1.确定机组台数及单机容量 2.选择水轮机型式（型号）及装置方式
3.确定水轮机参数D1、n、Hs、Za；Z0、d0
4.绘制水轮机运转特性曲线 5.确定蜗壳、尾水管的形式及其尺寸，估算水轮
机的重量和价格。
330 380 410 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
说明：括号内的数字表示仅适用于轴流式水轮机。
4.1 水轮机的标准系列
三、水轮发电机标准同步转速
磁极对数 3 4 同步转速 1000 750
n 磁极对数 16 18
5
7
8
9
10
600 428.6 375 333.3 300
水轮发电机选择
水轮发电机的选择计算一、 发电机型式的选择水轮发电机按其轴线位置可分为立式布置和卧式布置两类，大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于中小型机组及贯流式机组。
本电站采用立式布置，立式布置又分为悬式和伞式两种。
悬式布置和伞式布置的适用条件，查参考【2】P 149表3-1，悬式适用于转速大于150/min r ，伞式适用于转速小于150/min r 。
因为水轮机的标准转速为166.7r/min ，所以水轮发电机选用悬式布置。
水轮发电机的冷却方式采用径向通风密闭式空气循环冷却。
二、 主要尺寸估算待选水轮发电机的有关参数如下：发电机型式：悬式 标准转速：166.7r/min 磁极对数：18外形尺寸计算如下：1、极距τ根据统计资料分析,极距与每极的容量关系如下: 42ps K f j =τ cm 参考【2】P 159公式3-2式中9,,,10~8,:18;:);(:本设计中取线速度高的取上限容量大一般为系数磁极对数发电机额定容量j f K P p KVA s =f s =N f ／cos ＆, cos ＆为功率因数角，取cos ＆取0.875。
f s =247423／0.875=282769KV A 。
418*2282769*9=τ=84.73 cm由上求出τ后,尚应校核发电机在飞逸状态下,转子飞逸线速度V f 是否在转子材料允许范围内。
V K V f f = 参考【2】P 160公式3-3式中飞逸线速度秒时在数值上等于极距周当频率转子额定线速度的比值确定与额定转速机组的飞逸转速与水轮机型式有关或按飞逸系数:;/50,:;,:f e f f V f V n n K τ= f K = f n ／e n =308.4／166.7=1.85; V =τ=84.73 cm.V K V f f ==1.85*84.73=156.75m ／s查参【2】P 160，转子磁轭的材料用整圆叠片。
2、定子内径i D 计算公式： τπpD i 2==3.784*18*2π=971.43 cm 参考【2】P 160公式3-43、定子铁芯长度t l 计算公式： ei f t n CD S l 2= cm 参考【2】P 160公式3-5式中：冷却方式为空冷取表见参考系数定子内径额定转速发电机额定容量,107,53]2[,:);(:);(:);(:6160-⨯=-C P C cm D rpm n KVA S i e f.7166*3.4971*10728276926-⨯=t l =256.79 cmt l ／τ=256.79／84.73=3.03＞3 ，通风较困难。
DLT 5186—2004 水力发电厂机电设计规范 条文说明
DLT 5186—2004 水力发电厂机电设计规范条文说明中华人民共和国电力行业标准PDL/T5186-2004条文讲明中国电力出版社水力发电厂机电设计规范主编部门：水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会2004 北京目次1 范畴52 引用标准53 总则54 水力机械54.1 水轮机选择 54.2 进水阀214.3 调速系统及调剂保证244.4 主厂房起重机304.5 技术供、排水系统及消防给水32 4.6 压缩空气系统414.7 油系统464.8 水力监测系统485. 电气515.1 水电厂接入电力系统515.2 电气主接线 565.3 水轮发电机/发电电动机74 5.4 主变压器815.5 高压配电装置875.6 厂用电及厂坝区供电925.7 过电压爱护和接地装置1015.8 照明 1065.9 电缆选型与敷设1076. 操纵爱护和通信1116.1 总体要求 1116.2 全厂集中监视操纵1156.3 励磁系统 1266.4自动操纵1276.5 运算机监控系统1286.6 继电爱护 1366.7 电测量和电能计量1376.8 二次接线 1376.9 厂用直流及操纵电源1416.10 通信 1457 机电设备布置及对土建和金属结构的要求1477.1 一样要求1477.2 主厂房1507.3 副厂房1537.4 变压器场地 1547.5 高压配电装置布置1587.6 中央操纵室及其它1657.7 直流设备室1717.8 水轮机/水泵水轮机输水系统1727.9 电梯1758 辅助设施1768.1 机械修配厂 1768.2 电气实验室 177附录A 水力机械术语、符号1781 范畴无需讲明。
