水轮发电机组培训课件
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水轮发电机组基础知识培训
2.5 混流式水轮机的导水机构： 导水机构由导叶、导叶传动机构（包括转臂、连杆和控制环等）、接力器、顶盖、底 环及轴承组成。 作用：①、当机组的负荷发生变化时，用来调节进入水轮机转轮的水量，改变水轮机的出 力，使其与水轮发电机的电磁功率相应。 ②、正常与事故停机时，用来截断水流，使机组停止转动。 ③、水轮机运行时，使水流按有利的方向均匀地流入转轮。
1.2.2 流量： 单位时间内通过水轮机的水流体积称为流量，其代表符号为Q，单位为m³ /s. 1.2.3 出力和效率： 单位时间内水轮机主轴所输出的功称为水轮机的出力。又可以称为功率，用N表示，单 位用KW表示。 eg：具有一定水头和流量的水流通过水轮机时，水流的出力为： Ns=9.81QH（kw） 但水轮机不可能将水流的出力全部转换和输出，由于水轮机在能量转换的过程中，会 产生一定的损耗，因此水轮机的出力必然小于水流的功率。 水轮机的出力N与水流的功率Ns之比，称为水轮机的效率，用η表示，即 η=N/Ns （%） 由上可得出，水轮机的出力又可写成: N=Nsη=9.81QHη (kw)
1.3 水轮发电机的分类和型号： 1.3.1 水轮机的类型：
水流的压力能转 变为机械能
水轮机
水流的高速射流动能 转变为机械能
反击式水轮机
斜流式
贯流式
冲击式水轮机
混流式
切击式 双击式
轴流式
斜击式
1.3.1.1
反击式水轮机类型：
①、混流式水轮机：混流式水轮机结构简单，运行可靠， 效率高，应用于水头，大、中、小 型高水头电站 。
水流
水流
斜流式水轮机
1.3.1.2
冲击式水轮机类型：
①、切击式（水斗式）水轮机：结构简单，射流在转轮旋 转平面之内。用于水头大于100m的中、小型高水头小流量 电站。
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。
水轮发电机技术讲课PPT课件
2、轴密封系统分为工作密封和检修密封两部分。在主轴通过顶盖的部位设 置工
作密封。密封采用恒压式径向密封，其密封水压为0.8MPa～1MPa。工作 密封能
在不拆卸主轴、水轮机导轴承、导水机构、管路系统和顶盖排水设施的情 况下进
行检查、调整和更换密封元件。密封环为自补偿型。
3 、 在 机 组 停 机 导 水 叶 漏 水 较 大 时第，22页为/共防5止0页水 进 入 顶 盖 ， 在 工 作 密 封 下 方 设
片 最大轴向力4750kN，但不包括水轮机转动部分惯量 6、额定效率95.08 %及以上最高效率96.56 %及以上 7、制造厂家：上海福伊特西门子水电设备有限公司
16
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第二章 水轮机的构造
概述：我厂水轮机采用上海福伊特西门子水电设备有限公司生产的 HL270-LJ-
680型混流式水轮机。是将水能转换为机械能的的一种水力机械，主要由 引水部
2）水电厂电能生产及送出示意图：天然水流—坝—水库—取
水口—压力钢管—水轮机—发电机—输变电装置—用户
3）流量的调节过程：调节命令（上位机）—机组现地LCU—调
速器电气部分—调速器机械部分—液压接力器—控制环—导叶拐 臂—导叶开度改变—改变进入水轮机的流量。
4）请写出有功功率与水头和流量的关系式。
5）请说出我厂设计防洪水位是多少？
目的。导叶均匀布置在座环上，其断面为流线型。导水机构接力器型式有 导管直
缸式、摇摆式、双直缸式和小直缸式。我厂接力器采用双直缸式。
2、导叶采用不锈钢整体铸造，共计24个。每个导叶设有3个自润滑导轴承 支承，
1个座落在底环中，另2个在顶盖中。导叶轴上部设有一个可调整的自润滑 推力轴
承。导叶设有摩擦限位装置，在导叶轴穿过顶盖处的轴承套上设有活动导 叶轴密
《水电站水轮发电机》课件
02
水电站水轮发电机的结构与组 成
水电站水轮发电机的主体结构
01
02
03
转子
转子是水轮发电机的核心 部件，由主轴、磁轭和励 磁绕组组成，用于产生旋 转磁场。
定子
定子固定在水轮发电机机 座上，由铁芯和绕组组成 ，用于产生感应电动势。
轴承
轴承是连接水轮发电机转 子和机座的部件，用于支 撑转子并传递扭矩。
《水电站水轮发电机》 ppt课件
目录
Contents
• 水电站水轮发电机概述 • 水电站水轮发电机的结构与组成 • 水电站水轮发电机的运行与维护
目录
Contents
• 水电站水轮发电机的故障诊断与处 理
• 水电站水轮发电机的未来发展与展 望
01 水电站水轮发电机概述
水电站水轮发电机的定义与特点
监测电机电流、电压、功率等 电气参数，判断电气系统状态
。
油液分析
通过对润滑油和液压油的化验 分析，判断机械部件磨损情况
。
控制系统自诊断
利用控制系统的自诊断功能， 检测控制电路板、传感器和执
