水輪發(fā)電機(jī)基本常識(shí)附英文詞匯

1、水輪發(fā)電機(jī)基本常識(shí) 水輪發(fā)電機(jī)組的用途。水輪發(fā)電機(jī)組是將具有一定高度的水頭(head)和流量(discharge)的水的動(dòng)能(kinetic energy)和勢(shì)能(potential energy)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能(mechanical energy)并最終轉(zhuǎn)換成電能(electric energy)的裝置。水輪發(fā)電機(jī)設(shè)備是一種集合了多種學(xué)科和技術(shù)的工業(yè)產(chǎn)品，其中包括流體力學(xué)、工程力學(xué)、材料力學(xué)等多學(xué)科和機(jī)械、冶金、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多門(mén)技術(shù)產(chǎn)物。水力發(fā)電站及其主要的設(shè)備水輪發(fā)電機(jī)組是現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代生活的一項(xiàng)重要設(shè)備。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防，科技及日常生活中有廣泛的用途。 水力發(fā)電站 水力

2、發(fā)電站的種類(lèi)1、堤壩式水電廠（Hydropower dam type）:2、河床式水電廠（River hydropower plant type）：3、混合式水電廠（Hybrid hydropower station）：4、引水式水電廠（Water type hydropower station）: 土耳其可能大多數(shù)屬于這種類(lèi)型5、抽水蓄能水電廠(The pumped-storage hydropower station)：水力發(fā)電站規(guī)模分類(lèi)：按照中國(guó)水利部部頒標(biāo)準(zhǔn)分為：1、 大型水力發(fā)電站(Large-scale hydro-electric power)：容量大于250MW為大型水力發(fā)電站

3、。2、 中型水力發(fā)電站(Medium sized hydropower stations)：裝機(jī)容量50250MW的為中型水力發(fā)電站。3、 小型水力發(fā)電站（Small hydropower stations）: 裝機(jī)容量小于50000kW的為小型水力發(fā)電站。4、 微型水利發(fā)電站（Miniature hydroelectric power plant）：裝機(jī)容量100KW以下的為微型水力發(fā)電站 水輪發(fā)電機(jī)的工作原理 水輪機(jī)是把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械，它屬于流體機(jī)械中的透平機(jī)械。早在公元前100年前后，中國(guó)就出現(xiàn)了水輪機(jī)的雛形水輪，用于提灌和驅(qū)動(dòng)糧食加工器械?，F(xiàn)代水輪機(jī)則大多數(shù)安裝在

4、水電站內(nèi)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在水電站中，上游水庫(kù)中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī)，推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作完功的水則通過(guò)尾水管道排向下游。水頭越高、流量越大，水輪機(jī)的輸出功率也就越大。水輪機(jī)按工作原理可分為沖擊式水輪機(jī)（impules turbine）和反擊式水輪機(jī)(reaction water turbine)兩大類(lèi)。沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力不變，主要是動(dòng)能的轉(zhuǎn)換；反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力能和動(dòng)能均有改變，但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。 沖擊式水輪機(jī)按水流的流向可分為切擊式(又稱水斗式Pelton)和斜擊式兩類(lèi)

5、。斜擊式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與水斗式水輪機(jī)基本相同，只是射流方向有一個(gè)傾角，只用于小型機(jī)組。 反擊式水輪機(jī)可分為混流式(francis)、軸流式(axial flow)、斜流式(diagonal)和貫流式(tubular)。在混流式水輪機(jī)中，水流徑向進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，軸向流出轉(zhuǎn)輪；在軸流式水輪機(jī)中，水流徑向進(jìn)入導(dǎo)葉，軸向進(jìn)入和流出轉(zhuǎn)輪；在斜流式水輪機(jī)中，水流徑向進(jìn)入導(dǎo)葉而以傾斜于主軸某一角度的方向流進(jìn)轉(zhuǎn)輪，或以傾斜于主軸的方向流進(jìn)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪；在貫流式水輪機(jī)中，水流沿軸向流進(jìn)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪。 軸流式、貫流式和斜流式水輪機(jī)按其結(jié)構(gòu)還可分為定槳式(fixed blad)和轉(zhuǎn)槳式(adjustable blad)。定

