水电站培训资料

1、2020/6/30,水 电 站,水力发电是当今可再生资源发电技术中最成熟，最具有大规模开发条件和商业化的发展方式，我国水力资源蕴藏量世界第一，水力发电是我国最重要的可再生能源，是第一大清洁能源，1949年全国水电装机容量仅有163MW，现已突破2.3亿KW，居世界首位。,湖北二电电气有限公司,2,水 轮 机,水轮机是水电站中最主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益。 根据H、N的范围选择水轮机型式是水电站主要考核指标，目的是使水电站充分利用水能，安全可靠运行。,湖北二电电气有限公司,3,一 、水轮机的标准系列,我国在1974年编制了反击式水轮机暂行系列型谱，其中

2、所列出的转轮，是经过长期实践验证在某一水头段的性能优异的转轮。 型谱中，水轮机转轮型号规定一律用比转速代号。 轴流式、混流式、水斗式水轮机系列型谱参数。,湖北二电电气有限公司,4,二、水轮机转轮标称直径系列(cm),说明：括号内的数字表示仅适用于轴流式水轮机。,湖北二电电气有限公司,5,三、水轮发电机标准同步转速,湖北二电电气有限公司,6,四、水轮机系列应用范围（图1）,湖北二电电气有限公司,7,水轮机系列应用范围（图2）,湖北二电电气有限公司,8,1、混流式水轮机：,湖北二电电气有限公司,9,混流式水轮机,湖北二电电气有限公司,10,2、轴流式水轮机示意图：,湖北二电电气有限公司,11,3、

3、灯泡贯流式水轮机示意图：,湖北二电电气有限公司,12,4、冲击式水轮机示意图（单喷）：,湖北二电电气有限公司,13,冲击式嘴水轮机示意图（双喷）：,湖北二电电气有限公司,14,5、斜击式水轮机示意图：,湖北二电电气有限公司,15,6.多级节能水轮机,湖北二电电气有限公司,16,五、 水轮机蜗壳的形式,一、蜗壳的功用及型式 (一) 功用 蜗壳是水轮机的进水部件，把水流以较小的水头损失，均匀对称地引向导水机构，进入转轮。设置在尾水管末端。 (二) 型式 混凝土蜗壳和钢蜗壳。,湖北二电电气有限公司,17,1. 混凝土蜗壳,适用于低水头大流量的水轮机。 H40m, 钢筋混凝土浇筑，“T”形断面。 当H

4、40m时，可用钢板衬砌防渗(H 最大达80m),湖北二电电气有限公司,18,2. 金属蜗壳,当H40m时采用金属蜗 壳。其断面为圆形，适 用于中高水头的水轮机。 钢板焊接：H=40200m， 钢板拼装焊接。 铸钢蜗壳：H200m时，钢板太厚，不易焊接，与座环一起铸造而成的铸钢蜗壳，其运输困难。,湖北二电电气有限公司,19,六、尾水管的型式,一、尾水管型式 1.直锥形用于小型水轮机 2.弯锥形用于卧轴水轮机 3.弯肘形（大中型电站）,湖北二电电气有限公司,20,二、常见尾水管的形式,1、直锥形,湖北二电电气有限公司,21,常见尾水管的形式,2、弯锥形,3、弯肘形,湖北二电电气有限公司,22,弯肘

5、型尾水管,减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型号水轮机均采用弯肘型尾水管。 组成：直锥段、肘管、出口扩散段。,轴流式水轮机 混流式水轮机,湖北二电电气有限公司,23,水 轮 发 电 机,同步发电机：其电动势的频率与电机转速（同步转速）之比为恒定值，例如对于2极（1对磁极）同步发电机，发电频率与每秒转速相同；对于12极（6对磁极）同步发电机，发电频率为6倍每秒转速。大型汽轮发电机、水轮发电机都是同步发电机，大多数交流发电机都是同步发电机，应用非常广泛。 同步转速:要使发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为同步转速。同步转速=5060/p，p是磁极对数，例如一对磁极（2极）电机的同步

6、转速为3000r/min，二对磁极（4极）电机的同步转速为1500r/min。,湖北二电电气有限公司,24,一、发电机的转子,水轮发电机的转子采用凸极式结构，上图是发电机的磁轭与磁极，磁轭是磁极磁力线的通路，发电机模型有南北相间的24个磁极。在磁轭外圆周开有T形槽，磁极通过T形榫头固定在磁轭上，图1是转子铁芯，图中左侧是两个未安装的磁极。,湖北二电电气有限公司,25,1、磁极、励磁线圈:,每个磁极上都绕有励磁线圈，励磁电源由安装在主轴端头的励磁发电机提供，或由外部的励磁电源系统提供（由集电环向励磁线圈供电）。24个励磁线圈连接组成南北相间的12对磁极。 磁轭安装在转子支架上，在转子支架中心安有

