水轮机常识
水轮机常识
1、类型：反击型和冲击型。
A、反击型：混流式、轴流式、斜流式、贯流式。
B、冲击型：水斗式、斜击式、双击式。
水轮机的型号直接代表了水轮机的类型及其特性，如下： 反击式
混流式：HL轴流转桨式：ZZ轴流定桨式：ZD 斜流式：XL贯流转桨式：GZ贯流定桨式：GD 冲击式
水斗式：CJ双击式：SJ斜击式：XJ
型号：HL100—LJ—210 HL：代表混流式水轮机100：转轮型号（也称比转速）LJ：立式金属蜗壳
210：转轮直径（210厘米）ZZ560—LH—1130
ZZ：轴流转桨式水轮机
560：转轮型号
LH：立式混凝土蜗壳
1130：表示转轮直径为1130厘米
冲击式水轮机基本参数
CJ47—W—170/2X15.0
混流式：适用于高中水头机组
混流式水轮机可用于15－700ｍ的水头范围，运行稳定，最高效率值大，在我国应用普遍。缺点是最高效率区较窄。
轴流式：适用于低水头机组
轴流式水轮机可用于2－90ｍ的水头范围，运行稳定，最高效率区较宽。缺点是结构复杂，特别是转桨式水轮机。
贯流式：适用于低水头的机组
贯流式水轮机可用于0.5－30ｍ的水头范围，过水能力大，效率较高，缺点是密封止水及绝缘要求高，适用于平原地区低水头大流量的电站和潮汐电站。
2、工作原理：
A、反击式：把水流能量转换成压能，在转轮叶片前后形成压差，使转轮旋转，把水流的能量转换成转轮旋转的机械能。
B、冲击式：高压水流通过喷嘴变为具有动能的自由射流冲击转轮叶片，并形成旋转力矩使转轮转动。
3、理论推导：
★功率N=9.81QH；
工作水头H、流量Q、出力N、效率、转速ｎ等
损失：容积（流量损失）、水力（水头损失）、机械损失（摩擦损失）；对应相应
的效率。
4、水轮机的能量转换
（水能转换为旋转的机械能）是靠转轮进出口的速度差或环量差（2πvr）来实现的。
5、水轮机主要部件
混流式水轮机由引水、导水、工作和泄水及附属装置组成。
主要有主轴、转轮、导轴承、导水机构、座环、基础环、蜗壳、尾水管、止漏装置、减压装置、密封装置以及附属装置（补气阀、紧急真空破坏阀）组成。
5.1引水部件
z引水部件主要包括蜗壳、座环和基础环。它们的主要作用是以最小的水力损失将水流引向导水部件，提高水轮机的效率，并且在进入导水部件
时，使水流形成均匀的环量。
z蜗壳的作用：
1、保证水流以最小的水力损失把水引向导水部件，从而提高水轮机的效率。
2、尽可能保证沿导水部件的周围进水流量均匀，水流对称于轴，以合转轮受力均衡，提高工作的稳定性。
3、使水流在进入导水部件以前具有一定的环流，然后很顺利地进入工作转轮。
4、保证转轮在工作时，始终浸没在水中不会有大量空气进入转轮。
两种形式：金属和混凝土
z座环：位于蜗壳的内圈，活动导叶的外围。由上环、固定导叶和下环焊接组合成环型体。座环是水轮机的承重部件，也是机组安装的基准。它承受水轮机固定部分的质量。顶盖放置在座环上法兰上，在外圈法兰上通过均布的120个M72的螺栓与座环法兰把合。在座环上法兰内侧面焊接有一密封环，此密封环与顶盖下法兰密封槽内φ16mm的“O”形圈形成密封防止流道内的水上溢。下部通过连接环与基础环连接。
z基础环是座环与尾水管进口锥管段连接的基础部件，预埋在混凝土内。同时基础环也是底环的安装基础部件，底环通过60个M36的内六角螺栓与基础环把合。
组成：座环、导叶及操作机构
导水部件作用是调节进入转轮的流量和形成转轮所需要的环量；
z座环作用：
