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水轮发电机油、水、气系统培训课件
第四部分 机组气系统结构原理
气系统由空气围带供气和发电机制动供气两部分组成
4.1 空气围带供气
当检修主轴密封或长时间停机时，操作电磁空气阀使围带充气密封。围带供气气压为 0.5～0.7MPa，供气量为3L/次，进气口设有压力开关供监视，机组启动前应关闭供气阀， 打开排气阀，排除围带中的压缩空气。 4.2 发电机制动供气
机组的稳定性。
水轮机主要由以下几个部分组成：（1）埋入部分：管型座、尾水管里衬、发电机框架 等；（2）固定部分：导水机构、转轮室等；（3）转动部分：转轮、主轴、水导水封、受油 器等；（4）油、水、气等辅助系统及辅助设备。
1.2 发电机结构特点
在发电机整体结构上，根据厂家发电机的技术优势，充分考虑石虎塘发电机中容量、低 转速的特点，采用具有足够轴系稳定裕量的两导轴承支撑结构。定子机座、转子中心体、 轴承支架、灯泡头等采用具有足够的强度和刚度，以保证机组运行的安全可靠性。同时考 虑总体布置和分部件维护的简便性。 根据发电机结构说明，发电机主要由定子、转子、组合轴承、通风冷却系统、灯泡头、 支撑、自动化系统及其他辅助部件组成。 1.3 机组辅机结构特点
第三部分 机组水系统结构原理
水系统由冷却水供水系统、机组排水系统、水力监测系统等部分组成 3.1 冷却水供水系统 （1）发电机冷却水系统的取水方式是前流道取水循环冷却机组，由技术供水泵、6只
空气冷却器、管路、管路附件及流量、压力测量等自动化元件组成。每只空气冷却器前后
设闸阀，并配有排气、排水管口。 空气冷却器水循环路径为：技术供水泵→空冷器→总出水管→进口流道。 （2）每台机组设有2台轴承油冷器，并联方式布置，布置在轴承回油箱外。技术供水 系统提供油冷器冷却水。油冷器设计裕量充分，保证油冷器能安全稳定运行，油冷却器出 口处设流量信号器和流量调节阀，前后设球阀，并配有排气、排水管路。 轴承油冷却器水循环路径为：技术供水泵→油冷却器→进口流道。
水轮发电机组培训课件.
• 工作密封采用活塞式橡胶平板接触密封，由转环、密封座、橡胶密封环等组成，工作 时，通过技术供水将橡胶密封环顶起，与转环直接接触，达到密封的效果。橡胶密封 环通过泄漏水进行润滑、冷却，磨损后可自动调整复位，上密封座上有压力水进口和 排沙口，密封效果较好。 • 检修密封在工作密封下方，采用空气压迫橡胶带式密封结构，当机组检修时，向空气 围带内充入0.5-0.7MPa压缩空气，橡胶围带膨胀而使围带的密封唇边与主轴贴紧起到
•
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。
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。
灭火系统
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只空
气冷却器，运行过程中，在定子温度不超限的前提下，பைடு நூலகம்退出一只。
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只具有气复位功能的制动器，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转子顶起装置的一 部分。
集电环和碳刷
控制环与推拉杆及调速轴相连用来控制20只活动导叶。
尾水管
• 尾水管结构：锥管、肘管。
• 尾水管作用：锥管主要为转轮室补气测压监视；肘管主要 作用是排水、补气测压监视。
导水机构
