文档介绍：水轮发电机结构及工作原理介绍二零一四年七月水电厂生产简图: 混流式剖面: 水力发电示意: 轴流式剖面贯流式剖面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) 。一、水轮发电机组基本工作原理 1、水能转化为机械能 1)进入水轮机的水能控制 P= η,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)请简要说明进入水轮机流量调节过程? 2、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)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 ,请计算有多少对磁极? 1. 1. 混流式混流式