水轮发电机制动器的最新技术
水轮发电机及发电电动机的最新技术
水轮发电机及发电电动机的最新技术水轮发电机及发电电动机是利用水能进行发电的设备。
随着科技的不断进步，这些设备的技术也在不断创新和发展。
本文将介绍水轮发电机及发电电动机的最新技术。
水轮发电机最新技术双出水轮式水轮发电机传统的水轮发电机是单出水轮式，即一个水轮只能连接一台发电机进行发电。
而双出水轮式水轮发电机则是通过将两个不同类型的水轮设备并在一起，从而实现了一个水轮可以连接两个发电机同时发电的功能。
双出水轮式水轮发电机可以大大提高水轮效率，提高水能利用率，降低发电成本。
柔性多级水轮发电技术柔性多级水轮发电技术是一种新型的水轮发电技术，通过多级柔性液力变速器的结构设计，可以实现水轮的自适应运行。
该技术具有转速调节范围广、运行平稳、高转速环节绕过、节流段低平等优点。
同时，柔性多级水轮发电技术的运行灵活可靠，能够适应各种水流起伏和水头波动。
发电电动机最新技术直线式电磁驱动电机传统的发电电动机机构复杂，效率低下，维护成本高。
而直线式电磁驱动电机则采用由直线电机、球形机械传动机构和转换控制器等构成的新型电动机，具有结构简单、转子低惯量、能耗低、运行稳定、寿命长等优点。
直线式电磁驱动电机比传统的发电电动机效率提高了10%左右，能大大节约电力消耗和降低发电成本。
超临界直线电机技术超临界直线电机技术是一种新型的发电电动机技术。
该技术可以在超临界排气条件下使用，利用气体的高稠度和低压差，实现高效的转换电力。
与传统的发电电动机相比，超临界直线电机具有转速高、效率高、寿命长、维护简单等优点，可以大大提高发电效率，降低能耗和发电成本。
以上介绍的水轮发电机及发电电动机的最新技术都有着自己独特的特点和优势，可以提高水能利用率，降低发电成本，实现可持续性发展。
随着科技的不断进步，相信这些技术将会更加成熟和完善。
水轮发电机组电气制动技术分析
水轮发电机组电气制动技术分析摘要:介绍了电气制动的工作原理，它基于同步电机管接头反应。
与机械制动相比，电气制动具有制动扭矩高、制动速度高、清洁无污染等优点。
但是，随着推力轴承外壳的大幅改善，机械制动变得越来越可能。
考虑到新形势下水轮发电机使用电气制动技术时存在的一些问题，如安装电气制动装置造成的资本问题和位置的复杂性、过度制动电流和用电气制制动装置暴露在车辆实际操作中的短启动间隔等误操作，提出了在电气制动力装置实际操作中的对策。
关键词:电气制动;水轮发电机;制动技术1引言从20世纪80年代后期开始，电气制动技术逐渐取代了机械制动，在大中型水电站得到了广泛的应用。
但是，随着机械生产技术的改进和完善，装置推力轴承的材料有了很大的改善，机械制动的缺失正在逐步改善。
另一方面，作为电动制动力装置安装的单元，实际上发现了各种缺陷，电动制动装置的使用由于电动位移设备的增加而对机柜的布置造成困难。
因此，在新形势下，有必要进一步研究如何使用电气制动的功能，以及针对目前的缺点采取的对策。
2原理电源系统与发电机分离后，设备停止工作，但此时设备的旋转部分仍然是具有很大的惯性，不能在短时间内立即停止。
装置轴承上油膜的形成与装置的转速密切相关。
因此，如果装置长时间低速旋转，油膜将被破坏，装置的旋转部分之间发生摩擦，导致零件损坏。
因此，正常情况下，电源系统不允许装置的轴承以惯性低速旋转。
利用同步电机的电枢反应，磁化发电机转子后，三相固定器短路，电流到达转子线圈，以与惯性相反的方向产生制动转矩，引导装置快速停止。