• 水轮机导水机构的作用，主要是形成和改变进入转轮水流 的环量，采用转动式的性能良好的多导叶控制，保证水流 以很小的能量损失，在不同的流量下沿圆周均匀进入转轮。
水轮发电机组的附属设备培训
三、进水闸门和拦污栅的操作
1．进水闸门开启操作
（1）进水隧洞内应无人工作。检修工作票应全部收回。
（2）启动前应对起吊电动机、卷扬机、钢丝绳，电源等作详细的检查，确认无误。
（3）压力钢管排水阀及钢管进入孔都应关闭。
（4）备用机组的主阀、旁通用、水轮机的导叶均应全关。
（6）由电动机操作的主阀。在开、关到位时，应有行程开关进行监视。以免开过头或关过头而损坏主阀及零部件。
（7）主阀在全开或全关位置，通常不作调节水轮机的进水流量之用。以免造成过大的水力损失，以及影响流量的稳定。
三、主阀的种类
水电站的主阀通常有闸阀、蝶阀、球阀三种。其中蝶阀用途较广。
1．闸阀
通常用于水头不高、管径在0.5m以下的场合。小型水电站用得不多，结构也很简单，这里不加以详细叙述。
第三节主阀
一、主阀的作用
装在水轮机进水口与压力管道之间的阀门称为主阀，其作用如下：
（1）作为机组的后备保护。当机组甩负荷又遇调速器发生故障不能动作时，主阀可以在动水情况下关闭切断水流；防止机组飞逸转速的时间超过允许值，避免事故的扩大。
（2）导叶漏水是不可避免的。特别是经过一段时间运行后，导叶间隙发生变化，使漏水量增加，长期运行导叶产生汽蚀，则漏水更为严重。导叶关闭时，一般的漏水量为最大流量的2％～3％。严重时可达5％以上。主阀的水封要比导叶好得多，所以当机组较长时间停机时，应关闭主阀，以减少不必要的水流损失。经生产，技术负责人同意不得任意变动。
第2条调速器的调速电源应有可靠的保证。
第3条调速器的工作油压应按不同型号调速器，在说明书规定范围内调节。
第4条调速器压力油槽的油气比例为：油槽容积的3/5为气，油槽容积的2/5为油。并装有用玻璃管指示的油位计、压力表及装有油压过低的信号装置。
水轮机部分培训讲义简洁版ppt课件
3.出力与效率 3.1出力N：指水轮机轴传给发电机轴的功率〔输出 功率〕，我厂1#—6#水轮机的额定出力为46.4MW
。
3.2 效率：η=N0/NI×100% 普通η=80%~95%。η<100%的缘由：水流经过 水轮机时，存在水头损失、水量损失、机械损失等 各种能量损失。我厂水轮机效率可达96%。
冲击，对水轮机过流金属外表产活力械剥蚀和化 学腐蚀破坏的景象------水轮机的汽蚀。 2.水轮机汽蚀类型 2.1翼形〔叶片〕汽蚀：转轮叶片反面出口处产生 的汽蚀，与叶片外形、工况有关。
0.25mm。受油器安装在发电机的灯泡头内 浆叶的调整是经过调速器主配压阀控制的压力油送
经受油器再到浆叶接力器。因此受油器是从固定
油管向旋转的操作油管供油的重要转换安装。使浆 叶开启的压力油从受油器下游侧压力腔经过外部供 油管到接力器活塞缸上游侧；使浆叶封锁的压力油 从受油器上游侧压力腔经过中间供油管到活塞缸下 游侧。内腔油管向轮毂供油，并衔接高位轮毂油箱 ，使轮毂内的油具有一定的压力，防止流道中的水 渗入轮毂。此轮毂油管又作为转轮接力器的回复杆 ，将浆叶位置反映到受油器的刻度盘上并经轮叶位 置传感器送到调速器。浆叶全开27.5度,浆叶全关-
称为最优协联关系。
第四节：水轮机构造性能
1.尾水管及根底环 尾水管为卧式圆锥体，由两大节组焊而成，小
头焊根底环，根底环法兰上装有伸缩节，与转轮室 相通。根底环及尾水管呈程度布置，既只需程度段 ，总长26500mm，其中根底环段长8500mm，进 口段直径5796.4mm，出口直径为10500x9100mm ，根底环的上游面为加工面，既是埋设件管型座的 基准面，也是导水机构、主轴的基准面，根底环与 尾水管同时安装。为了监测尾水部位的压力值，在 根底与尾水管部位布置了压力测管，沿圆周方向布