7、发电机主轴，在主轴的上端头安装有励磁发电机或集电环，励磁绕组的引出线连接到集电环。轴下端有连接水轮机的法兰，见下图,湖北二电电气有限公司,26,2、主轴、磁轭、集电环,湖北二电电气有限公司,27,A、立式发电机转子,湖北二电电气有限公司,28,B、卧式发电机转子,湖北二电电气有限公司,29,二、发电机的定子,水轮发电机定子由机座、铁芯和线圈等部件组成，( 机座定子机座中一个承重和受力部件，承受上机架荷重并传到基础，支承着铁芯、线圈、冷却器和盖板等部件，对悬吊型水轮发电机还承受整个机组转动部分重量（包括水推力），机座还承受径向力（磁拉力和铁芯热膨胀力）和切向力（正常和短路时引起的力）。因此，机座

8、须具有足够的刚度，防止定子变形和振动。 定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕组，每相绕组由多个线圈组成，按一定规律排列，见图。,湖北二电电气有限公司,30,1、定子机座与铁芯,湖北二电电气有限公司,31,a、定子铁芯,定子铁芯是定子的个重要部件。它是磁路的主要组成部分并用以固定线圈。在发电机运行时，铁芯要受到机械力、热应力及电磁力的综合作用。由于铁芯中的磁通量是随着转子的旋转而交变的，为提高效率、减少铁芯涡流损耗，铁芯一般由0.35-0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的扇形硅钢片叠压而成。空冷式发电机铁芯沿高度方向分成若干段，每段高40-45mm，段与段间以“工”字形衬条隔成通风沟，供通风散热之用。铁

9、芯上、下端有齿压板，通过定子拉紧螺杆将叠片压紧。通过定位筋和托板将整个铁芯固定在机座的内侧。铁芯内圆有矩形嵌线槽，用以嵌放线圈绕组。,湖北二电电气有限公司,32,b、定子线圈,定子线圈的主要作用是产生电势和输送电流。定子线圈是用扁铜线绕制而成，然后再在它的外面包上绝缘材料。 水轮发电机定子线圈主要采用圈式和条式两种。圈式线圈。圈式线圈由若干匝组成，每一匝又可由多股绝缘铜线组成。圈式线圈的两个边分别嵌入定子槽内上下层，许多圈式线圈嵌入定子槽内后，按照一定的规律联接起来组成叠绕组。双层圈式线圈多用于中小型水轮发电机。大型水轮发电机也有采用单匝叠绕线圈，为了便于制造，工艺上可将线圈分成两半，分别弯曲

10、成杆型线棒，包扎绝缘并经处理后下线，然后把有关的两个边联起来焊在一起。,湖北二电电气有限公司,33,b.1、定子线圈,湖北二电电气有限公司,34,水轮机的一般检修工艺,水轮发电机组是由成千上万个零部件组成的机械，它与通用机械有相同的地方，都具有传动、连接、转动、轴承及机座等部件。因此，其许多零部件的检修工艺与大部分机械是基本相同的。 一般的检修工作包括部件的解体和起重吊运、钳工作业、组装作业及校验调试工作。,连接部件标记,1、导轴承体,2、底 座,湖北二电电气有限公司,35,一、部件的解体和起重吊运,部件解体前，先要找到连接部件与被连接部件之间的位置记号。如上图所示，两个零件用螺栓连接在一起，

11、四个螺孔可能有四个配合位置。但在安装时，或在厂家预装时，只在打有标记XX的方向组装才是正确位置，换成别的方向就可能装不上，或装上之后的间隙不符合要求。这就要求拆开之前先找出标记，如无标记或找不到标记时，要用扁铲或钢字码先打上标记，然后方可拆开。 被拆卸零部件的质量超过25KG时，要视工地的具体情况，采用滑轮、电动葫芦或桥机来进行吊运。吊运过程中，对于吊具的选择、捆绑的方法及大件吊运时的注意事项等，应由专人负责并指挥。,湖北二电电气有限公司,36,二、部件的存放,设备分解后，当放下零件时，应事先用木方或其他东西垫好，以免损坏零部件的加工表面和地面摩擦、碰撞。对油槽、轴颈等部位应用白布盖好或缠好，

12、以保持清洁，防止灰尘落入。对于管路或地脚螺孔，应用木塞堵严，重要地方应用白布缠好或封严。当部件拆开后，应及时检查各零件磨损情况，如有破坏或缺损，立刻进行修复或更换。部件解体后，要把工作场所打扫干净。 同一型号的螺栓、垫圈、销钉、弹簧等，应存放在同一布袋或木箱中，并贴上标签，标明安装部位和数量，以便在安装时查找，防止丢失。,湖北二电电气有限公司,37,三、钳工作业,在检修中，大量的工作是钳工作业，其中有切割、铲削、锉削、刮研、钻孔、攻丝及套丝等工艺。所以，学好钳工工艺是非常重要的。对于一些表面粗糙度要求很高的零部件表面，如推力头的镜板（0.4-0.6um），以及油、气、水管路上的阀门(1.5-1

