水轮发电机的组成和分类

水轮发电机组安装与检修主讲老师：周子槊湖北水利水电职业技术学院水力机组安装基本知识与基本工艺技能一水轮发电机的组成和分类发电机是把旋转机械能变成电能的工作机械，一般地说它由定子、转子两大部分以及若干附属装置构成。直流电流流过转子上的磁极线圈形成磁场，转子和磁场的旋转使定子线圈感生出三相交流电来。与水轮机配套使用的发电机称为水轮发电机，在结构上都是凸极式的，其磁极一个个地挂在磁轭外圆上并凸出在外。常见的结构如下图所示：1—风道2—定子3—地脚螺栓4—下机架5—主轴6—下导轴承7—转子8—推力轴承9—上导轴承10—滑环11—永磁机悬式发电机结构简图发电机定子由机座、定子铁心和定子线圈等组成，通过基础板用地脚螺栓固定在混凝土基础上。发电机转子包括主轴、轮壳、磁轭、磁极和磁极线圈等，在机架及轴承的支撑下，受水轮机带动而旋转，绝大多数水轮发电机的转子都是直接与水轮机转动部分连接的。除此之外，发电机还包括轴承的润滑系统、冷却系统，以及机组的制动系统等附属装置。但是，水轮发电机在形式和结构上还可能有多种不同类型，主要的分类情况如下：1.按轴线及布置方式不同分类轴线成铅垂线的是立式发电机，与立式水轮机组成立式机组，一般水轮机在下而发电机在上，电站厂房也就分层并按上下方向布置。轴线成水平线的是卧式发电机，与卧式水轮机配套组成卧式机组，一般在单层的厂房内按水平方向布置，水轮机在轴线的一端（常称为后端），而发电机在另一端（前端）。立式发电机卧式发电机2.立式发电机按推力轴承位置不同分类立式机组都有一个推力轴承，用以承受转子重力和水轮机的轴向水推力，从而固定转动部分的轴向位置。但推力轴承可以布置在不同的地方，机组在结构上也就有了明显的区别。（1）悬式机组。发电机有上下两个机架，将推力轴承和上导轴承置于上机架内，整个机组的转动部分受推力轴承支撑，是在顶部悬挂的形式，因而称为悬式结构。（2）伞式机组。发电机不设上机架，将推力轴承和导轴承都放在发电机转子以下，整个转动部分的支撑形式像伞一样，因而称为伞式结构。（3）半伞式机组。推力轴承在发电机以下，但发电机设有上机架，装有上导轴承的就称为半伞式结构。伞式机组主轴长度最短，多用于大型机组；半伞式机组介于伞式和悬式之间，常在一些中型机组上见到。3.按冷却方式不同分类（1）开启式发电机。额定功率1000KVA及以下的发电机，常在定子机座上开窗口，转开启式发电机。额定功率子上设风扇叶片。发电机运行时风扇使空气沿轴线流入发电机，冷却转子、定子以后从窗口流出。这就是开启式的自通风冷却方式。（2）管道通风冷却的发电机。额定功率1000KVA到4000KVA的发电机，常在发电机定子外围设通向厂房外的风道。运行时转子上的风扇和风道口的通风机使空气穿过转子、定子，再由风道排出。空气的流通就像经过管道一样单方向的连续地流入和流出。（3）密闭循环通风冷却的发电机。额定功率大于4000KVA的发电机，常使发电机密闭起来，转子上的风扇使空气在闭合空间内循环流动，在发电机定子以外设若干个空气冷却器，用水冷却空气从而控制发电机的工作温度。容量很大的水轮发电机，还可能采用绕组水内冷甚至双水内冷的冷却方式，不过比较少见。4.轴承的润滑和冷却方式水轮发电机的轴承，除容量很小的以外都是用透平油润滑的滑动轴承。中小型机组的轴承有足够大的油箱，让透平油浸泡轴瓦起到润滑作用。而轴瓦及透平油的冷却则靠油箱内的冷却器，冷却器多成蛇形管状，水在管内流过以吸收透平油传来的热量，从而控制轴承的工作温度。大中型机组和容量较大的卧式机组，由于油箱容积有限但轴承发热量较大，往往在轴承油箱以外设置透平油冷却器，让透平油在轴承油箱与冷却器之间循环流动，从而保证轴承的正常工作。大型机组还可能采用瓦内冷却的方式，让冷却水直接从轴瓦内的空腔流过，使冷却更直接和有效。5.机组的制动系统水轮发电机的惯性很大，在机组停机的过程中，尽管关闭了导水机构等切断了水流，机组的转动部分仍会长时间旋转，这种长期的低速旋转不利于轴承的润滑，甚至可能使轴瓦因发生半干摩擦而烧损。为此，水轮发电机都应有有效的制动设施，在停机过程中当机组转速下降到额定转速20%~30%时投入，使转动部分很快地静止下来。额定功率1000KVA及以上的水轮发电机，一般采用压缩空气制动系统。而立式机组的制动系统还应能用透平油作高压顶起转子的操作。制动系统包括设在发电机下机架上的制动器，以及相关的气、油管路。。机组安装基本要求二、严格质量检查，确保高质量。

首先由施工人员自查，填好安装（或检修）记录；再由技术监