水电站水轮发电机课件.ppt

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1、浙江水专国家精品课程水电站http:/,一、发电机类型及传力方式1、悬挂式发电机: 推力轴承位于转子上方,设在上机架上。传力方式: 转动部分重量(转轮、轴、转子) 推力头镜板 推力轴瓦 上机架 定子外壳机座基础 定子,第三节 水轮发电机,高压油膜,浙江水专国家精品课程水电站http:/,悬式发电机,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2、伞式发电机,推力轴承位于转子下方，设在下机架上传力方式：机组转动部分重量推力头 镜板推力轴瓦下机架机座基础 上机架：只支撑上导轴承和励磁机定子。类型：1. 普通伞式： 有上、下导轴承 2. 半伞式: 有上导轴承，无下导轴承 3. 全伞式: 无上导轴承，有下

2、导轴承,高压油膜,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(1) 普通伞式,有上、下导轴承,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(2) 半伞式,有上导，无下导。发电机通常将上机架埋入发电机层地板以下。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(3) 全伞式,无上导，有下导。转动部分重量推力轴承支撑结构顶盖座环,浙江水专国家精品课程水电站http:/,二、发电机的励磁系统,作用：向发电机转子供给形成磁场的直流电源。有直流电机励磁和可控硅整流励磁两种。励磁系统：励磁机+励磁盘励磁机直流发电机。励磁方式：直接励磁系统，用励磁机(与发电机同轴)产生磁；可控硅整流励磁，可省去励磁机，并降低厂房高度。

3、励磁盘控制设备和自动调整装置的配电盘。作用是：控制和调整水轮发电机的励磁电流。每台发电机一般有35块励磁盘。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,三、发电机的支承结构(机座或机墩),1机座作用：将发电机支承在预定位置上，并为机组的运行、维护、安装和检修创造条件。 2要求：具有足够的强度和刚度，具有良好的抗振性能。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,3常见的机座形式,(1) 圆筒式机座： 结构形式为厚壁钢筋混凝土圆筒，其壁厚在1m以上。 优点：刚度较大，抗振、抗扭性能较好。 缺点：水轮机直径较小时，水轮机的安装、维修、维护不方便,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(2) 框架式机

4、座：由环形梁和立柱组成。优点：混凝土需要量小，水轮机顶盖处宽敞，设备的安装、布置、维修等比较方便。缺点：是抗振、抗扭性能较差，结构刚度小。一般用于中小型机组。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(3) 块体机座：适用于大型机组，下部块体结构除了留有必要的通道之外，全部为混凝土。优点：混凝土的强度和刚度大。缺点：混凝土方量大。(4) 钢机座：由钢结构组成。优点：发电机与水轮机直接配套，结构紧凑，安装方便，减少了复杂的钢筋混凝土工程缺点：消耗钢材较多，我国尚未采用。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(5) 平行墙式：适用于大型机组，由平行的钢筋混凝土墙和横梁组成。 特点：水轮机顶盖处

5、宽敞，工作方便,浙江水专国家精品课程水电站http:/,四、发电机的布置型式,(1) 定子外露式：定子完全露出发电机层地面。 缺点：发电机层地板显得拥挤，水轮机层高度小，采用较少。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(2) 上机架埋入式：发电机定子和上机架埋入发电机层楼板下机坑内。 发电机层较宽敞，水轮机层高度大,采用较多。 适用于单机容量在100MW以上的大型机组。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(3) 定子埋入式：发电机定子埋入发电机层楼板下机坑内，上机架外露。便于悬式发电机组的推力轴承检修。适用于单机容量在数10万MW的大型机组。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,

6、第四节 水电站厂房的辅助设备,一、调速系统每台机组装设一套调速系统。调速设备组成：调速器柜、作用筒(接力器)、油压装置。三部分之间用管路联系。调速器柜：单机容量不同，机型不同，调速系统也不一样，调速柜的外形尺寸变化不大，一般为方形，尺寸为800mm800mm1900mm。 它以机械的传动杆和油管与作用筒相联。调速柜多布置在发电机的上游侧。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,作用筒(接力器)：作用筒是个油压活塞，大中型机组都采用两个，用来推转调节环。调节环带动导叶来控制水轮机的引用流量，调节机组出力。,（控制环）,浙江水专国家精品课程水电站http:/,油压装置：由压力油罐、储油槽和油泵组