6、槳式的轉(zhuǎn)輪葉片是固定的；轉(zhuǎn)槳式的轉(zhuǎn)輪葉片可以在運(yùn)行中繞葉片軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)水頭和負(fù)荷的變化。 各種類(lèi)型的反擊式水輪機(jī)都設(shè)有進(jìn)水裝置，大、中型立軸反擊式水輪機(jī)的進(jìn)水裝置一般由蝸殼、固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉（Guide vane）組成。蝸殼的作用是把水流均勻分布到轉(zhuǎn)輪周?chē)?。常采用拼焊或整鑄的金屬蝸殼。 在反擊式水輪機(jī)中，水流充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪流道，全部葉片同時(shí)受到水流的作用，所以在同樣的水頭下，轉(zhuǎn)輪直徑小于沖擊式水輪機(jī)。它們的最高效率也高于沖擊式水輪機(jī)，但當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，水輪機(jī)的效率受到不同程度的影響。 反擊式水輪機(jī)都設(shè)有尾水管，其作用是：回收轉(zhuǎn)輪出口處水流的動(dòng)能；把水流排向下游；當(dāng)轉(zhuǎn)輪的安裝位置高于下游水位時(shí)，

7、將此位能轉(zhuǎn)化為壓力能予以回收。對(duì)于低水頭大流量的水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪的出口動(dòng)能相對(duì)較大，尾水管的回收性能對(duì)水輪機(jī)的效率有顯著影響。 軸流式水輪機(jī)適用于較低水頭的電站。在相同水頭下，其比轉(zhuǎn)數(shù)較混流式水輪機(jī)為高。軸流定槳式水輪機(jī)的葉片固定在轉(zhuǎn)輪體上，葉片安放角不能在運(yùn)行中改變，效率曲線較陡，適用于負(fù)荷變化小或可以用調(diào)整機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)適應(yīng)負(fù)荷變化的電站。 軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)是奧地利工程師卡普蘭在1920年發(fā)明的，故又稱(Kaplan)水輪機(jī)。其轉(zhuǎn)輪葉片一般由裝在轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的油壓接力器操作，可按水頭和負(fù)荷變化作相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，以保持活動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角和葉片轉(zhuǎn)角間的最優(yōu)配合，從而提高平均效率，這類(lèi)水輪機(jī)的最高效率有的已超過(guò)94

8、。 80年代，世界上尺寸最大的轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)是中國(guó)東方電機(jī)廠制造的，裝在中國(guó)長(zhǎng)江中游的葛洲壩電站，其單機(jī)功率為170兆瓦，水頭為18.6米，轉(zhuǎn)速為54.6轉(zhuǎn)分，轉(zhuǎn)輪直徑為11.3米，于1981年投入運(yùn)行。世界上水頭最高的轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)裝在意大利的那姆比亞電站，其水頭為88.4米，單機(jī)功率為13.5兆瓦，轉(zhuǎn)速為375轉(zhuǎn)分，于1959年投入運(yùn)行。 貫流式水輪機(jī)(tubular turbine)的導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪間的水流基本上無(wú)變向流動(dòng)，加上采用直錐形尾水管，排流不必在尾水管中轉(zhuǎn)彎，所以效率高，過(guò)流能力大，比轉(zhuǎn)數(shù)高，特別適用于水頭為320米的低水頭電站。這種水輪機(jī)裝在潮汐電站內(nèi)還可以實(shí)現(xiàn)雙向發(fā)電。這種水輪機(jī)有

9、多種結(jié)構(gòu)，使用最多的是燈泡式水輪機(jī)(bulb turbine)。 燈泡式(bulb)機(jī)組的發(fā)電機(jī)裝在水密的燈泡體內(nèi)。其轉(zhuǎn)輪既可以設(shè)計(jì)成定槳式，也可以設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)槳式。世界上最大的燈泡式水輪機(jī)(轉(zhuǎn)槳式)裝在美國(guó)的羅克島第二電站，水頭12.1米，轉(zhuǎn)速為85.7轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)輪直徑為7.4米，單機(jī)功率為54兆瓦，于1978年投入運(yùn)行。 混流式水輪機(jī)(Francis turbine)是世界上使用最廣泛的一種水輪機(jī)，由美國(guó)工程師弗朗西斯(Francis)于1849年發(fā)明，故又稱弗朗西斯水輪機(jī)。與軸流轉(zhuǎn)槳式相比，其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，最高效率也比軸流式的高，但在水頭和負(fù)荷變化大時(shí)，平均效率比軸流轉(zhuǎn)槳式的低，這類(lèi)水輪機(jī)的最

