1-水轮发电机设计与制造工艺

灯泡贯流式水轮发电机制造工艺概述摘要：笔者针对灯泡贯流式水轮发动机自身的独特结构，简要分析了转子支架、泡头以及机座等，贴壁结构定子铁心的定位筋安装、推力环加工，对轴承预装和定、转子绕组制造中所应用的工艺措施进行了系统的探析，希望给灯泡贯流式水轮发电机的制造人员提供以一定的参考。

关键词：灯泡贯流式；发电机定子机座；转子支架加工工艺；改进随着社会的发展和时代的进步，诸多的技术成果开始渗透到人们的生产生活中，值得一提的是，灯泡贯流式水轮发电机组通常都会应用于两米至二十五米水头位置，如果将灯泡贯流式水轮发电机和相同容量的立式机组进行比较，水轮机的转轮直径可以相应的减少20%，发电机的内径可以相应的减少25%，整体的机组重量可减少25%，同时会体现出土地淹没少、建设周期较短等等特征，由此可见，灯泡贯流式水轮发电机组可谓是目前低水头水力发电设备中最具发展前景的机型，可对其进行大力推广。

一、对于灯泡贯流式发电机结构的分析以杭州杭发发电有限公司生产的灯泡贯流式水轮发电机组的发电机部分，其本身的额定容量为5000kW/61111kV.A,实的的额定电压为603kV,额定转速为136r/min。

发电机机座7上游侧法兰和泡头10予以连接，定子铁心6和机座均使用铁壁式结构，运作过程中所产生的热量一般都会从机座壁7散发出来，促使机座和铁心实现良性接触，如果机座内铁心段于圆表面喷涂金属铝，通过这样的方式，提升铁壁结构本身的散热性能[1]。

定子铁心下游端齿压板的外部位置一般会镶嵌在机座内壁槽，上游端可悬浮在表层，轴则通过套绝缘的不锈钢螺杆使其拉紧，这样可以最大程度的避免定子铁心两端片间的松动问题，进而导致的齿部弹开和端片间松动问题，将铁心两端三厘米位置冲片粘结成为一个整体[2]。

指的一提的是，转子、水轮机之中的主轴和2法兰连接，对其内部构成因素进行分析，可知其主要是由磁极5号转子支架所构成，再对它的位置进行分析，可知，它处于水轮机主轴上游侧法兰的附近，它在实际的运作中，或可因负荷减少而出现停机故障问题，从而产生返向水推力。

水轮机原理及构造1、概述混流式水轮机工作原理：水流经压力钢管在开启蝶阀后进入蜗壳形成封闭的环流〔形成环流是为了使水流作用转轮时，使转轮各方向受力均匀，到达机组稳定运行的目的〕，在导叶开启后，水流径向进入转轮又轴向流出转轮〔所以称之为混流式水轮机〕，在这个过程中由水流和水轮机的相互作用，水流能量传给水轮机，水轮机开始旋转作功。

水轮机带动直流励磁的同步发电机转子旋转后，根据电磁感应原理〔问题〕，在三相定子绕阻中便感应出交流电势，带上外负荷后便输出电流。

注：电磁感应闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。

①产生感应电流的必要条件是：a、电路要闭合；b、闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动，缺一不可；假设是闭合电路的一部分导体，但不做切割磁感线运动则无感应电流，假设导体做切割磁感线运动但电路不闭合，导体上仍无感应电流则导体两端有感应电压。

②感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关三者互相垂直，改变磁场方向或改变导体切割磁感线方向都会改变感应电流的方向。

③在电磁感应现象中机械能转化为电能。

应用：发电机是根据电磁感应原理制成的，它使人们大规模获得电能成为现实。

①交流发电机主要由转子和定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。

②交流电的周期与频率周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量，周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间，所以单位是“秒”；频率是指每秒钟内线圈转动的周数，它的单位是“赫”。

我国使用的交流电周期为0.02秒，频率是50赫，其意义是发电机线圈转一周用时0.02秒，即1秒内线圈转50周，因为线圈每转一周电流方向改变两次，所以，频率为50赫的交流电在1秒钟内方向改变100次。

2、水轮机的主要类型：水轮机基本类型有：还击式冲击式还击式：混流式〔HL〕、东风：HLA722C-LJ-192HL混流式水轮机设计序号为A722C为L立轴J金属蜗壳192转轮直径为192cm轴流式〔ZL〕：轴流转桨式〔ZZ〕轴流定桨式〔ZD〕、斜流式〔XL〕、贯流式〔GL〕：贯流转桨式〔GZ〕贯流定桨式〔GD〕特点：将位能〔势能〕、动能转换为压能，进行工作；转轮完全淹没在密闭的水体中。