7、成。油罐内油压为2.5MPa，供推动活塞用。油压靠压缩空气维持，所以油桶内上部为压缩空气。工作后的油回到储油槽，罐内油量不足时，由油泵将油槽中的油打入罐内。油泵一般为两台，一台工作，一台备用。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,油压装置,浙江水专国家精品课程水电站http:/,1作用及分类 透平油供给机组轴承的润滑油和操作用的压力油，作用：润滑、散热及传递能量； 绝缘油供给变压器、油开关等电气设备的，作用：绝缘、散热及灭弧。 注：两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，不能相混。,二、油系统,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2组成及布置,(1) 油库 接受和贮存油地方，油库设有油

8、罐。 透平油的用油设备均在厂内，故透平油库一般布置在厂内，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油的油库。 绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘油库常布置在厂外主变压器和开关站附近。 注：油库要特别注意防火，大于100吨时油库应设在厂外。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(2) 油处理室 设有油泵和滤油机，有时还有油再生装置。一般设在油库旁。透平油与绝缘油常合用油处理室。相邻水电站可合用一套油处理设备。 (3) 中间排油槽 当油库设于场外时，在厂房下部结构中布置中间排油槽，以存放各种设备排出来的污油。 (4) 补给油箱 设在主厂房的吊车梁下。当设备中的油有消耗时，从补给油箱自流

9、补给新油。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,(5) 废油槽。 在每台机组的最低点设废油槽，收集漏出的废油。 (6) 事故油槽 当变压器、油开关、油库发生燃烧事故时迅速将油排走，以免事故扩大。油可排入事故油槽中或直接排入下游河道。 事故油槽应布置在便于充油设备排油的位置，并便于灭火。 (7) 油管 油系统各部分的连接管路，常沿水轮机层的一侧布置干管。水管和油管要避免布置在电气设备上方。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,三、供水系统,1供水系统分类技术供水冷却及润滑。发电机的空气冷却器、机组导轴承和推力轴承的油冷却器、水润滑导轴承、空气压缩机气缸冷却器、变压器的冷却设备等。耗水量最

10、大的是发电机和变压器冷却用水，要求水质清洁、不含对管道和设备有害的化学成分。生活供水生活用水根据工作人员的多少决定。消防供水消防用水要求水流能喷射到建筑物的最高部位。消防用水可从上游压力管道、下游尾水渠或生活用水的水塔取水，并且应设置两个水源。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2供水系统布置,水源：压力管道、上游水库、下游水泵、地下水源。组成：水源、供水设备、水处理设备、管网和测量控制元件。布置：管路应尽可能靠近机组，以缩短管线并减少水头损失。供水泵房应布置在水轮机层或以下的洞室内。为保证水质，用水管把水引向过滤设备，经过滤后再分配用水。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,3供水

11、方式,水泵供水。当水电站的水头太低(水压力不够)或太高(需要减压设备)时。自流供水。适用于水头在1260m之间的水电站，但当水头大于40m时需要减压设备。坝后式厂房从水库引水，引水厂房从压力水管引水。混合式供水。水电站水头变化较大时采用，高水头用自流方式，低水头时用水泵。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,四、排水系统,1、类型渗漏排水系统排除厂房内的生活用水、技术用水、阀门或建筑物及其他设备的渗漏水。发电机冷却用水等均自流排往下游。不能自流排除的则集中到集水井，再用水泵排到下游。检修排水系统机组检修时排空蜗壳和尾水管。首先关闭蝴蝶阀或进水闸门，将蜗壳及尾水管中的水自流经尾水管排往下游。

12、剩余部分利用检修排水泵排走。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2、排水系统布置,水泵集中在水泵房内，集水井设在水泵房的下层。集水井通常布置在安装间下层、厂房一端、尾水管之间或厂房上游侧。集水井的底部高程要足够低，以便自流集水。每个集水井至少设2台水泵，一台工作，一台备用。一般要求渗漏排水和检修排水分开设置。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,3、检修排水方式,集水井：各尾水管与集水井之间用管道相连，并设阀门控制。尾水管的积水可自流排入集水井。集水廊道：在厂房的最低处沿纵轴向设置一条廊道，尾水管的积水直接排入廊道。廊道的容积较大，排除积水时间短。分段排水：每两台机组之间设置集水井和