1、是承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水泵水轮机的轴向水推力
2、以最小的水力损失将水流引入导水机构
导水机构由顶盖、底环、导叶、连杆机构和接力器等组成。
导叶安放在转轮与座环之间上下由顶盖和底环上的轴套固定
通过接力器和连杆机构来操纵导叶的开关
是使水流进入转轮之前形成旋转并改变水流的入射角度
当机组出力发生变化时，用来调节流量。
正常与事故停机时，用来截断水流。
组成：转轮、主轴、密封
作用：工作部件作用是直接将水流能量转换为主轴旋转机械能的部件转轮是实现水能转换的主要部件，它将大部分水能转换成转轮的旋转机械能，并通过水轮机主轴传递给发电机。
主轴是承受水轮机转动部分的重量及轴向水推力所产生的拉力，同时传递转轮产生的扭矩。
主轴密封是水轮机关键部件之一，水轮机在运行过程中，其主轴密封的安全可靠运行，直接关系到水轮机是否安全运行
作用是：有效地阻挡尾水管中的水从主轴与顶盖之间的间隙上溢，防止水轮机导轴承及顶盖被淹，维持轴承和机组的正常运行。
主轴密封形式多种多样，如平板密封（映站）、端面密封、螺旋（水泵）密封、滑动架密封等。
检修密封是当机组检修、检查或由于主轴密封损坏时投入的一种密封，又称空气围带；当投入时压缩空气进入空气围带，使空气围带的凸出部位抱紧水导旋转油盆与之配合的加工面或大轴法兰，切断尾水以防水淹水车室。
5.4固定部分
顶盖、底环、座环、支持环等
顶盖主要作用：
形成流道并承受相应的流体压力
固定和支撑活动导叶及其连杆机构
支撑水导轴承
支撑并组成机组的密封，包括主轴密封、检修密封、上迷宫环等底环作用：
与顶盖一起形成过流通道
安装导叶下轴承
基础环（支持环）作用
在机组安装时放座环，成为座环的基础。
在水轮机安装及检修时，用来放置转轮。
5.5泄水部件
组成：泄水锥、尾水管
泄水部件作用是在转轮后形成真空，利用转轮出口到下游尾水位直接的位能和恢复转轮出口部分损失的动能增加效率。
尾水管位于转轮的下方是主要的通流部件，作用是引导进出转轮的水流。
水泵水轮机作水轮机运行时要求尾水管的断面为缓慢扩散型
5.6水轮机保护装置
水轮机保护装置是当机组在启停和运行过程中发生危及设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证人和设备的安全不受损害或将损害降到最低限度。
1、事故配压阀
2、主阀
3、剪断销
4、真空破坏阀
5.7水轮机气蚀、振动的原因及预防措施
1、气蚀原因与预防：
外因是水流压力下降到该水温下的汽化压力，内因是水中存在有气体空泡。分为翼型、间隙、空腔、局部气蚀。
预防措施：是合理拟定水电站运行方式和采用汽蚀补气（主轴中心自然补气、尾水管补气）；检修时应定期及时检修修补气蚀部位。提高检修工艺，在叶片上涂刷抗气蚀涂料
2、振动原因与预防：
分机械、水力、电气振动。
机械方面的原因是转子质量不平衡、轴线不正、轴承缺陷、主轴刚度不够；
水力方面原因是水力不平衡、空腔气蚀、涡列、间隙射流；
电气原因是不平衡电磁力引起。
预防措施：
查明机械原因消除；水力方面采用补气、调整间隙、避免振动区（35%～75%）；电气方面调整好圆度和空气间隙均匀。
东方电气发电机组
1.水轮发电机组
1.1混流式水轮机
混流式水轮发电机组是开发中、高水头，中等流量水力资源的良好机型，在水电站中运用极为广泛。其中，最大转轮直径达4.75米，单机最大容量达90MW。
一、优选机型
