水輪發(fā)電機(jī)選擇

1、1 / 7水輪發(fā)電機(jī)的選擇計(jì)算發(fā)電機(jī)型式的選擇水輪發(fā)電機(jī)按其軸線位置可分為立式布置和臥式布置兩類，大中型機(jī)組一般采用立式布置，臥式布置通常用于中小型機(jī)組及貫流式機(jī)組。本電站采用立式布置， 立式布置又分為懸式和傘式兩種。懸式布置和傘式布置的適用條件，查參考【2 Pl49表3-1 ,懸式適用于轉(zhuǎn)速大于150r/min，傘式適用于轉(zhuǎn)速小于150r/min。因?yàn)樗啓C(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為166.7r/min ,所以水輪發(fā)電機(jī)選用懸式布置。水輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式采用徑向通風(fēng)密閉式空氣循環(huán)冷卻。待選水輪發(fā)電機(jī)的有關(guān)參數(shù)如下:發(fā)電機(jī)型式：懸式標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速：166.7r/min磁極對(duì)數(shù)：18外形尺寸計(jì)算如下：1、極距式中s

2、f:發(fā)電機(jī)額定容量（KVA）;p:磁極對(duì)數(shù)；P 18Kj:系數(shù)，一般為810,容量大，線速度高的取上限，本設(shè)計(jì)中取9sf=Nf/cos&, cos&為功率因數(shù)角，取cos&取0.875。sf=247423 / 0.875=282769KV A。主要尺寸估算根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，極距與每極的容量關(guān)系如下cm參考【2】P159公式3-29*42827692*18=84.73 cm2 / 7由上求出T后，尚應(yīng)校核發(fā)電機(jī)在飛逸狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子飛逸線速度Vf是否在轉(zhuǎn)子材料允許范圍內(nèi)。VfKfV參考【2】P160公式3-33 / 7式中Kf:飛逸系數(shù)，與水輪機(jī)型式有關(guān)或按 機(jī)組的飛逸轉(zhuǎn)速n

3、f與額定轉(zhuǎn)速Vf:飛逸線速度Kf=nf/ ne=308.4/166.7=1.85;V= =84.73 cm.VfKfV=1.85*84.73=156.75m / s查參【2 P160,轉(zhuǎn)子磁軸的材料用整圓疊片。2、定子內(nèi)徑Di計(jì)算公式：Di鈕=2H8* 84.73=971.43 cm參考【2】式3-43、定子鐵芯長(zhǎng)度It計(jì)算公式：. Sf11-5cm參考【2】P160公式3-5CD2ne式中：Sf:發(fā)電機(jī)額定容量(KVA);Di:定子內(nèi)徑(cm);C:系數(shù),見(jiàn)參考2福表3 5,取C 7 106,冷卻方式為空冷,28276911-62- =256.79 cm7 10 * 971.43 * 166

4、.7It/ =256.79/84.73=3.03 3,通風(fēng)較困難。ne的比值確定;P160公(3)轉(zhuǎn)子外徑D34 / 74、定子鐵芯外徑Da按下式進(jìn)行估算：查參考【2】P160,ne166.7rpm : DaDj1.2參考【2】Pi60故DaDi1.2=971.43+1.2*84.73=1073.12cm三、外形尺寸估算1、平面尺寸估算(1)定子機(jī)座外徑D1按下式進(jìn)行估算：136.4 ne214rpm,D1.18Da參考【2】P161故D1.18*1073.12=1266.28cm(2)風(fēng)罩內(nèi)徑D2按下式進(jìn)行估算：Sf20000KVA, D2D12.4m參考【2】P161故D21266.28c

5、m 240cm=1506.28cmDjltne1073.12256.79* 166.7=0.025小于等于0.035,故選擇懸式布置是正確的。5 / 7按下式進(jìn)行估算：D3Di2cm參考【2】P161式中：a為單邊空氣間隙，初步估算時(shí)可忽略不計(jì)。即D3Di=971.43cm(4)下機(jī)架最大跨度D4按下式進(jìn)行估算：Sf100000KVA,D4D51.2m參考【2】Pi62式中：。5為水輪機(jī)機(jī)坑直徑，參考【2】P 162表3-6,轉(zhuǎn)輪直徑為5m時(shí)D5=700cm。即D4D51.2m=700+120=820cm(5)推力軸承外徑D6和勵(lì)磁機(jī)外徑D7根據(jù)發(fā)電機(jī)容量Sf=282769KVA，查參考【2】