13、水泵，构成一个检修排水系统。适用于较小的电站。移动水泵：不设集水井，直接将移动水泵装在需要检修的机组处进行排水。适用于较小的电站。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,五、压气系统,1压气系统的分类和用途低压压缩空气系统机组制动；调相运行压水；蝶阀关闭时，将压缩空气通入阀上的空气围带，使其膨胀而减少漏水；检修时清扫设备，供风动工具使用；通向拦污栅，防冻清污。额定气压为0.50.8MPa。高压压缩空气系统给油压装置的压力油箱充气，额定气压为2.5MPa；配电装置如空气断路器的灭弧和操作的用气，以及开关和少油断路器的操作用气；额定气压为25MPa。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2压

14、气系统的组成及布置,组成：空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。布置：厂房内高低压系统均要设置。空气压缩机室一般布置在水轮机层，安装间的下面，其噪声很大，要远离中央控制室满足防火防爆要求。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,六、水电站厂房的起重设备,浙江水专国家精品课程水电站http:/,为了安装和检修机组及其辅助设备，厂房内要装设专门的起重设备。最常见的起重设备是桥式起重机(桥吊)。桥吊由横跨厂房的桥吊大梁及其上部的小车组成，桥吊大梁可在吊车梁顶上沿主厂房纵向行驶，桥吊大梁上的小车可沿该大梁在厂房横向移动。起重设备的型式和吊运方式对厂房上部结构和尺寸影响较大，正确选择起重设备和吊运方式

15、，可减小其宽度或高度。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,1、桥吊的起重量和台数,桥吊的最大起重量取决于所吊运的最重部件。最重部件一般为发电机转子，悬式发电机的转子需带轴吊运，伞式发电机的转子可带轴吊运，也可不带轴。对于低水头电站，最重部件也可能是带轴或不带轴的水轮机转轮。少数情况下，桥吊的起重量决定于主变压器(主变需要在厂内检修时)。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,桥式起重机有单小车和双小车两种。单小车设有主钩和副钩，当起重量不大时一般采用一台双钩桥吊；双小车是在桥吊大梁上设有两台可以单独或联合运行的小车，每台小车只有一个起重吊钩，起重量大于75t时，可采用双小车桥吊。与单小

16、车相比，双小车桥吊不仅重量轻、外形尺寸小，而且用平衡梁吊运带轴转子时，大轴可以超出主钩极限位置以上，从而可降低主厂房的高度。当机组较大而且台数多于6台时，也可考虑采用两台吊车。两台桥吊可降低厂房高度，运用较灵活。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2、桥吊跨度与工作范围,桥吊跨度要与主厂房下部块体结构的尺寸相适应，使主厂房构架直接座落在下部块体结构的一期混凝土上。要满足发电机层及安装间布置要求，使主厂房内主要机电设备均在主副钩工作范围之内，以便安装和检修。尽量采用起重机制造厂家所规定的标准跨度。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,浙江水专国家精品课程水电站http:/,第五节 主厂

17、房的布置,浙江水专国家精品课程水电站http:/,一、发电机层设备布置,发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪表表盘的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。发电机层布置的主要设备：有发电机、调速柜、油压装置、机旁盘、励磁盘、蝶阀孔、楼梯、吊物孔等。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,发电机层平面图,浙江水专国家精品课程水电站http:/,发电机层设备布置,机旁盘。与调速器布置在同一侧，靠近厂房上游或下游墙。调速柜。应与下层的接力器相协调，尽可能靠近机组，并在吊车的工作范围之内。励磁盘。常布置在发电机近旁。蝶阀孔。楼梯。每隔一段距离需要设置一个楼梯，一般两台机组设置一个。楼梯不