13、.6um)等，一般的机械加工很难达到。 零件表面粗糙度不好，如镜板表面的波峰、波谷高差很大，使得镜板与推力瓦在摩擦时不易形成油膜，造成润滑不良，出现于摩擦或半干摩擦，个别高点容易烧瓦。因此，进行刮瓦和研磨是十分必要的。,湖北二电电气有限公司,38,四、轴瓦研磨和刮削,检查主轴轴颈，如有磨损发毛现象，可用油石顺着旋转方向打磨，并用特殊的外径千分尺检查上、中、下三处直径。 检查轴瓦表面磨损情况。通常轴瓦磨损并不严重，除少数高点被磨去瓦花之外，余下部分瓦花仍然存在。这时，用平刮刀刮去高点，并重新挑花。挑花是为了便于存油，以利于油膜的形成。刀花可以是方开、三角形、燕形等，其中三角形最常见且实用。行与行

14、之间要彼此交错。刀花面积以0.2cm2 左右为好，被刮去的深度大约为0.01mm。由于它比没刮的地方稍稍低一些，因此容易存油，且有利于形成油膜，保证润滑。,湖北二电电气有限公司,39,一般筒式瓦导轴承磨损量不大，大修时只要将局部高点刮去，并全部重新刮花即可。,1、轴瓦刮研及处理,湖北二电电气有限公司,40,2、轴瓦刮研及处理实例,1.轴承间隙测定 以立式机主轴名义直径为960mm为例： 塞尺测4-8点轴承间隙，并做好记录，如图,筒式瓦油润滑导轴承总的平均间隙的经验公式计算：,总间隙等于对面间隙之值,其最小值为 min=0.26+0.35=0.61mm,=0.05+0.2x960/1000 =0

15、.25 取值：0.3,适当地放大间隙，有利于减少轴承磨损、降低油温，因此实际取值比计算值要大。,湖北二电电气有限公司,41,2.1、轴瓦刮研及处理实例,2、处理方法： 例中，测出的轴承间隙比允许值（即0.61）大0.3以上，必须进行处理。若轴承结合面有垫，可以将垫撤去；若没有垫，则可将把合面刮去（最好是铣去）某一尺寸（1mm），然后再把合在一起。如下图所示，原来轴承是以0点为中心的正圆，现在是以0点为中心R840.31mm 为长轴、R-1=479.3为短轴的扁圆。这样装上去，显然是不行的，而必须以0点为圆心，按轴承允许间隙值去求得半径R，重新镗轴承孔。 这里，实测D=960.1mm，取=0.3

16、， 则R=(D+)/2=480.2mm 进行镗孔时，一定要按照规定的同心度和粗糙度加工。如果镗孔时的表面粗糙度不好，那么在镗最后一刀时，应给内径尺寸留0.1mm的裕量，以备刮研处理时用。,湖北二电电气有限公司,42,2.2、轴瓦刮研及处理实例,把轴承放在主轴轴颈上进行研磨。研磨时，先把个别高点、硬点削除，并注意第一次刮花的方向与第二次刮花的方向互成90o角，(如前所述) 有点部分占可接触部分的90%，每平方厘米内有34点为合格。,湖北二电电气有限公司,43,3.弹性塑料瓦应用,湖北二电电气有限公司,44,3.1弹性推力轴瓦的安装调整,湖北二电电气有限公司,45,3.1弹性推力轴瓦的安装调整,湖

17、北二电电气有限公司,46,五、水轮机检修维护项目,1.水轮机转轮及主轴的检修与维护 2.水轮机导水机构的检修与维护 3.水轮机导轴承的检修与维护 4.水轮机主轴密封装置的检修与维护 5.水轮机附属部件和埋设部件检修与维护 6.水轮机主阀的检修与维护 7.水轮机特殊检修工作（转动件静平衡）,湖北二电电气有限公司,47,六、组装作业,零部件经过解体、清扫、处理缺陷或加以改造之后，应按原来的标高、水平及中心来进行安装。安装时，必须遵守图纸中规定的尺寸、偏差等技术要求，不得擅自更改。 两零件常采用可拆连接螺纹连接或键连接。如果尺寸精度不高，螺栓所受拉力以拉应力为主，大都使用粗制或半精制螺栓。如果两零件

18、配合精度高，螺栓除受力外还要受扭矩的时候，应采用精制螺栓。例如水轮机轴与发电机轴的法兰连接、水轮机轴与转轮的法兰连接等，通常均应采用精制螺栓。.,湖北二电电气有限公司,48,水轮机检修维护相关标准规范,1、DL/T496-2001水轮机电液调节系统及装置调整试验导则取代DL/T563-1995水轮机电液调节系统及装置技术规程。 2.GB/T181 10-2000小水电站机电设备导则,湖北二电电气有限公司,49,水轮机检修维护相关标准规范,湖北二电电气有限公司,50,水轮机检修维护相关标准规范,3.GB/T8564-2003水轮发电机组安装技术规范 本标准规定了水轮发电机组及其附属设备的安装、调试和试验的要求。 适用于符合下列条件之一的水轮发电机组的安装及验收： a）单机容量为15MW及以上； b）冲击式水