这是电气制动技术的原理。
其中有计算制动转矩的公式:如果发生器集需要停止工作，监控系统将首先发送停止命令，励磁调节器将发出删除此处的命令。
此时，电动制动器立即切换到待机模式。
如果满足以下五个条件，系统将发出电气制动命令:首先关闭系统油开关。
第二，单位接到关闭命令；第三，装置的导向叶片全部关闭。
第四，管制低于额定速度的80%。
基于励磁系统的水轮机组制动技术研究
基于励磁系统的水轮机组制动技术研究发布时间：2023-03-16T02:59:25.942Z 来源：《新型城镇化》2023年2期作者：安绍军[导读] 目前，由于电气制动配置成本等因素，中小型机组停机采用机械制动，而大型水轮发电机组则一般会优先采用“电气制动+机械制动”混合制动方式，即当机组转速较高时使用电气制动，当转速较低时再退出电气制动，转入机械制动流程。
若电气制动失败，则机械制动会在较高转速下投入松花江水力发电有限公司吉林丰满发电厂吉林吉林 132108摘要：目前，由于电气制动配置成本等因素，中小型机组停机采用机械制动，而大型水轮发电机组则一般会优先采用“电气制动+机械制动”混合制动方式，即当机组转速较高时使用电气制动，当转速较低时再退出电气制动，转入机械制动流程。
若电气制动失败，则机械制动会在较高转速下投入。
因此，尽管配置了电气制动功能，仍需要机械制动作为备用方式，而电气制动失败率的高低直接决定了闸瓦的磨损程度和更换周期。
鉴于电气制动存在诸多优点，开展水轮机组停机过程中的电气制动研究并提高电气制动的可靠性和成功率，对水电站的运行维护有较大的意义和价值。
关键词：励磁系统；水轮机组；制动技术1励磁系统简介励磁系统是为同步发电机提供磁场的核心控制设备，它不仅要维持发电机的安全可靠运行，还要提高电网的输送能力，对电力系统稳定性发挥着重要的作用。
励磁系统一般由励磁调节器、功率整流和灭磁单元三大部分组成。
励磁调节器A VR根据PID调节控制功率整流单元的输出，其本质是调节功率器件SCR或IGBT的导通比，输出经过灭磁单元后直接送至发电机转子绕组。
励磁系统主要有以下三个作用：（1）调节器调节励磁电流输出，维持发电机定子电压的稳定；（2）通过调差控制并联机组无功功率的合理分配；（3）提高电力系统的静态、暂态和动态稳定性。
在发电领域中，尤其是在水电、火电、光电以及核电领域中，励磁系统是不可或缺的发电机辅助设备。
水轮发电机组机械刹车改进
水轮发电机组机械刹车改进背景水轮发电机组作为一种使用水力能源转化为电能的装置，被广泛应用于水能发电厂。
水轮发电机组的轴转速度和输出电压需要在一定范围内保持稳定。
在正常运行中，水轮发电机组的机械刹车通常用于停机或在紧急情况下停止旋转。
然而，机械刹车不可避免地会受到磨损，导致使用寿命下降，同时需要考虑刹车对机组出现故障或抢修的影响。
因此，对机械刹车进行改进，提高其可靠性和安全性，被认为是提高水轮发电机组整体性能的一个重要方向。
目标本文提出一种改进方案，通过对水轮发电机组机械刹车的设计和制造进行改进，从而提高其可靠性和安全性，降低对发电机组的影响，并保障了故障发生时的抢修能力。
方案设计改进在传统水轮发电机组刹车系统中，机械刹车通常由一组蹄式刹车和一组油壓尖轮刹车组成。
当需要刹车时，操作人员将通过空气或油压调节器，推动刹车蹄放置于转子的刹车盘上，从而实现施力制止转子转动。
然而，这种机械刹车在操作过程中存在以下几个问题：1.刹车齿盘的磨损以及温度变化等因素都会影响刹车承载能力和使用寿命；2.刹车系统需要大量维护和更换部件，影响使用寿命和降低经济效益；3.长时间停机和开启会导致液压系统不稳定，增加了故障的可能性。