2 引用标准无需讲明。
3 总则无需讲明。
4 水力机械4.1 水轮机选择4.1.1 水轮机型式及适用水头范畴见表1。
表1 水轮机型式及适用水头范畴混流式30～700 冲击式射流式水斗式300～1700当水电厂的水头段有两种以上机型可供选择时，应从技术特性（D1、nr、t、Hs）、经济指标（机组设备及起重设备造价、厂房土建工程量及其估价、多年平均发电量）、运行可靠性（包括水轮机运行的水力稳固性、设备使用的成熟可靠程度），以及设计制造体会、制造难度等方面，经技术经济比较后选定。
水轮机轴瓦间隙标准
水轮机轴瓦间隙标准嘿，朋友们！今天咱来聊聊水轮机轴瓦间隙标准这个事儿。
你说这水轮机轴瓦间隙，就像是鞋子和脚的关系一样，得合适才行啊！间隙太大，那水轮机就像穿着大好几码的鞋子，跑起来松松垮垮，不得劲；间隙太小呢，又像是小鞋挤脚，难受得很，还容易出问题。
咱就说这水轮机轴瓦间隙标准，那可是相当重要啊！这就好比是一道门槛，高了不行，低了也不行。
要是不按照标准来，那后果可不堪设想。
你想想，水轮机那可是大设备，要是因为轴瓦间隙不合适出了故障，那得耽误多少事儿啊！一般来说，不同型号、不同功率的水轮机，它的轴瓦间隙标准也是不一样的。
这就好像不同尺码的脚得穿不同尺码的鞋一样。
咱得根据具体情况来，不能一概而论。
而且啊，这标准也不是一成不变的，就跟人的习惯会变似的。
随着技术的发展、设备的更新，轴瓦间隙标准也可能会有所调整。
那怎么才能知道咱这水轮机的轴瓦间隙合不合适呢？这就得靠专业的工具和技术人员啦！他们就像是给设备看病的医生，拿着各种仪器一测，就知道间隙对不对。
要是发现有问题，那可得赶紧调整，不然等出了大毛病就晚了。
咱再说说这轴瓦间隙的调整，那也是个技术活啊！可不是随便拧拧螺丝就行的。
这就好比是给人做衣服，尺寸得量准了，裁剪得精细了，做出来的衣服才合身。
调整轴瓦间隙也是一样，得小心翼翼，一点一点地来，不能着急。
你说这水轮机轴瓦间隙标准是不是很重要？要是不重视，那可真不行啊！它关系到水轮机的正常运行，关系到整个系统的稳定。
所以啊，咱们一定要把这个标准牢记在心，就像记住自己的生日一样。
总之，水轮机轴瓦间隙标准这事儿，可不能马虎。
咱得像爱护自己的宝贝一样爱护水轮机，按照标准来操作，让它好好地为我们服务。
大家说是不是这个理儿？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
水轮机的标准与选择
水轮机的标准与选择1. 引言水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置，广泛应用于水力发电、灌溉、水泵等领域。
在选择和设计水轮机时，了解水轮机的标准和选择因素非常重要。
本文将介绍水轮机的标准和选择技巧。
2. 水轮机的标准水轮机的标准是确保其质量和性能的重要依据。
以下是一些常见的水轮机标准：2.1 国际标准国际标准主要由国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）制定。
这些标准涵盖了水轮机的设计、制造、安装和运行等方面。
2.2 国家标准各个国家都有自己的水轮机标准，根据当地的环境和需求来制定。
例如，中国的国家标准有GB/T标准系列。
2.3 行业标准水轮机行业也有一些行业标准，旨在规范行业内企业的生产和运作。
这些标准通常由行业协会或相关机构制定。
3. 水轮机的选择要素在选择水轮机时，需要考虑以下要素：3.1 水轮机类型水轮机有多种类型，包括水轮式、斜流式、混流式和螺旋式等。
不同类型的水轮机适用于不同的工况和流量要求。
3.2 功率需求根据需要的功率大小选择适当的水轮机。
功率需求与流量、水头等参数有关。
3.3 水头条件水头是指水轮机工作时水位差的高度，直接影响水轮机的效率和性能。
选择水轮机时，需要考虑水头条件和允许的变化范围。
3.4 流量要求流量是指单位时间内通过水轮机的水量。
根据流量要求选择合适的水轮机。
3.5 效率要求效率是指水轮机将水的动能转化为机械能的比例。
根据效率要求选择合适的水轮机。
3.6 经济性考虑除了满足技术要求外，还需要考虑水轮机的经济性。
包括水轮机的价格、维护成本、寿命等因素。
4. 水轮机的选择流程以下是选择水轮机的一般流程：4.1 确定需求根据具体需求确定所需的水轮机参数，包括功率、水头、流量等。
4.2 查找候选水轮机根据需求参数，查找符合要求的水轮机型号和制造商。