18、应破坏发电机层楼板的梁格系统。吊物孔。 发电机层平面设备布置应考虑在吊车主、副钩的工作范围内，以便楼面所有设备都能由厂内吊车起吊。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,二、水轮机层设备布置,水轮机层是指发电机层以下，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。水轮机层布置的主要设备：接力器、水力机械辅助设备(如油、气、水管路)、电气设备 (如发电机引出线、中性点引出线、接地、灭磁装置等)、厂用电的配电设备。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,水轮机层设备布置图,浙江水专国家精品课程水电站http:/,调速器的接力器。位于调速器柜的下方，与水轮机顶盖连在一起，并布置在蜗壳最小断面处。电气设备的布置

19、。发电机引出线和中性点侧都装有电流互感器，一般安装在风罩外壁或机墩外壁上。对发电机引出母线要加装保护网。油、气、水管道。一般沿墙敷设或布置在沟内。要防止油气水渗漏对电缆造成影响。水轮机层上、下游侧应设必要的过道。主要过道宽度不宜小于1.2m1.6m。水轮机机墩壁上要设进人孔，进人孔宽度一般为1.2m1.8m，高度不小于1.8m2.0m。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,二、蜗壳层的布置,浙江水专国家精品课程水电站http:/,主阀。当引水式电站采用联合供水或分组供水时，在蜗壳进口前设置一道快速闸门或蝴蝶阀，称为主阀。主阀可装设在厂内也可装设在厂外。主阀的上游侧要安装伸缩节，以方便其拆装

20、。进人孔。在下部块体结构中要设有通向蜗壳和尾水管的进人孔，并设置通道。一般进人孔的直径为60cm，进人孔通道尺寸不小于11m。在蜗壳层以下的上游侧或下游侧均设有检查、排水廊道。集水井位于全厂最低处，除要求能容纳运行时的渗漏水，还要担负机组检修时的集水、排水任务。排水泵室一般布置在集水井的上层。电站排水都通向下游尾水渠。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,四、安装间(安装间)的布置,安装间是厂房主要部件安装和检修的场所。 主要设备的安装、检修、到货后卸车都要用到桥吊。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端。对外交通通道必须直达安装间，车辆直接开入

21、安装间以便利用主厂房内桥吊卸货。水电站对外交通运输道路可是铁路、公路或水路。对于大中型水电站，由于部件大而重，运输量又大，所以常设专用的铁路线，中小型水电站多采用公路。,1安装间的位置,浙江水专国家精品课程水电站http:/,2安装间的高程,安装间的高程主要取决于对外道路的高程及发电机层楼板的高程。安装间最好与对外道路同高，均高于下游最高水位，以保持洪水期对外交通畅通无阻。安装间最好也与发电机层同高，以充分利用场地，安装检修工作方便。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,当水电站的下游尾水过高时，发电机层楼板常低于下游最高尾水位，从而也低于对外道路，这时可以有以下几种方案：安装间与对外道路

22、同高，均高于发电机层。安装间与发电机层同高，均低于下游最高水位。安装间与发电机层同高，而在安装间上专门划出一块货车停车卸货处，此停车处高于安装间而与对外道路同高。这时安装间场面不能充分利用，而厂房的高度可能取决于卸货的要求。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,3. 安装间的尺寸,安装间与主厂房同宽以便桥吊通行，所以安装间的尺寸主要是指其长度。 安装间的面积可按一台机组扩大性检修的需要确定，一般考虑放置四大部件，即发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机顶盖。四大部件要布置在主钩的工作范围内，其中发电机转子应全部置于主钩起吊范围内。转子和转轮周围要留有12m间距。缺乏资料时，安装间长度

23、可取1.251.5倍机组段长。多机组电站，安装间面积可根据需要增大或加设副安装间。,浙江水专国家精品课程水电站http:/,4. 安装间的布置,主吊钩线,浙江水专国家精品课程水电站http:/,安装间内要安排运货车的停车位置堆放试重块或设置试重地锚，以进行桥吊安装后的静荷试验和动荷试验。安装间大门尺寸：采用标准轨火车运输时不应小于4.2m5.4m，采用载重汽车运输不小于3.3m4.5m。发电机转子放在安装间时主轴要穿过地板，地板上在相应位置要设大轴孔，在轴下要设大轴承台，并预埋底脚螺栓。主变压器有时也要在安装间进行大修，这时要考虑主变运入方式及停放地点。主变大修时常需吊芯检修，在安装间上设尺寸相当的变压器坑。,谢谢!,