行器的工作状态。
水电站水轮发电机的故障处理措施
定期维护保养
按照规定周期对水轮发电机进 行维护保养，确保机器处于良
智能化控制技术
引入先进的传感器和控制系统，实 现水轮发电机的远程监控和智能控 制。
复合材料的应用
利用复合材料提高水轮机的耐磨、 耐腐蚀性能，延长使用寿命。
水电站水轮发电机在新能源领域的应用
抽水蓄能电站
利用水轮发电机进行抽水蓄能，解决电网调峰问题。
潮能、波浪能发电
结合水轮发电机技术，开发利用潮汐能和波浪能等新能源。
控制系统
水轮发电机组培训课件
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 • 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。
• 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 密封作用。正常运行中严禁将检修密封投入，否则会造成橡胶围带磨损损坏。
• 定子 • 转子 • 上机架 • 下机架 • 空气冷却系统 • 制动系统 • 集电环和刷架 • 检测保护系统 • 灭火系统 • 上盖板和下风罩 • 大轴等部分组成。
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。
主轴
• 水导轴承为自循环稀油润滑筒式轴承，外循环冷却，采用巴氏合金轴 瓦，具有自润滑循环方式，运行中透平油因离心力从转动油盆自下沿 轴瓦上约45°的螺旋导油槽进入上油盆，其间对轴瓦进行润滑、冷却， 透平油在上油盆内进行冷却，冷却后因自重又回到转动油盆中，如此 往复不止从而起到润滑和冷却的效果。
轴承密封
• 主轴密封分工作密封和检修密封两种。
• 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。
卧式水轮发电机组的安装精品课件
60°~90°范围内与轴颈接触，要求每平 方厘米2~3点，同时，轴瓦表面的油沟、 油槽、边沿都应修刮成圆滑的斜坡。 • (4)顶部为设计总间隙，两侧间隙应均匀 而且是顶部间隙的一半。(压铅法测量)
第12页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
第13页，共31页。
第三节 卧式发电机的安装
• 质量要求： • 1、主轴法兰按水轮机法兰找正时，偏心量不大于0.04mm；
③、两支点结构。
二、卧式水轮发电机组的安装
• 1、埋设部件
• 2、机组的安装高程和轴线 方位
• 3、实际轴线检查与调整
第3页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
• 一、卧式涡流式水轮机的结构特点和安装程序
第4页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
• (1)金属蜗壳与座环作成整体，带有底座和地脚螺栓，是 安装的基准件。
NM NM2JNM
第17页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第18页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第19页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第20页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
• 2、发电机轴线的检查、调整
第21页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第5页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
• 卧式混流式水轮机的安装程序 • (1)埋设层水管直锥段。 • (2)蜗完连同弯管、压力管水平段的埋设。 • (3)导水机构预装配。
• (4)转动部分的组合、检查。 • (5)安装轴承座、轴瓦研刮。
• (6)水轮机正式安装。
• (7)与发电机连轴，轴线检查及调整。 • (8)安装附属装置。
第12页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
第13页，共31页。
第三节 卧式发电机的安装
• 质量要求： • 1、主轴法兰按水轮机法兰找正时，偏心量不大于0.04mm；
③、两支点结构。
二、卧式水轮发电机组的安装
• 1、埋设部件
• 2、机组的安装高程和轴线 方位
• 3、实际轴线检查与调整
第3页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
• 一、卧式涡流式水轮机的结构特点和安装程序