我公司拥有数百个各种水头段不同含沙量的混流式转轮全套模型资料，其中包括当今国内外最优秀的转轮，完全可以根据不同电站的水头、流量、泥沙含量及电站运行方式的需要，择优选择最佳机型，保证电站具有最高的能量指标，良好的抗空蚀性能和运行稳定性，同时，我公司还与哈电、东电、水科院、天传所、安德利兹、维奥等转轮研制开发厂密切合作，寻求关键的技术支持，确保电站的各项性能。
二、优化设计方案
混流式转轮运行范围宽广，不同电站水头、容量、转速区别很大，为适应不同电站的特点。我公司从经过运行验证的电站中特别按水头、出力、转速分类，形成典型的混流式水轮机结构系列。
三、结构设计特色
纵观国内、外混流式水轮发电机组，运行中最容易出现空蚀、振动、轴承温升过高、密封漏水等问题。经过多年探索和不断革新，我公司已完全掌握了解决以上问题的办法，每一个电站均可根据其具体特点，采取相应的对策。
（一）、防止泥沙磨损及汽蚀、振动的主要措施有：
1、选择无明显振动区的转轮或避开明显振动区运行
2、合理确定轴系刚度及控制轴系摆度。
3、根据泥沙含量的大小及过流部件的流速合理选择抗磨材料。
4、大轴中心孔补气、尾水十字架补气、尾水管边壁补气等补气方式的合理选择。
5、尾水管新型补气射流装置消除空腔涡带的运用。
（二）、防止轴承温升过高的措施
电站能否安全稳定运行，轴承是非常关键的部件。为适应各电站布置、运行的需要，我公司设计开发了与之配套的各种规格轴承，主要分为筒式及分块瓦式稀油润滑轴承。每一种型式又按轴颈大小、承载能力高低及润滑油内外循环方式分为若干档，以适应各种机组的需要。这种轴承系列产品开发方式有许多优越性，可以缩短电站开发周期，提高运行可靠性。我公司着手新电站的轴承设计，只需根据结构设计的需要，以一种模板为基础，通过轴承承载能力计算及热平衡计算，适当调整轴承的长径比及轴承瓦隙即可设计出满意的轴承。
此外，对于大型机组，轴承处线速度高，导致轴承损耗高，对冷却容量要求大，布置困难，运行风险性高。为此，我公司开发了新型的多圆弧段抛物线筒式轴承，该多圆弧型线段抛物线轴承的优点是：润滑油容易进入瓦隙，形成油膜，保证轴承的承载能力。同时，由于圆弧段的变化，在油槽的末段，圆弧收缩，热油迅速上升至瓦面，排离轴瓦。这样，热油不会存积在轴瓦与轴领之间，形成窝油现象，热交换充分。因此，可以在L/D 值较低的情况下，实现热交换，使轴承结构紧凑，维护方便，机组运行可靠。
（三）、主轴密封
水压式端面密封是我公司混流式水轮机的主要密封型式，其固定部分采用耐磨不
锈钢材料，密封块采用耐磨橡胶，运行时需通入0.1~0.3Mpa清洁压力水。密封块为自动补偿型。运行表明：这种型式的密封运行可靠，效果良好。
对高水头、多泥沙电站，我公司还专门研制了水压式端面密封与水泵密封相结合的复合型密封。端面密封靠清洁压力水顶起密封块止水，水泵密封布置在水轮机端大轴法兰处，能有效降低进入主密封的漏水量和漏水压力，避免了由于主密封漏水压力太高而使密封块的偏磨，有效地阻止了泥沙进入主密封，从而减轻密封块的磨损，延长其使用寿命。
对大容量多泥沙电站，我公司还研究开发了无接触密封和泵板密封。该结构的特点是：轴封的静止部分和转动部分不接触，这样密封有极长的寿命。该密封不需检修，在正常运行时不需冷却或润滑，转轮上的泵板装置可防止水和固体进入主轴密封，在正常运行时，轴密是干的，顶盖卸压系统可防止沙或固体物质积存在水机顶盖下，离心作用可使轴密封不接触水中的沙和其它固体物质。电站运行表明：该结构对高水头、多泥沙电站非常适用。