为了解决上述问题，本文提出了一种新设计的机械刹车方案。
该方案采用了永磁瓦式刹车系统，并且加入了自动补偿措施。
具体方案如下：1.永磁瓦式刹车的工作原理是，通过磁场对转子进行制动。
由于永磁铁较小且不存在电磁干扰等问题，因此在使用过程中自然磨损较少，使用寿命更长，磨损对性能的影响也更小；2.在永磁瓦和转子之间设置气隙自动调节装置，使气隙根据永磁瓦磨损程度自动调节。
从而保障在永磁瓦使用寿命的不同阶段，使用性能能够保持相对稳定；3.更换原来需求更多液压装置的刹车系统为永磁瓦式刹车系统，减少了不必要的维护和零部件更换，同时提高了发电机组整体的使用经济效益。
制造改进机械刹车的制造质量直接关系到机组整体安全性和可靠性。
水轮发电机组电气制动系统探讨分析
水轮发电机组电气制动系统探讨分析一、前言电气制动系统在水轮发电机组中获得了极大的应用。
因为电气制动具有启动，停机迅速，方便操作等有利条件，所以在电网系统中起着不可忽视的作用。
在此过程中着肩负对调峰、调频及事故备用的重大作用。
由于水轮发电机组在停机过程中，惰性时间太长，所以要极大解决缩短惰性时间以及避免可能由于制动方面的问题带来的后果，电气制动系统在水轮发电机组中的应用得到了极大的发展。
二、电气制动系统的研究目前电气制动都是采取传统的发电机定子绕组三相短路，并对励磁线圈通以适当的励磁电流以产生制动力矩的方法来实现的。
相对于传统的方法，文章介绍两种电气制动新方法，分别通过实验对各种方法的原理、特点和应用场合介绍，这样可以对供水电站根据自身情况或特殊需要进行选择。
发电机定子三相短路电气制动发电机定子三相短路电气制动，这种方法是已有的电气制动装置中应用最多的一种方法，也是最常见的制动方法，用三相开关将发电机定子短路，在转子绕组中通以适当的励磁电流，使发电机定子短路电流为额定电流的0.8～1.2倍，用定子绕组中的短路损耗实现机组制动。
电厂一般如无近区负荷，发电机端往往不设母线而采用发电机-变压器单元接线，这样的做法主要线路顺接简单，操作方便，安全性高，短路电流小的特点。
对于这种接线可以在变压器的高压侧实施短路对发电机进行电气制动，反接制动停机发电机解列灭磁后，将励磁绕组通过灭磁电阻或直接短接，在定子绕组中通以负序低电压的三相交流电。
负序电流在定子侧产生了一个与发电机转子旋转方向相反的旋转磁场，这一磁场与转子有N0+N的相对运动困。
为外加电源的同步速，N是发电机转子速度），就会在励磁绕组，阻尼绕组，转子本体和磁极铁心上产生相应频率的感应电势。
转子损耗形成反方向的力矩，对发电机起制动作用。
根据反接制动试验所画出的特性表示在图4上，从特性可见：（l）反接制动力矩随转速的降低迅速升高，这对发电机低速下的制动十分有利；（2）在定子电流相同的条件下，反接制动力矩要比定子短路制动大得多，例如，在N=0.4时，前者为后者的4.7倍。
新型制动器在龙滩机组上的应用
新型制动器在龙滩机组上的应用摘要：本文较详细的叙述了新式制动器的性能特点，对应用情况做简要介绍，为在其它水电厂推广应用该制动器提供经验。
关键词：新式制动器独特设计技术 性能试验0 概述龙滩水电站是红水河上一个具有防洪、发电、航运等作用的特大型水电工程，其坝址位于广西天峨县境内，距天峨县城15km。
