水輪發(fā)電機(jī)的組成和分類

水輪發(fā)電機(jī)組安裝與檢修主講老師：周子槊湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院水力機(jī)組安裝基本知識與基本工藝技能一水輪發(fā)電機(jī)的組成和分類發(fā)電機(jī)是把旋轉(zhuǎn)機(jī)械能變成電能的工作機(jī)械，一般地說它由定子、轉(zhuǎn)子兩大部分以及若干附屬裝置構(gòu)成。直流電流流過轉(zhuǎn)子上的磁極線圈形成磁場，轉(zhuǎn)子和磁場的旋轉(zhuǎn)使定子線圈感生出三相交流電來。與水輪機(jī)配套使用的發(fā)電機(jī)稱為水輪發(fā)電機(jī)，在結(jié)構(gòu)上都是凸極式的，其磁極一個(gè)個(gè)地掛在磁軛外圓上并凸出在外。常見的結(jié)構(gòu)如下圖所示：1—風(fēng)道2—定子3—地腳螺栓4—下機(jī)架5—主軸6—下導(dǎo)軸承7—轉(zhuǎn)子8—推力軸承9—上導(dǎo)軸承10—滑環(huán)11—永磁機(jī)懸式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖發(fā)電機(jī)定子由機(jī)座、定子鐵心和定子線圈等組成，通過基礎(chǔ)板用地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子包括主軸、輪殼、磁軛、磁極和磁極線圈等，在機(jī)架及軸承的支撐下，受水輪機(jī)帶動而旋轉(zhuǎn)，絕大多數(shù)水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子都是直接與水輪機(jī)轉(zhuǎn)動部分連接的。除此之外，發(fā)電機(jī)還包括軸承的潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，以及機(jī)組的制動系統(tǒng)等附屬裝置。但是，水輪發(fā)電機(jī)在形式和結(jié)構(gòu)上還可能有多種不同類型，主要的分類情況如下：1.按軸線及布置方式不同分類軸線成鉛垂線的是立式發(fā)電機(jī)，與立式水輪機(jī)組成立式機(jī)組，一般水輪機(jī)在下而發(fā)電機(jī)在上，電站廠房也就分層并按上下方向布置。軸線成水平線的是臥式發(fā)電機(jī)，與臥式水輪機(jī)配套組成臥式機(jī)組，一般在單層的廠房內(nèi)按水平方向布置，水輪機(jī)在軸線的一端（常稱為后端），而發(fā)電機(jī)在另一端（前端）。立式發(fā)電機(jī)臥式發(fā)電機(jī)2.立式發(fā)電機(jī)按推力軸承位置不同分類立式機(jī)組都有一個(gè)推力軸承，用以承受轉(zhuǎn)子重力和水輪機(jī)的軸向水推力，從而固定轉(zhuǎn)動部分的軸向位置。但推力軸承可以布置在不同的地方，機(jī)組在結(jié)構(gòu)上也就有了明顯的區(qū)別。（1）懸式機(jī)組。發(fā)電機(jī)有上下兩個(gè)機(jī)架，將推力軸承和上導(dǎo)軸承置于上機(jī)架內(nèi)，整個(gè)機(jī)組的轉(zhuǎn)動部分受推力軸承支撐，是在頂部懸掛的形式，因而稱為懸式結(jié)構(gòu)。（2）傘式機(jī)組。發(fā)電機(jī)不設(shè)上機(jī)架，將推力軸承和導(dǎo)軸承都放在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以下，整個(gè)轉(zhuǎn)動部分的支撐形式像傘一樣，因而稱為傘式結(jié)構(gòu)。（3）半傘式機(jī)組。推力軸承在發(fā)電機(jī)以下，但發(fā)電機(jī)設(shè)有上機(jī)架，裝有上導(dǎo)軸承的就稱為半傘式結(jié)構(gòu)。