近年来，我公司还广泛采用加拿大赛龙轴承公司研制的赛龙SXL材料取代耐磨橡胶。赛龙SXL是一种具有弹性的聚合物非金属材料，其特有的聚合物结构具有所有超高性能橡胶的基本性能，极具弹性，且有自润滑能力，能极大地降低摩擦系数，比橡胶能承受更高的压力及耐磨耐腐蚀能力。最突出的优点是经久耐磨、寿命极长，不用经常更换密封块，且可以通过机械加工成形。该材料密封块在贵州2台单机40MW、云南2台单机60MW、土耳其4台单机50MW的机组中使用，受到用户较高的评价。
（四）、导叶摩擦装置
剪断销结构是行业普遍采用的、有效的导叶保护方式。
近年来，我公司研制了导叶摩擦装置，通过多个电站使用，取得良好的效果。导叶摩擦装置的工作原理是：取消剪断销，正常运行时，导叶转动靠摩擦力传动，当导叶间卡入异物时，导叶与连板相对滑动，摩擦装置会位移并保护导叶不受破坏，其它导叶仍活动自如。发卡的导叶位移并发出讯号，运行人员据此可清除导叶间的异物，全部导叶就能自动回复到正常位置。与导叶剪断销保护方式比较，操作更简单，不需更换零件，同时消除了剪断销破坏后，导叶在水流中摆动相互撞击的风险，同时，还可取消导叶限位装置，使结构更简单。
（五）、摩擦联轴
为保证大型混流式机组转轮与主轴联接更可靠，结构布置更紧凑、合理，电站检修装拆更方便，我公司探索并成功使用了摩擦联轴方式。该联轴方式的特点是：转轮与主轴间取消传动键，扭矩完全靠摩擦力传动。这样，完全消除了因转轮与主轴配键而产生的轴系误差，同时，还避免了使用打击扳手而产生的受力不均，难以准确控制预紧力及装拆困难。取而代之的是一套专用液压拉伸工具，可以从该工具的仪表读数中精确检测预紧力，各联接螺栓受力均匀，安全可靠，并且装拆非常简单。我公司在云南的2台单机70MW和3台单机80MW的机组使用后，受到用户好评。
1.2轴流式水轮发电机组
公司累计为100多个电站提供单机容量4万KW左右及以下的轴流式水轮发电机组，其中多套机组远销日本、欧美及东南亚国家和地区。
轴流式水轮机是我公司主要水轮机产品之一。上个世纪80年代以来，经过二十多年的发展，我公司轴流式水轮机产品日趋完善：覆盖出力从100kW～50000 kW，覆盖水头从3m～50m，
一、我公司有特色的机组设计、制造情况：
电站名称型号水头（m）额定出力（kW）转速(r/min)
越南斯瑞博4电站 ZZD471-LH-580 21.4/17.5/16.09 41240 100
夹江千佛岩 ZZ660-LH-550 16.1/18/19.9 3×34000 107.1
洪雅百花滩电站 ZZJK508-LH-540 25.2/21.5/18 3×40000 115．4
洪雅城东电站 ZZ560A-LH-510 13/15.5/18 3×25000 115.4
雅安大兴电站 ZZ560A-LH-500 9.55/17/18.77 3×25000 115.4
洪雅高凤山电站 ZZ560A-LH-500 9.55/17/18.77 3×25000 115.4
越南洛富明 ZZD233-LH-455 11.2/19.3/22.2 2×25500 136.4
土耳其蒙太奇 ZZJK508-LH-330 19.5 3×13500 187.5
高县来复电站 ZZ500-LH-300 16.3/22.6/25.1 3×10000 214.3
越南堆林 ZZJK508-LJ-275 16.5/18.5/20.9 2×8000 214.3