第4页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
• (1)金属蜗壳与座环作成整体，带有底座和地脚螺栓，是 安装的基准件。
NM NM2JNM
第17页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第18页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第19页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第20页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
• 2、发电机轴线的检查、调整
第21页，共31页。
第四节 卧式机组轴线的检查和调整
第5页，共31页。
第二节 卧式混流式的安装
• 卧式混流式水轮机的安装程序 • (1)埋设层水管直锥段。 • (2)蜗完连同弯管、压力管水平段的埋设。 • (3)导水机构预装配。
• (4)转动部分的组合、检查。 • (5)安装轴承座、轴瓦研刮。
• (6)水轮机正式安装。
• (7)与发电机连轴，轴线检查及调整。 • (8)安装附属装置。
水轮发电机组培训PPT
术语和定义
7、发电机热备用状态：系指发电机起动前的检查工作已全部完成，发电 机出口刀闸在合上，发电机处于随时能够立即起动升压并列的状态。 8、发电机冷备用状态：系指发电机起动前的检查工作已全部完成，发电 机出口刀闸在断开位置，发电机处于随时能够立即起动升压并列的状 态。 9、发电水头：水电厂水轮发电机组发电时水库水位与尾水位之差。 10、死水位：是指为满足兴利要求,在正常运行情况下允许水库消落的最 低水位。 11、正常高水位：是指水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要 求允许保持的高水位。 12、防洪限制水位：是指按汛期防洪要求限制水库兴利,水库在汛期为满 足防洪等综合利用要求所允许蓄水的上限水位。 13、发电耗水率：水电厂水轮发电机组发电时每千瓦时电量所消耗的水 量（立方米/千瓦时）。
八、水轮发电机组启动具备条件
1、机组进水口闸门、检修闸门和尾水闸门应全开。 2、机组引水系统正常。 3、机组调速系统正常。 4、机组励磁系统正常。 5、机组制动系统正常。 6、机组油、气、水系统正常。 7、机组二次及所有保护正常投入。 8、机组所有辅助系统正常。 9、机组一次部分正常。 10、机组各项试验合格。
二、发电机基本参数
名 称 型 号 额定容量 额定功率 额定电压 额定电流 功率因数 额定励磁电压 额定励磁电流 额定转速 飞逸转速 额定频率 测速方式 励磁方式 通风冷却方式 单位 #1—#4发电机
MVA MW kV A V A r/min r/min HZ
311.1
15.75 11404 0.9(滞后) 353 2081 93.75 185 50 残压测频和齿盘测频 静止可控硅励磁 密封自循环无风扇空气冷却
五、水轮发电机组异常运行情况
1、水轮发电机组推力、上导、水导、下导轴承温度升高故障信号。 2、发电机冷风、热风温度升高故障信号。 3、各轴承油槽油面过高、过低故障信号。 4、各轴承冷却水中断故障信号。 5、水轮机顶盖水位过高故障信号。 6、集油槽油面过低或过高故障信号。 7、漏油箱油面过高故障信号。 8、剪断销剪断故障信号。 9、开停机未完成故障信号。 10、风闸未复归故障信号。 11、摆度、振动过大故障信号。 12、控制回路断电故障信号。 13、主轴密封润滑水中断故障信号。
水轮发电机组培训PPT分解
6、发电机运行电压的变动范围在额定电压的±5%(14.962～16.537kV) 以内，而功率因数为额定值时0.95，其额定容量不变。发电机最高运 行电压不得超过额定值的110%(17.325kV)，最低运行电压不得低于 90%(14.175kV)。 7、系统频率经常保持在50Hz运行，偏差不超过±0.2 Hz，发电机可按 额定容量运行。当系统频率偏差超过50±0.2Hz时，应主动调整，使 系统频率恢复到50±0.2Hz范围内，禁止升高或降低频率运行。 8、发电机运行时,其中性点必须经接地变压器接地,不允许中性点不接地 或直接接地运行。 9、当机组运行水头低于设计水头（64m）时，发电机应按《水轮机运转 特性曲线》上的功率限制线接带有功负荷，以节约用水。 10、在额定负荷下连续运行时，发电机三相电流之差不超过额定电流的 15%，同时任一相电流不得大于额定电流值，当超过上述值时，应立 即汇报集控中心值班调度员和生产厂长。并密切监视机组的振动和转 子的温度变化情况，迅速查明原因，消除不平衡电流。 11、水轮发电机组本体、励磁系统、计算机监控系统、冷却系统等主要 附属设备应保持完好，保护装置及测量仪表和信号装置等应准确可靠。
发电机基本技术要求
