《水轮发电机技术讲课(201009)》课件.ppt

工程概况 思林水电站位于贵州省思南县思林乡境内的乌江干流上，上 游距构皮滩水电站89km，下游距沙陀电站115km。工程开发的 主要任务是发电，兼顾航运、防洪及其他综合利用。水库总库 容16.94亿m3，调节库容3.17亿m3，正常蓄水位440m。电站装 机容量1050MW，保证出力303.6MW，年发电量40.64kW·h是 贵州省和乌江干流主要的水电电源点之一。 枢纽由大坝、泄洪消能建筑物、电站地下厂房、通航及导流 建筑物等组成。 本工程于2005年11月24日实现大江截流，首台机组2009年 05月28日投入商业运行，2009年12月10日全部机组投产发电。 思林发电厂大坝 第一章 水轮发电机组基本工作原理及技术参数 我厂水轮发电机组共有四台，分别为：#1、2、3、4机.水轮机由上海福伊特西门子水电设备有限公司生产，发电机由哈尔滨电机厂生产。现先简单介绍一下，再分别介绍其构造。若有不对之处,敬请批评指正,谢谢大家。 一、水轮发电机组基本工作原理 上游大坝蓄水具有位能，具有压力的水流经拦污栅、进水口检修闸门、工作 闸门及发电引水钢管进入水轮机蜗壳，初步形成环流，再经座环固定导叶分流后 均匀地进入活动导叶，活动导叶开度的大小调节转轮的水流量，转轮在水的压力 和速度作用下旋转，把水能（动能、势能）转换成机械能，转轮出口水流通过尾 水管排至下游；水轮机大轴把转轮的转动力矩传给与水轮机大轴连接的发电机 转子，并带动发电机转子转动，当发电机转子绕组中通以直流电，形成磁场同时 由转子旋转而产生旋转磁场。发电机定子绕组因切割转子的旋转磁场，而在发电 机三相定子绕组中产生交变感应电势。当发电机三相定子绕组输出回路接负载时 就产生交变三相电流，此交变电流产生的磁场在发电机定子、转子形成旋转磁 场，并且定子绕组产生的旋转磁场与发电机转子的旋转磁场同向，同速，当发电 机转子磁极对数p一定时，发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即 同步关系，f=p·n/60；其中f----同步发电机电势的频率(Hz);p----同步发电机的磁 极对数;n----同步发电机转子的转速(r/min)。 1、水能转化为机械能 1）进入水轮机的水能控制P=9.81QHη,根据能量守恒，要改 变P，必须调节进入水轮机的流量或者改变水头。因为水头调节范围较小（431m—440m),汛期留有防洪库容，水头调节范围更小（431m—435m)。所以一般通过调节进入水轮机的流量来改变P。通过改变活动导叶开度这一途径来调节进水量或切断水流。导叶的操作力来自液压接力器，而液压接力器则受调速器来控制。 2）水电厂电能生产及送出示意图：天然水流—坝—水库—取水口—压力钢管—水轮机—发电机—输变电装置—用户 3）流量的调节过程：调节命令（上位机）—机组现地LCU—调速器电气部分—调速器机械部分—液压接力器—控制环—导叶拐臂—导叶开度改变—改变进入水轮机的流量。 4）请写出有功功率与水头和流量的关系式。 5）请说出我厂设计防洪水位是多少？ 6）请简要说明进入水轮机流量调节过程？ 2、机械能转变为电能 水流驱动水轮机转动带动同轴发电机转动 1）发电机工作基本原理—电磁感应原理，导线切割磁力线将感应电动 势，闭合导线产生交变电流。在工程上由于电枢绕组庞大，故电厂一 般采用移动磁力线去切割固定不动的电枢绕组。当定子绕组流过三相交流电流以后产生一个旋转磁极，该磁极的转速称为同步转速，旋转磁极与转子磁极产生相互作用力，二者之间的角度决定了力的大小(有功负荷大小）和性质（发电机或电动机）。发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即同步关系，f=p*n/60。 2）发电机调压过程：由电磁感应定律E=L*dφ/dt可知改变等式右侧任意一个参数就可以改变感应电势E，但一般L不可改变，同步发电机磁力线切割速度不可改变，所以一般通过改变磁通强度（磁力线密度）来调整电压，要改变磁通强度必先改变励磁电流强度，也就是平时改变可控硅导通角。 3）电压调整过程：电压调整命令—现地LCU—可控硅导通角—转子电压—转子电流—磁通—感应电动势改变 4）我厂机组额定转速为93.75r/min，请计算有多少对磁极？ 二、水轮发电机组基本参数 在介绍水轮发电机构造之前,先介绍我厂发电机的基本参数： 1） #1—#4发电机 型 号SF262.5—64/15000 2） 额定容量291.7MVA 3） 额定功率262.5MW 4） 额定电压15.75kV 5） 额定电流10692A 功率因数0.9(滞后) 6） 额定励磁电压358V 额定励磁电流1984.3 A 7） 空载励磁电压143.5V 空载励磁电流1164.7A