台湾名间电站 ZZA834-LJ-220 27.6/31.6/33.5 2×9000 272.7
伯里兹洽利洛 ZZA315-LJ-150 13/38 2×3500 375
二、材料选用方面
我公司近十年来同沈阳铸造研究所合作开发研制了适用于水轮机通流部件的抗磨蚀性能优良的不锈钢材料，并通过科学、合理的热处理工艺提高材料的表面硬度，进一步提高抗磨蚀性能。这些新材料、新工艺在水轮机转轮、顶盖抗磨板、底环抗磨板以及导叶等通流部件上的应用，大大延长了机组大修期及使用寿命。
三、机组选型
我公司经过20余年的设计、制造以及电站实际运行，在机组方面积累了丰富的经验。为此，可针对电站的运行特点，水流的泥沙特性，为用户选择合适的转轮。同时，我公司与国内哈电、东电、水科院等转轮研制开发厂家保持着良好的合作关系。能根据业主的特殊需要，有针对性的提供水力性能、抗空蚀、磨损性能优良转轮。
四、技术改进及新技术
①在模型试验基础上,我公司将有意识地加大导叶布置圆，可降低经过导叶的流速，对磨蚀有利；利用三维软件，使转轮体内腔布置紧凑、合理，可减小转轮轮毂比。同时，转轮体在叶片转角范围内堆焊不锈钢，可有效降低气蚀和磨损。
②利用我公司的大型液压设备，转轮室中下段采用不锈钢球面结构，取代传统的锥管过渡结构，模压成型。该方法可使转轮室型线准确，壁厚均匀，安装运行稳定性好。同时由于该方法加工量小，可节约大量的不锈钢，降低成本，让利与用户。
③水轮机转轮叶片及流道可采用专利喷涂技术，极大地提高了过流表面抵抗汽蚀、抗磨损性能。经陕西茨坪电站等多个电站长期运行表明，汽蚀、磨损小，有效减轻了汽蚀、泥沙磨损的危害。特别适用于多泥沙电站。
④顶盖、底环不锈钢抗磨板可根据业主的需要，采用我公司研发的新型可拆卸结构，该结构中可拧断螺栓能有效保证抗磨板不出现因水压导致的变形挤压现象，同时拆装维护方便。该结构已多次运用在日本等国的机组上。
⑤主轴密封采用新的结构设计，运行时保证密封能自动补偿运行磨损，将漏水量控制在允许范围之内，采用新型高分子材料，有效解决了传统橡胶密封存在的问题。新型高分子材料的优点在于：超强耐磨，能完全满足35000h长寿命使用；抗泥沙磨损，寿命长；摩擦系数极低，水润滑时系数为0.01~0.05，远远低于橡胶等传统材料；无吸水膨胀现象；工件100%UT探伤，保证产品质量可靠，在使用中不会出现剥落和段裂； 100%经过回火处理，释放了材料的内应力，保证加工后工件不变形；不老化，储存数十年，性能不发生变化，适合做备件。
⑥转轮活塞密封取消传统的活塞环密封，通过结构和材料方面的改进，采用新型的组合密封，该结构导向性好，密封性能优异，困扰机组长期、安全运行的窜油情况在我公司得到根除，提高了机组运行的安全性，节省了电站运行成本。新型的转轮浆叶密封结构，解决了油水窜腔的问题，并且摩擦阻力减小，启闭更为灵活。
⑦在水导轴承上改进轴承结构，解决了由于偏心泵现象引起的损失和甩油现象，因势利导的设置轴承均压孔，解决油雾外逸问题，优化轴瓦支撑结构，长期运行时，轴瓦不会出现松动现象。
对于大型机组，轴承处线速度高，导致轴承损耗高，对冷却容量要求大，布置困难，运行风险性高。为此，我公司开发了新型的多圆弧段抛物线筒式轴承。该多圆弧型线段抛物线筒式轴承的优点是：润滑油容易进入瓦隙，形成油膜，保证轴承的承载能力。同时，由于圆弧段的变化，在油槽的末段，圆弧收缩，热油迅速上升至瓦顶面，排离轴瓦。这样，热油不会存积在轴瓦与轴领之间，形成窝油现象，热交换充分。因此，可以在L/D 值较低的情况下，实现热交换。由此带来的好处是：轴承结构紧凑，维护方便，机组运行可靠。