6、P 162表3-7,推力軸承外徑D6=484cm,勵(lì)磁機(jī)外徑D7=456cm。2、軸向尺寸計(jì)算(1)定子機(jī)座高度h1按下式進(jìn)行計(jì)算：214 ne125rpm,h1lt2200mmcm參考【2】PI62故h1lt2200mm=256.79+2*84.73+20=446.25cm(2)上機(jī)架高度h2按下式進(jìn)行估算：對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)，h20.25Dicm參考【2】P162故h2=0.25*971.43=242.86cm(3)推力軸承高度h3、勵(lì)磁機(jī)高度h4、副勵(lì)磁高度h5和永磁機(jī)高度h6根據(jù)發(fā)電機(jī)容量Sf=282769KVA，查參考【2】P 163表3-8。6 / 7推力軸承高度h3=190cm，勵(lì)磁

7、機(jī)高度h4=230cm，副勵(lì)磁高度h5=110cm,永磁機(jī)高度h6=80cm(4)下機(jī)架高度h7按下式進(jìn)行計(jì)算：Pl63即h8=0.15*971.43=145.71cm(6)下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離h9按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為7001500mm,取(7)轉(zhuǎn)子磁軸軸向高度h10按下式進(jìn)行計(jì)算：有風(fēng)扇時(shí)：h10lt(700 1000)mm參考【2】P163即h10=256.79+85=340cm(8)發(fā)電機(jī)主軸高度h11按下式進(jìn)行計(jì)算：h11(0.7 0.9)H參考【2】P163式中H為發(fā)電機(jī)總高度，即由主軸法蘭盤(pán)底至發(fā)電機(jī)頂部的高度。則：H h1h2h3h4h5h6h8h94

8、46.25 242.86 190 230 110 80 145.71 120=1564.82cmh110.8H0.8 1564.82 1251.86cm(9)定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤(pán)底面距離hi2懸式非承載機(jī)架：h70.12Dicm參考【2】Pl62即h70.12*971.43=116.57cm(5)定子支座承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離按下式進(jìn)行計(jì)算：h8懸式非承載機(jī)架:h80.15Dcm參考【2h9=120cm。7 / 7按下式進(jìn)行計(jì)算：h120.46h1h10即hi20.46hihio=0.46*446.25+340=545.28cm四、 水輪發(fā)電機(jī)重量估算水輪發(fā)電機(jī)重量可

9、按下式進(jìn)行估算：Sf |GfKi()3參考【2】P164公式ne3-6式中：Gf*ne:額定轉(zhuǎn)速(rpm);Ki:系數(shù)，對(duì)懸式發(fā)電機(jī)取8i0,對(duì)水內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)取67,本設(shè)計(jì)中取K8.則：2827692/3Gf8 (-)ii37.86ti66.7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量：0.5Gf=568.93t發(fā)電機(jī)飛輪力矩GD2,可按下式進(jìn)行計(jì)算：23.5.一GD K2Djlt(t W)參考【2】Pi64公式3-7式中Di一定子鐵芯內(nèi)徑，m;lt一定子鐵芯長(zhǎng)度，m;K2經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考【2】Pi64表3-i0,K2=5.2則：2_ 3 5 _- - _ _ GD25.2 9.7i432.567938i52.39 (t - m2)五、 選取發(fā)電機(jī)型號(hào)參考【2】Pl638 / 7根據(jù)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式、發(fā)電機(jī)額定出力（兆瓦）、磁極個(gè)數(shù)和定子鐵芯外徑（cm）,可以確定水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)為：SF247.423 36/1073.12，水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5-1：表5-1SF247.423 36/1073.12型水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)表轉(zhuǎn)子重量D1D2D3D4D5D6h1(t)(mm)(mm)(mm )(mm )(mm)(mm)(m