4.3 进行技术评估与水轮机制造商进行沟通，了解其技术规格，并进行技术评估，包括效率、可靠性、维护等方面。
4.4 经济评估根据水轮机的价格、维护成本以及预期寿命等因素进行经济评估，确保选择的水轮机经济合理。
全国水轮机标准
全国水轮机标准一、水轮机分类与型号水轮机按照工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。
冲击式水轮机根据喷嘴数量和布置方式又分为单喷嘴、双喷嘴和多喷嘴几种，反击式水轮机则根据转轮叶片形状和布置方式分为轴流式、混流式、斜流式和贯流式四种。
型号是水轮机在标准额定工况下的性能参数和尺寸规格的简称，由机组的额定转速、额定流量、额定功率、吸出高度等参数组合而成。
如冲击式水轮机的型号是“HLI36-L21/1000”，其中H表示水轮机，L表示立式，I表示单喷嘴，36表示设计序号，L2表示转轮叶片进口位置相对于下止水面高度为2米，1000表示额定转速为1000转/分钟。
反击式水轮机型号是“HL123-L7.7/2250”，其中H表示水轮机，L表示立式，123表示设计序号，L7.7表示转轮叶片进口位置相对于下止水面高度为7.7米，2250表示额定转速为2250转/分钟。
二、水轮机设计规范设计规范是进行水轮机设计的准则和基础，包括水轮机的结构形式选择、过流通道设计、转轮叶片设计、导水机构设计、接力器设计、调速器设计等方面。
在设计中应充分考虑设备的适用性、高效性、可靠性和经济性，以满足不同工况下的性能要求。
三、水轮机材料标准水轮机材料应具有足够的强度、耐腐蚀性和耐磨性，以保证在运行过程中不发生断裂、变形和磨损等现象。
常用的材料包括铸钢、铸铁、合金钢、不锈钢等。
对于不同材料的使用范围和使用条件应严格执行相应的标准规范。
四、水轮机制造与装配标准制造与装配标准是保证水轮机产品质量的关键环节，包括制造工艺流程、装配工艺流程、质量检验等方面的规定。
在制造过程中应严格控制材料的质量和加工精度，保证转轮叶片与导叶的配合精度以及各部件之间的连接牢固可靠。
在装配过程中应按照规定的顺序和步骤进行组装，确保设备的正确性和可靠性。
五、水轮机性能试验与评价方法性能试验与评价是对水轮机性能的全面检测和评估，包括效率试验、空化试验、动平衡试验等方面。
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4.2 水轮机的选择
一、水轮机选型设计的内容 1.确定机组台数及单机容量 2.选择水轮机型式（型号）及装置方式
3.确定水轮机参数D1、n、Hs、Za；Z0、d0
4.绘制水轮机运转特性曲线 5.确定蜗壳、尾水管的形式及其尺寸，估算水轮机的
重量和价格。
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4.2 水轮机的选择
根据H、N的范围选择水轮机是水电站主要
设计任务之一，目标是使水电站充分利用水 能，安全可靠运行。
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4.1 水轮机的标准系列
一、水轮机的系列型谱 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。 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、ZD760型、水斗式水轮机系列型 谱参数见表4-1~表4-5。
30 32
同步转速 187. 166.7 150 136.4 125 115.4 107.1 100 93.8
n
5
磁极对数 34 36 38 40 42 44 48 50
同步转速 88.2 83.3 79 n
75 71.4 68.2 62.5 60
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4.1 水轮机的标准系列 四、水轮机系列应用范围图
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4.2 水轮机的选择
三、所需要的有关资料 1.水轮机产品技术资料：系列型谱、生产厂家、产品目录、
模型综合特性曲线。 2.水电站技术资料：河流梯级开发方案、水库的调节性能、
水电站布置方案、地形、地质、水质、泥沙情况、总装 机容量、水电站运输、安装技术条件；水文资料： 特征 流量及特征水头、下游水位流量关系曲线。 3.水电站有关经济资料：机电设备价格、工程单价、年运行 费等。 4.电力系统资料：系统负荷构成，水电站的作用及运行方式 等。
2、专题研究法 对特别重要的工程或特别大型的水电站，为了获
得最优设计效果，根据水电站的具体参数，进行专 门设计，但所需时间和费用高。 3、查系列范围图法