傘式機(jī)組主軸長度最短，多用于大型機(jī)組；半傘式機(jī)組介于傘式和懸式之間，常在一些中型機(jī)組上見到。3.按冷卻方式不同分類（1）開啟式發(fā)電機(jī)。額定功率1000KVA及以下的發(fā)電機(jī)，常在定子機(jī)座上開窗口，轉(zhuǎn)開啟式發(fā)電機(jī)。額定功率子上設(shè)風(fēng)扇葉片。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)風(fēng)扇使空氣沿軸線流入發(fā)電機(jī)，冷卻轉(zhuǎn)子、定子以后從窗口流出。這就是開啟式的自通風(fēng)冷卻方式。（2）管道通風(fēng)冷卻的發(fā)電機(jī)。額定功率1000KVA到4000KVA的發(fā)電機(jī)，常在發(fā)電機(jī)定子外圍設(shè)通向廠房外的風(fēng)道。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子上的風(fēng)扇和風(fēng)道口的通風(fēng)機(jī)使空氣穿過轉(zhuǎn)子、定子，再由風(fēng)道排出。空氣的流通就像經(jīng)過管道一樣單方向的連續(xù)地流入和流出。（3）密閉循環(huán)通風(fēng)冷卻的發(fā)電機(jī)。額定功率大于4000KVA的發(fā)電機(jī)，常使發(fā)電機(jī)密閉起來，轉(zhuǎn)子上的風(fēng)扇使空氣在閉合空間內(nèi)循環(huán)流動，在發(fā)電機(jī)定子以外設(shè)若干個(gè)空氣冷卻器，用水冷卻空氣從而控制發(fā)電機(jī)的工作溫度。容量很大的水輪發(fā)電機(jī)，還可能采用繞組水內(nèi)冷甚至雙水內(nèi)冷的冷卻方式，不過比較少見。4.軸承的潤滑和冷卻方式水輪發(fā)電機(jī)的軸承，除容量很小的以外都是用透平油潤滑的滑動軸承。中小型機(jī)組的軸承有足夠大的油箱，讓透平油浸泡軸瓦起到潤滑作用。而軸瓦及透平油的冷卻則靠油箱內(nèi)的冷卻器，冷卻器多成蛇形管狀，水在管內(nèi)流過以吸收透平油傳來的熱量，從而控制軸承的工作溫度。大中型機(jī)組和容量較大的臥式機(jī)組，由于油箱容積有限但軸承發(fā)熱量較大，往往在軸承油箱以外設(shè)置透平油冷卻器，讓透平油在軸承油箱與冷卻器之間循環(huán)流動，從而保證軸承的正常工作。大型機(jī)組還可能采用瓦內(nèi)冷卻的方式，讓冷卻水直接從軸瓦內(nèi)的空腔流過，使冷卻更直接和有效。5.機(jī)組的制動系統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)的慣性很大，在機(jī)組停機(jī)的過程中，盡管關(guān)閉了導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等切斷了水流，機(jī)組的轉(zhuǎn)動部分仍會長時(shí)間旋轉(zhuǎn)，這種長期的低速旋轉(zhuǎn)不利于軸承的潤滑，甚至可能使軸瓦因發(fā)生半干摩擦而燒損。為此，水輪發(fā)電機(jī)都應(yīng)有有效的制動設(shè)施，在停機(jī)過程中當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速20%~30%時(shí)投入，使轉(zhuǎn)動部分很快地靜止下來。額定功率1000KVA及以上的水輪發(fā)電機(jī)，一般采用壓縮空氣制動系統(tǒng)。而立式機(jī)組的制動系統(tǒng)還應(yīng)能用透平油作高壓頂起轉(zhuǎn)子的操作。制動系統(tǒng)包括設(shè)在發(fā)電機(jī)下機(jī)架上的制動器，以及相關(guān)的氣、油管路。。機(jī)組安裝基本要求二、嚴(yán)格質(zhì)量檢查，確保高質(zhì)量。

首先由施工人員自查，填好安裝（或檢修）記錄；再由技術(shù)監(jiān)