地下厂房内共装设9台单机容量为700MW的水轮发电机组(包括后期2台)，初期蓄水位375m，后期正常蓄水位400m，相应初、后期总库容分别为162.1亿m3和272.7亿m3，有效库容分别为111.5亿m3和205.3亿m3；具有年调节和多年调节能力。
电站以500kV电压等级接入电力系统，在系统中担任调峰、调频和事故备用。
电站按无人值班(少人值守)设计。
1 制动器在水电机组中的作用立式水轮发电机组的制动器（俗称风闸）是机械制动装置中的主要部件，其主作用有三个：一是当机组停机过程中，为避免机组较长时间低转速运行，引起推力瓦磨损，因此当转速下降到机组的加闸转速时，加闸制动，使机组迅速停机。
二是当机组停机时间较长，再次起动之前，用油泵将压力油打入制动器顶起转子，使推力瓦重新建立起油膜。
三是在机组安装或大修期间，用油泵将压力油打入制动器顶起转子，将机组转动部分的重量转移到制动器的缸体上。
2 龙滩电厂制动器的选型传统的老式制动器经常发生当停机加闸后风压撤消时，制动器活塞发卡1落不下来，需用撬棍进行别撬、敲打才能下落，造成密封圈受损。
另外就是当用高压油顶转子时，由于密封圈密封不严，而造成制动器漏油、甚至顶不起来，这就是旧式制动普遍存在的弊病。
龙滩电厂制动器的选型由哈尔滨电机厂有限责任公司负责完成和供货，经过了解，首期投产的7台机组，选用了目前设计较为先进的制动器，其性能完全可以克服老式制动器普遍存在的发卡、漏油、漏气问题，这种新型制动器在我国很多电厂都有实际应用，普遍反映良好。
3 新式制动器的工作原理新型制动器的型号为ZD280—O,其结构简图见图1。
水轮发电机组机械刹车的改进
水轮发电机组机械刹车的改进引言随着工业化进程的不断加速，水电站等水力发电设备也得到了大力发展。
然而，水电站的安全问题也随之成为了研究的重点之一。
在水力发电机组中，机械刹车是一项非常关键的安全设备。
它的作用是在发生紧急情况时迅速刹停水轮，以保护水力发电机组和人身安全。
然而，在实践中，机械刹车的效果并不十分理想，驱动器和刹车系统的匹配以及调试难度较大，灵敏度和反应速度不佳，对水电站的安全带来一定影响。
鉴于这种情况，需要改进水电站机械刹车的设计，提高刹车的安全性和可靠性。
机械刹车的原理及问题机械刹车的原理机械刹车主要是利用摩擦力将轴承件瞬间停转，从而刹住涡轮的运转。
机械刹车的结构一般采用液力刹车、机械刹车和液压刹车的组合。
其中，机械刹车是实现快速刹车的核心装置。
机械刹车存在的问题尽管机械刹车是一种非常重要的安全设备，但它也存在一系列问题。
首先，机械刹车在实际使用中常常出现灵敏度不足的问题，反应速度慢，难以实现迅速刹停水轮。
其次，原来的机械刹车结构较为复杂，容易出现分离和减速情况，进而产生故障和隐患。
第三，由于驱动器和刹车系统之间的匹配不够完美，机械刹车容易出现操作不便、维护困难等问题。
机械刹车改进的方案机械刹车结构的简化为了解决机械刹车存在的问题，我们可以首先考虑对机械刹车结构进行简化。
将旧有的推动杆或机械臂等接触面尽量缩小，采用小半径曲线构造机械布置，使呈非线性式变化模拟瞬间冲击力，一方面加快了刹车反应速度，另一方面也减少刹车时所需的行程。
增强机械刹车的灵敏性为了增强机械刹车的灵敏性，我们在推动部件上增加了缓冲衬垫，有效提高了装置对操作的敏感程度，提高刹车的精准度。
另外，改进后的机械刹车结构在刹车过程中也引入了新的几何三角线，这不仅对提升刹车性能起到了积极作用，同时也减少了锥形齿轮对刹车的反作用力，在保证安全性的前提下提高了刹车的牵制力和精度。