水轮发电机组VPI定子线圈制造工艺研究水轮发电机组VPI型定子线圈为哈电公司首台厂内下线的水电VPI定子线圈，为波绕式结构，其额定电压为13.8kV，由于本产品采用VPI少胶整浸结构与常规水电产品在生产制造上存在差异，不能采用常规产品使用的成型模、热压模，经研究在工具和工艺方面做出调整：采用了专门针对VPI定子线圈的成型胶化模、烘压模具，改进铲头封焊结构，以保证生产出符合要求的线圈。

标签：水轮发电机；VPI；少胶整浸；真空压力真空压力浸漆（Vacuum Pressure Immerge简称VPI）。

VPI技术在国外被广泛应用，发展到今天其设备、工艺、材料等相关技术已经相当成熟。

哈电公司VPI技术从无到有，填补了VPI技术空白，通过研究对制造工艺、材料选用、模具设计等多方面进行改进和提高。

1 定子线圈制造研究内容1.1 导线模具工艺改进（VPI型）定子在秘鲁成型胶化模的基础上进行改进，模具端部加装定侧铁与活侧铁，并且侧铁长度延伸至线圈绝缘末端位置，加装端部上压条，长度与侧铁长度相匹配，在端部定侧铁上及活侧铁上钻孔加装电热管加热方式对端部进行固化。

由于模具端部活侧铁引线R位置影响导线成型，所以提制模具时活侧铁采用可拆装结构，既保证不影响导线成型，又能在后序端部胶化和引线铲头时保证导线质量。

（图2）原成型胶化模以拉伸式成型模为基础，端部直线没有定位，本产品直线长度为2200mm，在端部加压时易造成直线变形，提前对成型胶化模进行改进，在模具直线位置加长活侧铁及定侧铁。

（图3）效果：端部固化更加充分，导线刚性得到提高，确保导线型线一致性，导线质量明显提高，从下线情况和电性能试验结果得到验证。

1.2 VPI定子线圈绝缘包扎研究相对与传统多胶云母带包扎，VPI型定子线圈采用少胶云母带作为线圈主绝缘，少胶带与多胶带不同，其单位面积胶含量比多胶云母带低，韧性差，如包带盘张力及转速选择不当容易在云母带包扎过程中造成少胶带上的云母成片脱落、飞粉，影响最终的绝缘性能。

第一章一、填空题：1．水电站生产电能的过程是有压水流通过水轮机，将水能转变为旋转机械能,水轮机又带动水轮发电机转动，再将旋转机械能转变为电能.2．水头和流量是构成水能的两个基本要素，是水电站动力特性的重要表征。

3．就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为坝式、引水式和混合式三种基本方式，此外,还有开发利用海洋潮汐水能的潮汐开发方式。

4．坝式水电站较常采用的是河床式水电站和坝后式水电站。

5．引水式水电站据引水建筑物的不同又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站两种类型。

6．根据水能开发方式的不同，水电站有坝式水电站、引水式水电站、混合式水电站、潮汐水电站和抽水蓄能电站种类型. 7．水电站枢纽的组成建筑物有:挡水建筑物、泄水建筑物和进水建筑物、输水建筑物、平水建筑物、厂房枢纽建筑物六种. 8．我国具有丰富的水能资源，理论蕴藏量为 6。

94亿kW ，技术开发量为 5.42亿kW .二、简答题1．水力发电的特点是什么？水力发电供应电能区别于其他能源,具有以下特点：1.水能的再生；2。

水资源可综合利用；3.水能的调节;4。

水力发电的可逆性；5。

机组工作的灵活性；6。

水力发电生产成本低、效率高；7。

有利于改善生态环境。

2．水能资源的开发方式有哪些？就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为坝式、引水式和混合式三种基本方式，此外，还有开发利用海洋潮汐水能的潮汐开发方式。

3．我国水能资源的特点？从我国水能资源蕴藏分布及开发利用的现状来看，我国水能资源具有以下特点：（一）蕴藏丰富，分布不均(二）开发率低，发展迅速（三）前景宏伟4．水电站有哪些基本类型？各类水电站的组成建筑物有哪些？这些建筑物的主要功能是什么?根据水能开发方式的不同，水电站有不同的类型：(一）坝式水电站：采用坝式开发修建的水电站称为坝式水电站。