根据水电站的水头范围和单机出力，在系列范围 总图中查出适应的型号，以及对应的转轮直径、转 速及吸出高度。当有两种机型可供选择时，一般选 用较大的直径。
总之，一般应采用较大的N单，较少的台数，但一般 至少应选2台，少数情况下可选1台。中大型电站一 般选4~6台，根据机组的制造水平和装机容量也可 以选用更多的台数，如葛洲坝共21台，装机 2715MW，三峡26×700共装机18200MW。
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4.2 水轮机的选择
五、水轮机型号及主要参数的确定
Z0多→单位千瓦投资↑→阀门、调速、管道、辐 设、电气等增加→厂房尺寸增加。
N单↓→D1↓→尾水管高度低→开挖少→投资少
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4.2 水轮机的选择
3、机组台数与运行效率的关系 Z0↑→平均效率↑
(1) 担任基荷时：出力变化小，流量变化稳定，可用 较少的台数，使水轮机可以在较长时间内以最优工 况运行，其平均效率也比较高。
6.调速器及油压装置选择 7.根据选定的水轮机型式和参数，结合水轮机在结构
上、材料、运行等方面的要求，拟定并向厂家提 出制造任务书，最终双方共同商定机组的技术条 件，作为进一步设计的依据。
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4.2 水轮机的选择
二、水轮机选型设计的基本要求 1.有较好的能量特性，在额定水头下能保证发出额定 出力，额定水头以下的机组受阻容量小，水电站全 厂机组平均效率高。 2.性能要与水电站的整体运行方式和谐一致，运行稳 定，可靠灵活。有良好的抗空蚀和抗磨损性能，对 多泥沙河流的电站更应如此。 3.结构设计合理，便于安装与操作、检修与维护。 4.选择生产实力强、制造技术水平高、合作信誉好的 制造厂商。 5.考虑适度合理的经济节省原则。
依据：N单，特征水头(Hmax、Hmin、Hav、Hr)
1、 根据水轮机系列型谱选择 型号的选择主要取决于水头。各种水轮机都有一
定的使用范围，根据电站运行水头的范围，直接查 系列型谱，确定水轮机的型号。
如果两种型号均可采用，应进行方案比较。 这种方法有时难以获得最优设计效果。
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4.2 水轮机的选择
第四章 水轮机选择
4.1 水轮机的标准系列 4.2 水轮机的选择 4.3 水轮机的工作特性曲线和运转特性曲线 4.4 蜗壳的型式及其主要尺寸的确定 4.5 尾水管的型式及其主要尺寸的确定
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第四章 水轮机选择
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。
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4.2 水轮机的选择
四、机组台数及单机容量的选择
已知总装机容量(=Z0×N单)，N单不同，D1、n 、Hs、 η均不同。
1、机组台数与机电设备制造的关系
N总一定，Z0多→N单↓→尺寸（D1）小→制造运输
容易→造价高(单位千瓦耗材多、制造量大)。
所以一般选用较大的N单。 2、机组台数与电站投资的关系
说明：括号内的数字表示仅适用于轴流式水轮机。
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4.1 水轮机的标准系列
三、水轮发电机标准同步转速
磁极对数 3 4 同步转速 1000 750
n 磁极对数 16 18
5
7
8
9
10
600 428.6 375 333.3 300
20ห้องสมุดไป่ตู้22 24 26 28
12 14 250 214.3
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4.1 水轮机的标准系列 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
(2) 担任峰荷时：出力变化幅度大，应该选用较多的 台数，以增加其运行灵活性，提高整体运行效率。
(3) 对于轴流定浆和混流式水轮机，可以选用较多的 台数，而对于轴流转浆式水轮机因其调节性能好， 可以选用较少的机组。
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4.2 水轮机的选择
4、机组台数与电站运行维护工作的关系 台数多，运行灵活，事故影响小，但同时增加了事 故的几率，也增加了管理人员、提高了运行费，所 以不宜采用过多的台数。