优化机械刹车的驱动系统为了消除驱动器与刹车系统之间的匹配问题，我们对刹车系统的驱动系统进行了优化。
水轮发电机组电气制动技术分析
水轮发电机组电气制动技术分析康明斯发电机组/电力自动化设备水轮发电机组电气制动技术分析徐青山\乐秀笈，陈俊2，张欣3（1.河海大学电气工程学院，江苏南京210098；2.东南大学电气工程系，江苏南京210096；3.江苏省电网调度通信中心，江苏南京210024）有制动力矩大、停机速度快、清洁无污染，但随着当前推力轴瓦的较大改善，机械制动也日趋成为可能。
就新形势下水轮发电机组采用电气制动技术中存在的一些问题，如加装电气制动装置带来资金、场地的困难，以及在已安装电气制动的机组上实际运行所暴露出的制动电流过大，投入时间间隔过短等缺陷提出了将电气制动与励磁系统结合、电气制动与机械制动混合制动的改良措施。
312：A文章编号：1006― EleetroniePublishfebu笔者建议如果目刖机组的机械制动性能良20世纪80年代后期开始，电气制动技术己经逐步替代机械制动在大中型水电机组中得到广泛的应用。
然而随着机械制造技术的提高与完善，机组推力轴瓦材料己经得到了极大的改进，机械制动的不足正逐步得到改善；相反，对于己安装电气制动装置的机组在实际中暴露出种种缺陷，要加电气制动设备而出现的资金、屏柜布置上的困难等，使电气制动的应用受到影响。
因此在新的形势下如何认识电气制动的作用，以及对现行的不足采取怎样的对策，很有必要予以进一步的研究。
1对电气制动的再认识1.1电气制动的基本原理与理论当水轮发电机与电力系统解列后，机组进入停机过程。
由于机组的转动部件具有较大的惯性，机组在短时间内不能停止运转。
但机组轴承是不允许机组较长时间处于低速运转状态的，这是因为机组推力轴承轴瓦的油膜形成与机组的转速有关，机组在低速下旋转会导致油膜的破坏继而出现干摩擦，而烧毁轴瓦。
电气制动的工作原理是基于同步电机的电枢反应。
当机组与电网解列，发电机转子灭磁后，使定子三相短路，同时给发电机加励磁电流，使它产生一个方向与机组惯性力矩的方向相反，具有强大制动作用的电磁力矩。
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水轮发电机用制动器的最新技术
说明：国内当今水轮发电机用制动器技术已相当成熟，本文就先进的制动器本体结构和合理的管路布置等简单介绍，可供用户和设计参考。
水轮发电机用制动器新标准JB/T3334.1-2013与老标准基本一致，唯一变更是新标准在3,1结构型式的条款中增加了“为了避免油气混合容易污染工作环境，本部分规定采用油气分离式制动器”，不是建议而是规定，那么要执行新标准只能生产油气分离式制动器。
我们知道产品的质量主要取决于先进技术，合理结构和精准的工艺，结构是产品质量的基础，工艺过程是保证产品可以淋漓尽致发挥其功能。
标准中不予规定的结构型式恰恰决定了制动器的产品质量，以下就哈尔滨银河电机制造有限公司近几年为国内大中型水电站水轮发电机和出口国外水轮发电机的制动器所采用的新技术总结如下：
1，采用双活塞（油活塞和气活塞）油气分离结构
该项符合新标准的采用油气分离式制动器，其实新标准如此规定是总结国内油气合一结构制动器，不采取任何措施给机坑内部造成的环境污染不得已而为之。
国外制动器例如德国西门子公司仍然采用油气合一结构，防止污染的措施是所有管路布置成与水平有3-5度倾斜，制动器排油口高程最高，倾斜的管路布置保证管路内的润滑油基本回流到油箱，残存油在管路末端由旋风油气分离器将油雾中的油分离回到油箱，这样的措施会增加产品和安装成本，在国内招标往往重价格轻质量的管理模式下，没有厂家愿意增加产品成本，产品越简单，成本越低，越可以中标,强制采用油气分离结构可以避免取巧投标。