10、高效率有的已超過(guò)95?；炝魇剿啓C(jī)適用的水頭范圍很寬，為5700米，但采用最多的是40300米。 混流式的轉(zhuǎn)輪(Runner)一般用低碳鋼或低合金鋼鑄件，或者采用鑄焊結(jié)構(gòu)。為提高抗汽蝕和抗泥沙磨損性能，可在易氣蝕部位堆焊不銹鋼，或采用不銹鋼葉片，有時(shí)也可整個(gè)轉(zhuǎn)輪采用不銹鋼(stainless steel)。采用鑄焊結(jié)構(gòu)能降低成本，并使流道尺寸更精確，流道表面更光滑，有利于提高水輪機(jī)的效率，還可以分別用不同材料制造葉片、上冠和下環(huán)。 世界上水頭最高的混流式水輪機(jī)裝于奧地利的羅斯亥克電站，其水頭為672米，單機(jī)功率為58.4兆瓦，于1967年投入運(yùn)行。功率和尺寸最大的混流式水輪機(jī)裝于美國(guó)的大古力第

11、三電站，其單機(jī)功率為700兆瓦，轉(zhuǎn)輪直徑約9.75米，水頭為87米，轉(zhuǎn)速為85.7轉(zhuǎn)分，于1978年投入運(yùn)行。 斜流式水輪機(jī)(diagonal turbine)是瑞士工程師德里亞于1956年發(fā)明，故又稱德里亞水輪機(jī)。其葉片傾斜的裝在轉(zhuǎn)輪體上，隨著水頭和負(fù)荷的變化，轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的油壓接力器操作葉片繞其軸線相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。它的最高效率稍低于混流式水輪機(jī)，但平均效率大大高于混流式水輪機(jī)；與軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)相比，抗氣蝕性能較好，飛逸轉(zhuǎn)速較低，適用于40120米水頭。 由于斜流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，一般只在不宜使用混流式或軸流式水輪機(jī)，或不夠理想時(shí)才采用。這種水輪機(jī)還可用作可逆式水泵水輪機(jī)。當(dāng)它在水泵工況啟動(dòng)時(shí)

12、，轉(zhuǎn)輪葉片可關(guān)閉成近于封閉的圓錐因而能減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷。世界上容量最大的斜流式水輪機(jī)裝于蘇聯(lián)的潔雅電站，單機(jī)功率為215兆瓦，水頭為78.5米。 水泵水輪機(jī)(pump turbine)主要用于抽水蓄能電站。在電力系統(tǒng)負(fù)荷低于基本負(fù)荷時(shí)，它可用作水泵，利用多余發(fā)電能力，從下游水庫(kù)抽水到上游水庫(kù)，以位能形式蓄存能量；在系統(tǒng)負(fù)荷高于基本負(fù)荷時(shí)，可用作水輪機(jī)，發(fā)出電力以調(diào)節(jié)高峰負(fù)荷。因此，純抽水蓄能電站并不能增加電力系統(tǒng)的電量，但可以改善火力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，提高電力系統(tǒng)的總效率。50年代以來(lái)，抽水蓄能機(jī)組在世界各國(guó)受到普遍重視并獲得迅速發(fā)展。 早期發(fā)展的或水頭很高的抽水蓄能機(jī)組大多采用三機(jī)式

13、，即由發(fā)電電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)和水泵串聯(lián)組成。它的優(yōu)點(diǎn)是水輪機(jī)和水泵分別設(shè)計(jì)，可各自具有較高效率，而且發(fā)電和抽水時(shí)機(jī)組的旋轉(zhuǎn)方向相同，可以迅速?gòu)陌l(fā)電轉(zhuǎn)換為抽水，或從抽水轉(zhuǎn)換為發(fā)電。同時(shí)，可以利用水輪機(jī)來(lái)啟動(dòng)機(jī)組。它的缺點(diǎn)是造價(jià)高，電站投資大。 斜流式水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的葉片可以轉(zhuǎn)動(dòng)(adjustable)，在水頭和負(fù)荷變化時(shí)仍有良好的運(yùn)行性能，但受水力特性和材料強(qiáng)度的限制，到80年代初，它的最高水頭只用到136.2米(日本的高根第一電站)。對(duì)于更高的水頭，需要采用混流式水泵水輪機(jī)。 世界上最大的混流式水泵水輪機(jī)裝于聯(lián)邦德國(guó)的不來(lái)梅蓄能電站。其水輪機(jī)水頭237.5米，發(fā)電機(jī)功率660兆瓦，轉(zhuǎn)速125轉(zhuǎn)/分