11、发电机各轴承温度不得超过规定值。发电机各轴承油槽的运行油面规定值。 12、发电机推力轴承油温不得低于15℃，上导、下导和水导轴承油温不得低于 10℃否则应设法加温。 13、发电机组在备用期间，备用机组时间达10天左右，将机组空转或用高压油 泵将机组转子顶起一次。 14、机组大修或推力油槽排油后，在机组启动前，必须用高压油泵将机组转子顶 起，使推力轴瓦与镜板间形成油膜。 15、运行中出现冷却水中断应立即检查。并密切监视瓦温和油温不得超过规定值。 16、离相封闭母线外壳相序标志（A、B、C）完好。 17、离相封闭母线支持结构的金属部分应可靠接地，母线外壳短路板至少应有一 个可靠的接地点。 18、离相封闭母线与设备的连接端密封完好，以防止灰尘的侵入和设备故障波及 母线。 19、离相封闭母线中的电流互感器，应采用活动连接。 20、封闭母线与发电机出口连接处、封闭母线与发电机中性点连接处、封闭母线 与发电机出口断路器两侧连接处、封闭母线与主变连接处的每相设置的红外 线导体测温装置完好。
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轴承密封
• 主轴密封分工作密封和检修密封两种。
• 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。
定子
• 发电机定子由定子机座、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。
转子
• 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。
上机架
• 上机架是发电机的承重机架，用来支撑水 轮发电机组轴向负荷及部分径向负荷，上 机架中心油盆内安装了推力轴承和上导轴 承。
下机架
• 下机架是用来支撑下导轴承及制动器，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。
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 浆式风扇、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，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只空 气冷却器，运行过程中，在定子温度不超限的前提下，可退出一只。
转轮
• 转轮是水轮机的重要部件，通过它将水流 的能量转换为机械能。
座环
• 座环是机组的重要支撑部件，由上、 下环与13只固定导叶焊接而成，其中 有一只固定导叶与蜗壳进口端及尾部 焊在一起。
转轮室
• 转轮室座环装有20只活动导叶，以及顶盖、控制环及操作 传动机构和限位限制机构等组成了机组的导水机构，支持 环与水导导轴承都固定在顶盖上。控制环安装在支持环上， 控制环与推拉杆及调速轴相连用来控制20只活动导叶。
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 • 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。
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。
主轴
• 水导轴承为自循环稀油润滑筒式轴承，外循环冷却，采用巴氏合金轴 瓦，具有自润滑循环方式，运行中透平油因离心力从转动油盆自下沿 轴瓦上约45°的螺旋导油槽进入上油盆，其间对轴瓦进行润滑、冷却如此 往复不止从而起到润滑和冷却的效果。
• 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
• 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，并配有专用的自动报警装置。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。
• 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 密封作用。正常运行中严禁将检修密封投入，否则会造成橡胶围带磨损损坏。
• 定子 • 转子 • 上机架 • 下机架 • 空气冷却系统 • 制动系统 • 集电环和刷架 • 检测保护系统 • 灭火系统 • 上盖板和下风罩 • 大轴等部分组成。
水轮发电机组培训讲义 01 一、水轮机结构
02 二、发电机结构 03 三、运行操作
• 蜗壳 • 转轮 • 座环 • 转轮室 • 尾水管 • 导水机构 • 主轴 • 轴承密封 • 辅助设备
蜗壳
• 蜗壳用来引导水流沿园周均匀地进入导水机构，在 进入转轮之前形成一定的环流量，提高水的利用率。 蜗壳进入段装设有压力测量和流量测量装置。蜗壳 进口段装有进人孔和真空破坏阀，进入段还装有蜗 壳排水阀，用于将蜗壳内的水排到尾水肘管。