第四节 水轮发电机的选择计算
一、 发电机型式的选择
水轮发电机按其轴线位置可分为立式布置和卧式布置两类，大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于中小型机组及贯流式机组。本电站采用立式布置，立式布置又分为悬式和伞式两种。悬式布置和伞式布置的适用条件，查参考【2】P 149表3-1，悬式适用于转速大于150/min r ，伞式适用于转速小于150/min r 。因为水轮机的标准转速为166.7r/min ，所以水轮发电机选用悬式布置。水轮发电机的冷却方式采用径向通风密闭式空气循环冷却。
二、 主要尺寸估算
待选水轮发电机的有关参数如下：
发电机型式：悬式
标准转速：166.7r/min
磁极对数：18
外形尺寸计算如下：
1、极距τ
根据统计资料分析,极距与每极的容量关系如下:
42p s K f j =τ cm 参考【2】P 159公式3-2
式中 9
,,,10~8,:18;:);
(:本设计中取线速度高的取上限容量大一般为系数磁极对数发电机额定容量j f K P p KVA s =
f s =N f ／cos ＆, cos ＆为功率因数角，取cos ＆取0.875。 f s =151300／0.875=172914KV A 。
418
21729149??=τ=74.92 cm 由上求出τ后,尚应校核发电机在飞逸状态下,转子飞逸线速度V f 是否在转子材料允许范围内。
V K V f f = 参考【2】P 160公式3-3
式中
飞逸线速度
秒时在数值上等于极距周当频率转子额定线速度的比值确定与额定转速机组的飞逸转速与水轮机型式有关或按飞逸系数:;/50,:;,:f e f f V f V n n K τ= f K = f n ／e n =308.4／166.7=1.85;
V =τ=74.92 cm.
V K V f f ==1.85?74.92=138.6m ／s
查参【2】P 160，转子磁轭的材料用低合金高强度钢
2、定子内径i D
计算公式：
τπp D i 2== 92.74182??π=858.52 cm 参考【2】P 160公式3-4
3、定子铁芯长度t l
计算公式：
e i
f t n CD S l 2=
cm 参考【2】P 160公式3-5
式中： 冷却方式为空冷
取表见参考系数定子内径额定转速发电机额定容量,107,53]2[,:);(:);
(:);
(:6160-?=-C P C cm D rpm n KVA S i e f .7
16652.85810717291426???=-t l =201.05 cm t l ／τ=201.05／74.92=2.68﹤3
4、定子铁芯外径a D
按下式进行估算：
查参考【2】P 160，τ2.1:7.166+=≤i a e D D rpm n 参考【2】P 160 故τ2.1+=i a D D =858.52+1.2?74.92=948.42cm
e t i n l D =.7
166201.0552.858?=0.0256﹤ 0.035，故选择悬式布置是正确的。 三、 外形尺寸估算
1、平面尺寸估算
（1） 定子机座外径1D
按下式进行估算：
当 a e D D rpm n 18.1,2144.1361=≤≤ 参考【2】P 161 故?=18.11D 948.42=1119.14cm
（2）风罩内径2D
按下式进行估算：
m D D KVA S f 4.2,2000012+=> 参考【2】P 161 故=2D 1119.14+240=1359.14cm
（3） 转子外径3D