水轮发电机技术讲座

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1、1水轮发电机技术工作原理、构造、及启动运行操作检查注意事项和异常、故障、事故分析处理2工程概况思林水电站位于贵州省思南县思林乡境内的乌江干流上，上游距构皮滩水电站89km，下游距沙陀电站115km。工程开发的主要任务是发电，兼顾航运、防洪及其他综合利用。水库总库容16.94亿m3，调节库容3.17亿m3，正常蓄水位440m。电站装机容量1050MW，保证出力303.6MW，年发电量40.64kW·h是贵州省和乌江干流主要的水电电源点之一。枢纽由大坝、泄洪消能建筑物、电站地下厂房、通航及导流建筑物等组成。本工程于

2、2005年11月24日实现大江截流，首台机组2009年05月28日投入商业运行，2009年12月10日全部机组投产发电。3思林发电厂大坝456789101112第一章水轮发电机组基本工作原理及技术参数我厂水轮发电机组共有四台，分别为：#1、2、3、4机.水轮机由上海福伊特西门子水电设备有限公司生产，发电机由哈尔滨电机厂生产。现先简单介绍一下，再分别介绍其构造。若有不对之处,敬请批评指正,谢谢大家。13一、水轮发电机组基本工作原理上游大坝蓄水具有位能，具有压力的水流经拦污栅、进水口检修闸门、工作闸门及发电引水钢管

3、进入水轮机蜗壳，初步形成环流，再经座环固定导叶分流后均匀地进入活动导叶，活动导叶开度的大小调节转轮的水流量，转轮在水的压力和速度作用下旋转，把水能（动能、势能）转换成机械能，转轮出口水流通过尾水管排至下游；水轮机大轴把转轮的转动力矩传给与水轮机大轴连接的发电机转子，并带动发电机转子转动，当发电机转子绕组中通以直流电，形成磁场同时由转子旋转而产生旋转磁场。发电机定子绕组因切割转子的旋转磁场，而在发电机三相定子绕组中产生交变感应电势。当发电机三相定子绕组输出回路接负载时就产生交变三相电流，此交变电流产生的磁场在发电

4、机定子、转子形成旋转磁场，并且定子绕组产生的旋转磁场与发电机转子的旋转磁场同向，同速，当发电机转子磁极对数p一定时，发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即同步关系，f=p·n/60；其中f----同步发电机电势的频率(Hz);p----同步发电机的磁极对数;n----同步发电机转子的转速(r/min)。141、水能转化为机械能1）进入水轮机的水能控制P=9.81QHη,根据能量守恒，要改变P，必须调节进入水轮机的流量或者改变水头。因为水头调节范围较小（431m—440m),汛期留有防洪库容，水头调节范

5、围更小（431m—435m)。所以一般通过调节进入水轮机的流量来改变P。通过改变活动导叶开度这一途径来调节进水量或切断水流。导叶的操作力来自液压接力器，而液压接力器则受调速器来控制。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？6）

6、请简要说明进入水轮机流量调节过程？152、机械能转变为电能水流驱动水轮机转动带动同轴发电机转动1）发电机工作基本原理—电磁感应原理，导线切割磁力线将感应电动势，闭合导线产生交变电流。在工程上由于电枢绕组庞大，故电厂一般采用移动磁力线去切割固定不动的电枢绕组。当定子绕组流过三相交流电流以后产生一个旋转磁极，该磁极的转速称为同步转速，旋转磁极与转子磁极产生相互作用力，二者之间的角度决定了力的大小(有功负荷大小）和性质（发电机或电动机）。发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即同步关系，f=p*n/60。2）

7、发电机调压过程：由电磁感应定律E=L*dφ/dt可知改变等式右侧任意一个参数就可以改变感应电势E，但一般L不可改变，同步发电机磁力线切割速度不可改变，所以一般通过改变磁通强度（磁力线密度）来调整电压，要改变磁通强度必先改变励磁电流强度，也就是平时改变可控硅导通角。3）电压调整过程：电压调整命令—现地LCU—可控硅导通角—转子电压—转子电流—磁通—感应电动势改变4）我厂机组额定转速为93.75r/min，请计算有多少对磁极？16二、水轮发电机组基本参数在介绍水轮发电机构造之前,先介绍我厂发电机的基本参数：1）#1

8、—#4发电机型号SF262.5—64/150002）额定容量291.7MVA3）额定功率262.5MW4）额定电压15.75kV5）额定电流10692A功率因数0.9(滞后)6）额定励磁电压358V额定励磁电流1984.3A7）空载励磁电压143.5V空载励磁电流1164.7A8）额定转速93.75r/min飞逸转速185r/min额定频率50HZ9）定转子绝缘等级F级定子绕组≤120