14、；水泵揚(yáng)程247.3米，電動(dòng)機(jī)功率700兆瓦，轉(zhuǎn)速125轉(zhuǎn)/分。 抽水蓄能電站設(shè)有上、下兩個(gè)水庫(kù)。在蓄存相同能量的條件下，提高揚(yáng)程可以縮小庫(kù)容、提高機(jī)組轉(zhuǎn)速、降低工程造價(jià)。因此，300米以上的高水頭蓄能電站發(fā)展很快。世界上水頭最高的混流式水泵水輪機(jī)裝于南斯拉夫的巴伊納巴什塔電站，其單機(jī)功率為315兆瓦，水輪機(jī)水頭為600.3米；水泵揚(yáng)程為623.1米，轉(zhuǎn)速為428.6轉(zhuǎn)/分，于1977年投入運(yùn)行。 20世紀(jì)以來(lái)，水電機(jī)組一直向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展。隨著電力系統(tǒng)中火電容量的增加和核電的發(fā)展，為解決合理調(diào)峰問(wèn)題，世界各國(guó)除在主要水系大力開(kāi)發(fā)或擴(kuò)建大型電站外，正在積極興建抽水蓄能電站，水泵水輪機(jī)因

15、而得到迅速發(fā)展。 為了充分利用各種水力資源，潮汐、落差很低的平原河流甚至波浪等也引起普遍重視，從而使貫流式水輪機(jī)和其他小型機(jī)組迅速發(fā)展。(nozzle) 水輪機(jī)的種類(lèi)、構(gòu)造和特點(diǎn)1、 混流式水輪機(jī)混流式：水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。適用范圍：H=30700 m , 單機(jī)容量：幾萬(wàn)kW幾十萬(wàn)kW優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，2、 軸流式水輪機(jī) 軸流式：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向始終平行于主軸。(a)、軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)。改變?nèi)~片轉(zhuǎn)角時(shí)需要停機(jī)進(jìn)行。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率低。適用H、Q變化不大的情況（工況較穩(wěn)定）， H：350m。 (b)、軸流轉(zhuǎn)

16、漿式：葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行雙重調(diào)節(jié)（導(dǎo)葉開(kāi)度、葉片角度）。適用水頭流量的變化，高效率區(qū)寬，大中型電站多采用。 適用水頭（Head）：380m。3、 貫流式水輪機(jī)貫流式：水輪機(jī)的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。H<20m,小型河床電站。全貫流式： 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)輪外緣。優(yōu)點(diǎn)：水力損失小，過(guò)流量大，結(jié)構(gòu)緊湊。半貫流式： 軸伸式、豎井式、燈炮式。4、 沖擊式水輪機(jī) (Impulse turbine)特征： 由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。水流以自由水流的形式(P=Pa)沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流動(dòng)能(V方向、大小改變)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在同一時(shí)

17、刻內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分，而不是全部。 類(lèi)型：(1)、水斗式：特點(diǎn)是由噴泉嘴出來(lái)的射流沿圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪上的水斗作功。  適用H：1002000m；使用最廣泛（高水頭，小流量）。(2)、斜擊式：H：25300m。    斜擊、雙擊水輪機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，效率低，(3)、雙擊式：H：580m。      多用于小型電站。   水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪 發(fā)電機(jī)工作原理及構(gòu)造。1. 概述 電能是現(xiàn)代社會(huì)最主要的能源之一。發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)

18、械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防，科技及日常生活中有廣泛的用途。 發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。 發(fā)電機(jī)的分類(lèi)可歸納如下： 發(fā)電機(jī) : 直流發(fā)電機(jī)(direct current generator)、交流發(fā)電機(jī)alternating current (AC) generator, 同步發(fā)電機(jī)(synchronous generator)、異步發(fā)電機(jī)(asyn

19、chronous generator)(很少采用) 交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。 水輪發(fā)電機(jī)，除微型水輪發(fā)電機(jī)（100KW以下）為單項(xiàng)220V以外，其他都是三項(xiàng)400V, 6300V, 10600V 等電壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)。2. 結(jié)構(gòu)及工作原理 發(fā)電機(jī)通常由定子（stator）、轉(zhuǎn)子(rotor)、端蓋(end closure)及軸承(bearing)等部件構(gòu)成。 定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁

