水轮发电机讲义
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水轮机1水轮机工作参数水电厂是生产电能的工厂,其任务是将水能转化成电能,经变电、配电后供工农业生产和人民群众生活需要。
水轮机是水电站生产电能的水力原动机,它将水能转化成旋转的机械能,再由发电机通过电磁感应将机械能转变成电能。
水轮机和发电机以及相应的附属设备,组成水轮发电机组,水轮发电机组是水电站最重要的动力设备。
下面主要介绍水轮机的几个基本工作参数。
1.1工作水头水轮机进口断面和出口断面之间单位重量水流能量的差值称为水轮机的工作水头,用H 表示,单位为m 。
1.2流量单位时间内通过水轮机的水流总量(体积)称为水轮机流量,用Q 表示,通常采用m 3/s 为单位。
1.3转速水轮机单位时间内旋转的次数,称为水轮机的转速,用n 表示, r/min 。
1.4出力单位时间内水轮机轴端输出的功率,即水轮机出力,用P 表示,通常单位是KW 出力:P sr =g ρQH η( W) =9.8QH η(KW)ρ为水的密度,一般取33/101m kg ⨯ ,g 为重力加速度,一般取s m /8.9。
1.5效率由于水流流经水轮机进行能量转换过程中会产生一定损耗,因此水轮机出力小于水流出力,水轮机出力N 和水流出力N sr 之比称为水轮机效率,用η表示。
η=srN N ,η是小于1的系数,它表示水轮机对水流的有效利用程度。
水流流经水轮机损失越小,有效利用率越大,即效率越高。
目前大型水轮机的最高效率可达90-95% 。
2 水轮机类型根据水轮机转轮所转换水流能量的特征可分为反击式水轮机和冲击式水轮机两大类。
2.1反击式水轮机反击式(根据水流流经转轮的方向划分)⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧)贯流转浆式()贯流定浆式()贯流式()斜流式()轴流定浆式()轴流转浆式()轴流式()混流式(GZ GD GL XL ZD ZZ ZL HL反击式水轮机工作原理,主要是利用水流的压能在叶片前后形成压力差,和小部分动能进行工作。
水力发电机课件水轮发电机基本结构及检修技术讲义各位新同事学员:大家好!今天我们有幸在一起探讨水轮发电机的检修维护,有讲的不周到的地方请大家指正!水轮发电机基本知识一、水轮发电机原理首先我们要知道什么是发电机,是如何进行能量转换,水电厂的发电机都为同步电机,它能把原动机(水轮机)的机械能转变成电能,通过输电线路等设备送往用户。
我们知道,导线切割磁力线能产生感应电动势,将导线连成闭合回路,就有电流通过,同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。
导线放在空心圆桶铁心槽里,铁心是固定不动的,称为定子。
磁力线是由磁极产生的,磁极是转动的,称为转子。
定子和转子是发电机最基本的部分。
为了得到三相交流电,沿定子铁芯内圆每相隔120度分别放三相绕组A-X,B-Y,C-Z,转子上有励磁绕组(又称转子绕组)。
通过电刷和滑环的滑动接触,将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组,产生恒定的磁场。
当转子被原动机拖动旋转时,定子绕组不断切割磁力线,就在其中感应出电动势。
导线切割磁力线能产生感应电动势,将导线连成闭合回路,就有电流通过,同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。
导线放在空心圆桶铁心槽里,铁心是固定不动的,称为定子。
磁力线是由磁极产生的,磁极是转动的,称为转子。
定子和转子是发电机最基本的部分。
为了得到三相交流电,沿定子铁芯内圆每相隔120度分别放三相绕组A-X,B-Y,C-Z,转子上有励磁绕组(又称转子绕组)。
通过电刷和滑环的滑动接触,将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组,产生恒定的磁场。
当转子被原动机拖动旋转时,定子绕组不断切割磁力线,就在其中感应出电动势将机械能转变成电能的电机。
通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。
小型发电机也有用风车或其他机械经齿轮或皮带驱动的。
发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。
后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。