坝式水电站按大坝和水电站厂房相对位置的不同又可分为河床式、闸墩式、坝后式、坝内式、溢流式等，在实际工程中，较常采用的坝式水电站是河床式水电站和坝后式水电站。

水轮发电机技术规范(doc 31页)水轮发电机技术规范1. 范围本规范适用于符合下列条件之一的水轮发电机组的安装及验收：a. 单机容量为15MW及以上；b. 其水轮机为混流式、冲击式时，转轮名义直径2.0m及以上。

c. 其水轮机为轴流式、斜流式、贯流式时，转轮名义直径3.0m及以上。

单机容量小于15MW的水轮发电机组和水轮机转轮的名义尺寸小于b、c项尺寸的机组可参照执行。

2. 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

以使用下列标准的最的防电晕技术要求JB/T8660-1997 水电机组包装、运输和保管规范DL5017-93 压力钢管制造安装及验收规范DL507-93 水轮发电机组起动试验规程DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程DL5011-92 电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇SD287-88 水轮发电机定子现场装配工艺导则3. 总则3.0.1 机组的安装应根据设计单位和制造厂已审定的机组安装图及有关技术文件，按本规范要求进行。

但制造厂因改进设计而有特殊要求的，应按制造厂有关技术文件的要求进行。

凡本规范和制造厂技术文件均未涉及者，应由施工单位申报监理工程师，并通过监理工程师会同制造厂及有关单位拟定补充规定，报业主审批后执行，重大问题报主管部门备案。

当制造厂的技术要求与本规范有矛盾时，施工单位应通过监理工程师与制造厂协商解决。

3.0.2 水轮发电机组及其辅助设备的安装工程，除应执行本规范外，还应遵守国家及有关部门颁发的现行安全技术、劳动保护、环境保护、防火等规程的有关要求。

3.0.3 水轮发电机组设备，应符合国家现行的技术标准和订货合同规定。

设备到达接受地点后，施工单位应参与设备开箱、清点，检查设备供货清单及随机装箱单，并按"水轮发电机组包装、运输、保管条件"执行。

施工单位还应检查以下文件，以作为施工及质量验收的重要依据：a. 设备的安装、运行及维护说明书和技术文件；b. 全部随机图纸资料(包括设备装配图和零部件结构图)。

水轮发电机设计与计算水轮发电机是一种利用水能源进行发电的装置，它利用水流的动力将水轮带动发电机转动，从而产生电能。

设计一台高效、可靠的水轮发电机需要考虑各种因素，包括设计水轮的尺寸、形状和叶片数量，以及计算水轮的转速和发电机所需要的功率等。

以下是水轮发电机设计与计算的相关事项：1. 水轮的尺寸和形状水轮的尺寸和形状直接影响着水轮的性能和效率。

一般来说，水轮的直径越大，就能利用更多水流的动力，从而产生更多的转动力。

水轮的形状有多种选择，例如罗茨叶轮、螺旋叶轮和海德氏叶轮等。

选择哪种形状需要考虑水流的速度和压力等因素，以便达到最佳效果。

2. 叶片数量的选择叶片数量的选择应该根据水的压力和速度来决定。

一般来说，水流速度越高，需要的叶片数量就越少。

然而，如果叶片数量太少，就会产生较大的内部压力，并导致水的损失和效率的降低。

因此，需要在高效和安全之间进行权衡，选取合适的叶片数量。

3. 水轮的转速水轮的转速应该与发电机的额定转速相匹配，以便充分利用水轮的能源。

一般来说，水轮的转速越高，可以产生更多的能量，但同时也会增加摩擦损失和震动等问题。

因此，在选择水轮转速时，应该考虑到效率和稳定性的平衡。

4. 发电机的功率和质量发电机的功率应该与水轮的输出功率相匹配。

为了保证发电机的稳定性和可靠性，应该选择高质量的发电机，在设计和制造阶段应该严格按照标准进行操作，避免出现质量问题。

5. 水流量和动力计算为了确定水流量和动力，需要进行计算和测试。

可以通过测量水的压力、速度和流量等指标来确定水轮的性能和效能。

在计算过程中，应该考虑到水流的阻力、摩擦损失和其他因素，以便保证计算的准确性。

6. 设计和制造在设计和制造水轮发电机时，需要充分考虑各种因素，并采用适当的材料和工艺。

应该遵循标准和规范，确保发电机的性能和质量达到要求。

总结水轮发电机的设计与计算需要综合考虑许多因素，包括水轮的尺寸、形状和叶片数量等，以及水轮的转速和发电机的功率等。