20、力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。 水輪發(fā)電機(jī) 由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。由于水電站自然條件的不同，水輪發(fā)電機(jī)組的容量和轉(zhuǎn)速的變化范圍很大。通常小型水輪發(fā)電機(jī)和沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式(horizontal)結(jié)構(gòu)，而大、中型水輪發(fā)電機(jī)多采用立式(vertical)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖)。由于水電站多數(shù)處在遠(yuǎn)離城市的地方，通常需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)輸電線路向負(fù)載供電，因此，電力系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了較高的要求：電機(jī)參數(shù)需要仔細(xì)選擇；對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要求較大。所以，水輪發(fā)電機(jī)的外型與汽輪發(fā)電機(jī)不同，它的轉(zhuǎn)子直徑大而長(zhǎng)度短。水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間

21、較短，運(yùn)行調(diào)度靈活，它除了一般發(fā)電以外，特別適宜于作為調(diào)峰機(jī)組和事故備用機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)組的最大容量已達(dá)70萬(wàn)千瓦。 發(fā)電機(jī)已實(shí)施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度，未取得出口質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。 在水力發(fā)電站中，主要采用的都是三項(xiàng)交流同步發(fā)電機(jī)。其他種類(lèi)的發(fā)電機(jī)幾乎不采用。 水輪發(fā)電機(jī)組的附屬設(shè)備1、 控制及保護(hù)系統(tǒng)（contral and protecting system）：(PC)(PLC)(breaker)(contactor)module)（electronic component）（instrument）(direction meter)(control software)(cabine

22、t)是水輪發(fā)電機(jī)組的核心。通常由我們公司提供，也有由用戶自己配套的。調(diào)速系統(tǒng)（governor）什么是水輪機(jī)調(diào)速器？水輪機(jī)調(diào)速器的作用是什么？ 水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過(guò)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化,不斷地改變水輪機(jī)過(guò)流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由調(diào)節(jié)控制器、液壓隨動(dòng)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)對(duì)象組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed loop control system)。通常把調(diào)節(jié)控制器和液壓隨動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)稱為水輪機(jī)調(diào)速器。 水輪機(jī)調(diào)速器作用是保證水輪發(fā)電機(jī)的頻率穩(wěn)定、維持電力系統(tǒng)負(fù)荷平衡，并根據(jù)操作控制命令完成各種自動(dòng)化操作，是水電站的重要基礎(chǔ)控制設(shè)備。該系統(tǒng)由我們提供。2、 勵(lì)磁系統(tǒng) (excitation sy

23、stem)勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它是供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源的一套系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩部分組成：一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組提供直流電流，以建立直流磁場(chǎng)，通常稱作勵(lì)磁功率輸出部分（或稱勵(lì)磁功率單元）。另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以滿足安全運(yùn)行的需要，通常稱作勵(lì)磁控制部分（或稱勵(lì)磁控制單元或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)起著重要的作用，它不僅控制發(fā)電機(jī)的端電壓，而且還控制發(fā)電機(jī)無(wú)功功率、功率因數(shù)和電流等參數(shù)。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，維持發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)的電壓水平；合理分配發(fā)電機(jī)間的無(wú)功負(fù)荷；提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，所以對(duì)

24、勵(lì)磁系統(tǒng)必須滿足以下要求： 1、常規(guī)運(yùn)行時(shí)，能按負(fù)荷電流和電壓的變化調(diào)節(jié)（自動(dòng)或手動(dòng)）勵(lì)磁電流，以維持電壓在穩(wěn)定值水平，并能穩(wěn)定地分配機(jī)組間的無(wú)功負(fù)荷。 2、應(yīng)有足夠的功率輸出，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障，電壓降低時(shí)，能迅速地將發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流加大至最大值（即頂值），以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。 3、勵(lì)磁裝置本身應(yīng)無(wú)失靈區(qū)，以利于提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定，并且動(dòng)作應(yīng)迅速，工作要可靠，調(diào)節(jié)過(guò)程要穩(wěn)定。該系統(tǒng)由我們公司提供。3、 閥門(mén)（valve）水輪機(jī)進(jìn)水閥是為了保護(hù)機(jī)組的安全、減輕導(dǎo)葉間隙磨蝕破壞、縮短引水鋼管的充水時(shí)間而設(shè)置。蝶閥（butterfly valve）：用于水頭在200m以下的水電站。球閥(Sp