现代发电站中最常用的是同步发电机。
这种发电机的特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。
水轮发电机组技术讲课课件讲课人:邱灿锋水轮机型号:ZZ560A-LH-450含义:Z--轴流式Z--转桨(D代表定桨)560A--转轮型号L--立轴H—混凝土蜗壳450—转轮直径为450cm发电机型号:SF12——56/7000含义:S—三相F—风冷12—额定容量(MW)56—磁极个数7000—定子铁芯外径(cm)三、轴流转桨式水轮机组的适用范围及其优缺点可用于2—90M水头范围,过水能力大,轮叶可以转动,适用于大流量。
2—18M低水头且负荷变化较大的水电站,其运行稳定性较好,水轮机的高效率区范围较宽。
四、轴流转桨式水轮机组的基本部件对能量转换有直接影响的过流部件叫做水轮机的基本部件。
由引水(蜗壳)、导水(导水机构)、工作(转轮)和泄流(尾水管)四部分组成。
1、蜗壳的作用:(1)、保证水流以最小的水力损失引向导水部件,从而提高水轮机效率;(2)、尽可能保证沿导水部件的周围进水流量均匀,水流对称于轴,以使转轮受力均匀,提高工作的稳定性;(3)、使水流在进入导水部件以前具有一定的环流,然后很顺利地进入工作转轮;(4)、保证转轮在工作时,始终浸没在水中不会有大量空气进入转轮;2、导水机构作用:(1)、当机组的负荷发生变化时,用来调节进入水轮机转轮的流量,改变水轮机出力,使其与水轮发电机的电磁功率相适应;(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流入转轮;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。
3、尾水管的作用:用来回收转轮出口水流中的剩余能量,常用的有直锥型和弯肘形(范厝厂采用本种);4、转轮的组成:由转轮体、叶片、泄劲水锥和密封装置组成。
(1)、转轮体的四周安放着悬臂式叶片,当水流流经叶片,将水能转换为机械能;(2)、转轮内有一套操作叶片转动的机构,当导叶改变时,它能使叶片相应地也旋转一个角度,以便与导叶开度相适应,从而保证在变工况下,水轮机有较高的效率;(3)、转轮体下部连接着泄水锥,它的作用是引导经叶片流出来的水,迅速、顺利地流入尾水管,防止水流相互撞击,以减少水力损失,提高水轮机效率;(4)、密封装置安放在叶片的枢轴与转轮体之间,它用来防止转轮体内的压力油向外漏出,同时也防止压力水渗入转轮体内。
水轮发电机组结构及工作原理培训讲义目录第一章水轮发电机组概述 (3)一、水轮机的主要类型及适用水头 (3)二、水轮发电机组的形式 (9)第二章水轮机的型号及标称直径 (12)一、型号说明 (12)二、水轮机的型号举例 (13)三、各种水轮机转轮标称直径D1 (14)四、转轮标称直径系列 (14)第三章水轮机的工作参数 (15)一、水头(H) (15)二、流量(Q) (16)三、转速n (16)四、出力P与效率η (16)第四章公司电站主机设备参数表(部分) (19)一、小水电厂设备参数 (19)二、大水电厂设备参数 (20)第五章水轮机的结构 (23)一、反击式水轮机的主要组成部件 (23)二、混流式水轮机转轮 (24)三、轴流式水轮机转轮 (30)四、水轮机导水机构 (33)五、混流式水轮机的引水部件 (37)六、轴流式水轮机的引水部件 (39)七、水轮机的泄水部件 (40)八、水轮机其他部件 (41)九、水轮机的辅助装置 (46)第六章水轮发电机的基本结构 (50)一、水轮发电机的定子与转子 (50)二、水轮发电机的主要附属部件 (52)第一章水轮发电机组概述自然界有多种能源,目前已被开发利用的能源主要有热能、水能、风能和核能。
水能是一种可再生能源,水能开发具有成本低、运行管理简单、启动快、消耗少、适用于调峰和调频、污染少等优点。
水电站是借助水工建筑物和机电设备将水能转换为电能的企业。
水电站的形式主要取决于集中水头的方式,根据集中水头方式的不同,水电站分为坝后式水电站、引水式水电站和混合式水电站。
一、水轮机的主要类型及适用水头根据水轮机转轮所转换水流能量的特征可分为反击式水轮机和冲击式水轮机两大类,总分类图如下。
1.1反击式水轮机的类型及适用水头⑴反击式水轮机的类型反击式水轮机利用水流的势能和动能做功的水轮机,其转轮区内的水流在通过转轮叶片流道时,始终是连续充满整个转轮的有压流动,并在转轮空间曲面形叶片的约束下,连续不断地改变流速的大小和方向,从而对转轮叶片产生一个反作用力,驱动转轮旋转。