油气分离结构是基本而不是彻底解决污染问题，如果油密封破损漏油至气压腔，还会污染环境，所以应该在气管路加装除油器。
另外，制动器气管路中制动器活塞O形密封圈需要油雾润滑，减少密封滑动阻力和增加密封使用寿命，制动器控制柜里的二位三通或三位五通电磁换向阀的密封同样需要油雾润滑，所以在控制柜进气管路要加装油雾器，在排气管路末端加装除油器，以确保不会污染环境。
2，采用三腔（高压油腔¸气压制动腔¸气压复位腔）气压复位结构当活塞密封与气缸内壁之间的摩擦阻力大于活塞复位力时，活塞会被憋卡而不能自行复位，需要人工撬动使之复位。
加大复位力是解决活塞不憋卡最有效方法之一，首先由哈尔滨电机厂生产出气压复位制动器，气压复位腔是在气活塞和气缸衬套之间留出的空腔，衬套的壁厚决定了气压复位力大小，气压复位力一般设计成大于采用弹簧复位力的4倍，活塞将不会再憋卡。
气压复位耗气量和制动耗气量相当，如果采用储气罐供气，就要相应增加储气罐的容积，笔者在百度文库发表文章<水轮发电机制动器利用制动气压复位方法》提出可以不增加耗气量的具体方法。
3，活塞外圆镶嵌聚四氟乙烯导向带
这项技术国外已经用了几十年而在国内也有使用将近二十年，只是最近几年才开始推广，其原理是是活塞和气缸内壁金属部分不接触，确保气缸内壁不被刮伤拉毛，橡胶密封可以延长使用寿命。
聚四氟乙烯和金属之间的摩擦系数非常小，活塞导向带滑动时，聚四氟乙烯还会在气缸内壁上留下薄膜，更加减小摩擦系数。
采用活塞外圆镶嵌聚四氟乙烯导向带结构，一般用弹簧复位即可，再采用气压复位可谓锦上添花，但是采用气压复位结构制动器不可以舍弃聚四氟乙烯导向带，因为没有导向带保护，气缸容易被刮伤拉毛，巨大的气压复位力会加速密封破损，所以，活塞外圆镶嵌聚四氟乙烯导向带技术比气压复位更具里程碑意义。
油活塞导向带较窄，只是上下滑动，气活塞的导向带较宽，因为制动时要承受径向力。
4，单向旋转发电机制动器的制动块采用偏心支撑
制动块的万向节支点在活塞顶端，距摩擦表面有个距离h,就是制动块厚度
加制动托板厚度，制动时产生前倾力矩会使制动块表面摩擦受力不均，磨损程度不同，只要将支点前移一个距离e，使之产生的后倾力矩等于前倾力矩，制动块的表面摩擦受力均匀磨损程度就会相同。
计算方法见笔者百度文库<水轮发动机制动器的问题与措施> 。
偏心距e=h*f,式中f为制动块与制动环的摩擦系数，由于制动块要磨损，摩擦系数为0.35-0.4，所以偏心距只能是个估值，该项技术国外首先采用，国外制动块是铆接在钢板结构，制动块和托板的固定有方向性，国内制动块非铆接结构，不采用偏心支撑也可以，只要将制动块与托板固定结构设计成无方向性，在每次机组检修时把制动块调转180度即可。
将上述所有技术全部采用的制动器需设置三腔四条密封和四段导向带，活塞行程由35-40mm一律加长到45mm,以适应制动块允许磨损量从10mm提高到15mm，生产厂为了便于结构布置，往往要增加制动器的高度，比行业标准要高100-200mm，对于新建机组加高制动器不存在问题，但对于老机组更新换代改造会带来改动制动器基础的麻烦，哈尔滨银河电机制造有限公司经过精心布置，设计出不增加高度的全部采用新技术的制动器（包括活塞行程为45mm）。
以ZL280为例的制动器布置图，制动器总高保持400mm。