水轮发电机组基础知识培训
1.2.4 转速： 水轮机的转速是指水轮机转轮在单位时间内旋转的次数，用n表示，单位为 r/min. 如果当转子只有一对磁极时转子旋转一周，定子绕组中的感应电势正好交变一次，所 以电势每秒交变次数等于转子每秒的旋转次数；当转子有P对磁极时转子旋转一周，定子 绕组中感应电势交变P次，所以电势每秒的交变次数等于转子每秒旋转次数的P倍，设转子 的转速n （r/min） 则感应电势每秒交变 pn/60 次，即电势的频率为 f=pn/60 （Hz）， 又得： n=60f／p （r/min）
3.2 水轮机的泥沙磨损与振动： 3.2.1 定义：泥沙通过水流携带，高速流经水轮机过流部件时，对过流部件表面摩擦， 切削和由于局部高温使过流部件加速氧化，引起金属表面细微晶粒脱落，产生磨损形成沟 槽，波纹或鱼鳞坑。 对混流式水轮机，磨损部位主要有叶片、上冠、下环内表面、抗磨板、导水叶及 尾水管里村。 3.2.2 泥沙磨损的类型及特征： ①.普遍的均匀磨损特征：表面磨薄、磨光或表面变粗糙及带有轻微波纹、条纹。 ②.局部的不均匀磨损特征：表面严重破坏，往往是在汽蚀的联合作用下，使零件表面 有沟槽、大片鱼鳞坑或深坑等。 3.2.3 泥沙磨损破坏的因素： ①.磨损物质的成分、颗粒大小、硬质、形状等。 ②.受磨材料的特性：指水轮机过流部件金属材料的内部组织及成分、粗糙度、表面 尺寸、硬度等。 ③.水流的一些特性：水流含泥沙的浓度、水流速度大小及方向等。 ④.运行方式的影响。当在非设计工况下运行时，会引起汽蚀和磨损对机件的联合作 用，其表现为： a.汽蚀和磨损联合作用时间在材料的汽蚀潜伏期内，这时材料破坏仅与水流速度、泥 沙含量及沙粒特性有关，即主要为磨损。 b.若汽蚀与泥沙磨损作用时间超过了材料的汽蚀潜伏期，则汽蚀的作用明显加大。 c.当材料的汽蚀潜伏期短，汽蚀强度超过磨损强度时，主要为汽蚀做哦那个。
水轮发电机培训演示文稿
主要功能
推动 控制环 转动，通过传动机构带动 活动导叶 Wicket gates 转动，从而控制机组流量。 与转轮相连，向发电机传递水轮机的机械能。 支撑 导叶轴颈 、水导轴承、 主轴伸出部分 和控制环； 具有封水作用。顶盖固定在 座环Stay ring 上，其中心主 轴伸出处安装水导轴承和主轴密封。 控制流入转轮的水流量，导叶全关时应有可靠的封水 性能。 外圆和蜗壳相连，内圆和顶盖、底环、基础环相连。 承受机组的重量、涡壳上部混凝土的重量、水轮机水推 力及蜗壳内部水压力。 使水轮机的进水形成一定环量并沿整个圆周均匀地输 送给导水机构 将水轮机转轮流出的液流排至下游；能量恢复作用。 将水能直接转换为机械能，是水轮机最重要的部件。 位于主轴通过顶盖部分，起防止水通过转轮侵入主轴 作用。 承受水轮机转动部分的径向力，保持转轮和主轴绕旋 转中心转动。
尾水锥管
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安装过程简介 Erection Process
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 尾水管安装 基础环、座环吊装 蜗壳挂装、焊接 导水机构安装 转轮、水机轴安装 导轴承安装 水轮机的调试
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安装过程简介 Erection Process
水轮发电机制动器的问题与措施