25、heric valve)：用于水頭在200m以上的水電站閘閥(gate valve)：用于小管徑(D<1m)、高水頭的水電站 。 一般由我們公司提供。4、 壓力管道（Penstock）： 壓力管道是用于將電站上游的水流引于到水輪機(jī)的裝置。特別是高水頭的電站，由于水流的壓力很大，要求壓力管道能承受較高的壓力，除了要求壓力管道采用一定厚度和材質(zhì)的鋼板之外，對(duì)壓力管道的焊接工藝也有很高的要求。壓力管道除了采用鋼材制造外，也可以采用水泥管道制造。通常由用戶自己提供。5、 增速器(increaser): 由于某些水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速很低，特別是超低水頭的灌流是水輪機(jī)，轉(zhuǎn)速僅有幾十轉(zhuǎn)或100多轉(zhuǎn)，無(wú)法達(dá)到發(fā)

26、電機(jī)所需要的同步轉(zhuǎn)速，這是，需要在水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)之間加裝一臺(tái)齒輪增速器。并不是所有的水輪發(fā)電機(jī)組都需要安裝增速器。大多數(shù)有我們提供，高品質(zhì)的增速器價(jià)格較貴。6、 油、氣、水系統(tǒng)(oil, air, water system) （Oil system）1透平油與絕緣油的功用及其用戶透平油（Turbine oil）：供給機(jī)組軸承的潤(rùn)滑油和操作用的壓力油，稱為透平油。其作用是潤(rùn)滑、散熱及傳遞能量。 絕緣油（Insulation oil）：供給變壓器、油開(kāi)關(guān)等電氣設(shè)備的絕緣油，其作用是絕緣、散熱及滅弧。兩種油的性質(zhì)不同，應(yīng)有兩套獨(dú)立的油系統(tǒng)。2油系統(tǒng)的作用接收新油、儲(chǔ)備凈油、給設(shè)備充油、向運(yùn)行設(shè)備添加

27、油、從設(shè)備中排出污油、油的監(jiān)督、維護(hù)和取樣化驗(yàn)、油的凈化處理、廢油的收集及處理。3油系統(tǒng)的組成油系統(tǒng)由：油罐、油處理設(shè)備、油化驗(yàn)設(shè)備、油吸附設(shè)備、管網(wǎng)、測(cè)量及控制元件。 (Air system) 1壓氣系統(tǒng)的用途壓縮空氣分為低壓壓縮空氣和高壓壓縮空氣。 (1) 低壓壓縮空氣系統(tǒng)。機(jī)組制動(dòng)；調(diào)相運(yùn)行壓水；蝶閥關(guān)閉時(shí)，將壓縮空氣通入閥上的空氣圍帶，使其膨脹而減少漏水；檢修時(shí)清掃設(shè)備，供風(fēng)動(dòng)工具使用；通向攔污柵，防凍清污。額定氣壓為0.50.8MPa。(2) 高壓壓縮空氣系統(tǒng)。廠房中所有調(diào)速器油壓裝置的壓力油箱充氣，調(diào)速器壓力油箱中約有2/3的體積為壓縮空氣，以保證調(diào)速器用油時(shí)無(wú)過(guò)大的壓力波動(dòng)，額定

28、氣壓為2.5MPa及4MPa。配電裝置如空氣斷路器的滅弧和操作的用氣，以及開(kāi)關(guān)和少油斷路器的操作用氣，額定氣壓為25MPa。2壓縮空氣系統(tǒng)主要設(shè)備有：空壓機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐、油水分離器、冷卻器(Water system) 大多數(shù)由用戶自己提供。1供水系統(tǒng)水電站廠房?jī)?nèi)的供水系統(tǒng)包括技術(shù)供水、生活供水、消防供水。技術(shù)供水包括冷卻及潤(rùn)滑用水，如發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器、機(jī)組導(dǎo)軸承和推力軸承的油冷卻器、水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承、空氣壓縮機(jī)氣缸冷卻器、變壓器的冷卻設(shè)備等。注意不同用戶對(duì)水壓、水溫、水質(zhì)的要求。特別是水冷變壓器對(duì)水壓的要求，空氣冷卻器對(duì)水溫的要求，水潤(rùn)滑軸承對(duì)水質(zhì)的要求。2水電廠的供水系統(tǒng)由水源、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、管網(wǎng)和測(cè)量控制元件組成。3種供水水源：上游水庫(kù)、下游尾水與地下水。5種供水方式：自流供水、水泵供水、混和供水、射流泵供水和循環(huán)供水。3種供水設(shè)備配置方式：集中供水、單元供水與分組供水。（注意不要把供水方式與供水設(shè)備配置方式混淆。）7、 自動(dòng)化元件(automation component)：為保證水輪發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組的控制和保護(hù)系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，例如水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速、溫