水轮发电机制动器的问题与措施水轮发电机制动器的问题与措施2水电站水轮发电机用制动器一般指机械制动器或称风闸以区别电制动，制动器的功能1，气动刹车，在发电机停机过程中当转速降低到额定转速的30~40％时，对机组转动部分进行连续制动，以避免推力轴承因长时间低速运行油膜无法建立而烧瓦。
功能2，锁定机组，推力轴承采用塑料瓦的机组，在停机后为防止水轮机导叶漏水的驱动力大于瓦面静摩擦力（塑料瓦对镜板的摩擦系数很小）而引起机组自转，制动器应一直投入直至下次开机。
功能3，高压油顶转子，在机组检修时或机组停机时间长又无高压油顶起装置，开机前要顶转子，以便瓦面充油润滑。
我国制动器的制造技术在经历几十年的不断改进现在已相当成熟，现将发生问题和改进措施终结如下。
1,活塞憋卡不能复位这是制动器采用O形橡胶密封结构后出现的最大问题，有的至今也没有彻底解决，早期制动器出厂就发生活塞憋卡，那时大多因为O 形密封质量不过关，密封圈截面不圆是椭圆形，使用几次就拧麻花，密封摩擦力剧增，当时只采用弹簧复位，复位力比较小。
之后，提高了O形圈质量，但制动器使用一段时间还是出现活塞憋卡，换了新的密封又可使用一段时间，使用周期越来越短，分析其原因是新制动器气缸内壁光滑，表面粗糙度达Ra0.4，这对密封的磨损较小，在使用过程中制动器活塞在气缸里滑动金属间产生摩擦，特别是机组制动时，活塞受径向力作用，和气缸之间的摩擦力很大，渐渐气缸内壁被划伤拉毛，制动器使用越久，缸壁拉毛现象越严重，尤其是铸铁活塞无油润滑时对气缸的损伤更大，当气缸内壁不再光滑，橡胶密封受到的磨损也越来越快，橡胶磨损后表面变得粗糙增加了摩擦系数，橡胶密封和气缸内壁之间摩擦力大于弹簧和活塞自重的复位力时，活塞自然就憋卡不能复位。
解决的方式有以下两种，其一是应运而生的气压复位，气压复位的复位力一般按四倍于弹簧复位力来设计，巨大复位力使活塞不再憋卡，这也是现在最普遍采用的复位方式，如果在制动器结构上仅仅采用这种方式可以说是远远不够的，因为气缸内壁划伤拉毛问题没有解决，密封磨损快的问题也没有解决,以至于导致密封更换周期越来越短，若采用双活塞三腔（油腔、气腔、复位腔）气压复位结构，制动器的高度要比弹簧复位制动器高，给老电厂改造带来困难。
发电机励磁及电制动培训资料
〔一〕励磁系统的作用励磁系统是同步发电机的重要组成部分, 其主要任务是向同步发电机的转子绕组提供一个可调的直流电流，当转子旋转后，产生一个旋转磁场。
通过改变转子绕组中的电流，可以改变发电机的端电压、无功功率、功率因数和电流等参数，满足发电机正常发电的需要，而且还控制发电机组间无功功率的合理分配，以满足电力系统平安运行的需要，它对进步电厂的自动化程度，进步发电机组运行的可靠性，进步电力系统稳定性有着重要的作用。
励磁方式有很多种，主要有由直流发电机供电的励磁方式，由交流发电机供电的励磁方式，无励磁机的励磁方式。
目前，大多数大中型的发电机采用的是无励磁机的励磁方式。
尼尔基发电厂采用的就是这种无励磁机的励磁方式，称做自并激静止硅整流器励磁系统。
〔二〕根本工作原理以下列图为自并激静止硅整流器励磁系统的典型原理接线图。
由图可见，自并鼓励磁系统的励磁电流取自发电机机端励磁变ET的二次侧，经过可控硅全控整流桥SCR进展整流。
励磁控制器通过机端的PT和CT采集发电机的电流和电压，经过分析计算后，以一定的角度对可控硅进展触发。
由于触发角度不同，SCR输出的直流电压也不同，从而到达改变转子电流的目的。
励磁控制器随发电机运行工况的变化而改变控制电压，以改变发电机转子的励磁电流，使发电机的电压或无功根本保持恒定。
一般情况下，这种控制以恒定发电机电压为目的，但当发生过励、欠励、V/F超值时，也起相应的限制作用。
恒压自动调节的效果，在发电机并上电网后，表现为随系统电压的变化，机端输出无功功率的自动调节。
〔三〕组成：自并鼓励磁系统由励磁调节器、功率整流柜、灭磁及过电压保护装置、励磁变压器、测量用电压互感器和电流互感器、起励设备及励磁操作回路组成。
1、励磁调节器〔1〕调节器简介该励磁调节器为广州电科院消费的EX2000型励磁调节器。
调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道，其核心控制器件是COMPACT PCI 32位总线工控机，C通道为模拟通道。
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水轮发电机
制动器
大唐岩滩发电机组制动器的作用、工作原理及检修作业指导书
大唐岩滩水力发电有限责任公司
目录
一、制动器的作用
二、制动器的形状结构
三、制动器的工作原理
四、制动器的检修作业及实物图示
1、制动器整体外形
2、制动器内部结构及检修重点
一、制动器的作用
1、当机组停机时，转速达到额定转速的25%时，使用0.7MPa的气源使
制动器投入，避免机组长间低速运转，当机组使用电制动，停机后制动器投入，以防机组突然转动。
2、当机组停机时间过长，再开机前制动器可作为支撑转子的油压千斤顶，顶起油压为10.5MPa，使镜板与推力瓦间形成油膜。
3、当机组大修时，可用制动器将转子顶出法兰止口，再用桥机起吊，而转子回装时可用制动器作为限位装置。
4、机组受力调整过程中，制动器可作为油压千斤顶使机组的转动部份起落。
5、虽是水电站水电机组运行中的一个辅件，但它起的作用十分重要，是保障水电厂安全运行的一个重要环节，就如同汽车刹车和自行车刹车一样。
二、制动器的形状结构
1、制动器为油气分离结构，气缸直径为280mm，最大行程度48mm,
共12组24个，制动气压为0.7MPa。
制动器上装有复位信号器，以监视制动活塞的上升和复位情况。
2、制动器分为上腔、中腔和下腔，上腔为气压复位腔，中腔为气压制动腔，下腔为油压顶起腔。
3、制动器的主要组成部份有制动器瓦、制动器瓦座、制动器座、从动
活塞、连接杆、弹簧垫、压板、环键、衬套、制动活塞、顶起活塞、密封“O”圈。
三、制动器的工作原理
1、制动器作为刹车用时，使用气压为0.7MPa的气源从中腔进入，制动活塞顶起使制动器瓦与转子刹车板产生摩擦力让转子停止转动。
2、制动器作为油压顶起时，顶起油压为10.5MPa，从下腔进入，顶起活塞顶起使推力瓦与镜板分开。
3、制动器工作结束，为保证每个制动器都复位，使用气压为0.7MPa
的气源从上腔进入，让制动活塞、顶起活塞回位。
四、制动器的检修作业及实物图示
1、
制动器整体外形：
2、
制动器内部结构及检修要点：
（1）、从动活塞与弹簧配合使用能让制动器瓦与水平面有一定的倾
斜空间，当受力不均时能自行调平。
（2）、压板与环键的作用是固定衬套。
制动器瓦座
制动器座
从动活塞
压板
（3）、环键的拆除应先用紫铜棒向下敲击衬套露出止口方可取
出。
环键
拆散的环键形状
与压板固定的螺丝孔
4、密封“O ”圈是制动器的重点部份，每次大修必须更换新的
合格的密封，在没有新密封更换的情况下，应确保旧密封还有足够
的弹性，而且表面无裂纹，无破损，方可使用。
5、衬套与制动活塞的拆除，应悬挂住衬套用紫铜棒向下敲击制
动活塞。
衬套
6、在处理缸体与活塞的接触面时应做到表面无锈斑、无凸点、
无毛刺。
7、密封“O ”
圈槽内应清洗干净。
顶起活塞缸体
8、检修中应牢记内部构件的位置及拆除和安装顺序。
9、处理保养好的配件应做好记号和标识。
10、制动器检修回装完成后应分别从上腔和中腔充入压力气源，
观察活塞活动是否灵活，如果活塞不能依自重回落应重新检查处理，
直到合格。
11、检修后的制动器外观应清洗干净使其整体清洁美观。
2013-01-19
上腔复位
气压管
下腔顶起
油压管。