⑧新型的受油器浮动轴套，在保留其不撇劲优点的同时，解决了其磨损后漏油量大的问题。该受油器从在技术上存在以下几点优势：采用同步旋转技术、压差平衡技术、端面密封技术、微间隙导向技术；从在工艺上看存在以下几点优势：表面镀耐磨铬技术、镜面磨削技术、伸缩采用进口YX密封。
⑨通过改进导叶接力器与控制环处的轴承结构，改变控制环圆周方向的导向轴承的布置，以减小不平衡力的影响。通过调配两导叶接力器进油的比例，使其运行平稳。控制环跳动的问题在我公司机组上得到了有效的解决。
1.3贯流式水轮发电机组
公司累计为10多个电站提供单机容量4万KW左右及以下的贯流式水轮发电机组，其中最大转轮直径达6.7m。
贯流式水轮机结构简介
我公司经过多年的设计、制造和电站实际运行，以及与国际顶级贯流机技术公司如安德里兹公司、日立公司等合作，在机组设计、制造、服务等方面积累了丰富的经验，形成了具有东风特色的水轮发电机组。
（1）材料选用
我公司十多年来同沈阳铸造研究所合作开发研制了适用于水轮机通流部件的抗磨蚀性能优良的不锈钢材料，并通过科学、合理的热处理工艺提高材料的表面硬度，进一步提高抗磨蚀性能。这些新材料、新工艺在水轮机转轮以及导叶等通流部件上的应用,大大延长了机组大修期及使用寿命。
（2）结构、工艺
A、为了提高过流面加工精度及零部件本身刚、强度，严格控制叶片正、背面型线和导叶加工精度，使通流部件的磨蚀性能得到很大的提高，叶片和导叶型线精度可根据
业主要求，采用数控加工。
B、主轴密封采用新的结构设计，运行时保证密封能自动补偿运行，将漏水量控制
在允许范围之内，采用新型高分子材料，有效解决了传统橡胶密封存在的问题。同时，针对贯流式机组布置特点，汛期含沙量大，独立开发了泵组联合密封，该密封结构在黄河上游的沙坡头电站得到应用，密封效果非常理想。
C、转轮活塞密封取消传统的活塞环密封，通过结构和材料方面的改进，采用新型
的组合密封，该结构导向性好，密封性能优异，使困扰机组长期、安全运行的窜油情况在我公司得到根除，提高了机组运行的安全性，降低了电站运行成本。新型的转轮浆叶密封结构，解决了油、水窜腔的问题，并且摩擦阻力减小，启闭更为灵活。
D、新型的受油器浮动轴套，在保留其不撇劲优点的同时，解决了其磨损后漏油量
大的问题。该受油器从技术上看，存在以下几点优势：采用同步旋转技术、压差平衡技术、端面密封技术、微间隙导向技术；从工艺上看存在以下几点优势：表面镀耐磨铬技术、镜面磨削技术、伸缩采用进口YX密封。
E、通过改进导叶接力器与控制环处的轴承结构，改变控制环圆周方向的导向轴承
的布置，以减小不平衡力的影响。通过调配两导叶接力器进油的比例，使其运行平稳。
F、同时，我公司在贯流式机组上还具有导叶轴颈的新型密封结构技术，导叶轴线
的自动调整技术，机组转动部分的自动调心技术等新型结构技术。
（3）机组的调峰优势
我公司机组超发能力强，调峰能力强，可根据用电负荷的变化随时改变机组的负荷。
（4）新型轴承研究
我公司联合各大专院校、专业制造公司、研究所，研究、开发新的轴承材料，如我公司已成功研制出氟塑料推力瓦，氟塑料导轴瓦。为了达到运行更可靠、对环境无任何污染的目的，我们正在研究具有国际先进水平的磁悬浮轴承技术。
1.4冲击式水轮机系列
冲击式水轮机是我公司主要水轮机产品之一。上个世纪80年代以来，经过二十多年的发展，我公司冲击式水轮机从单喷嘴到六喷嘴，产品型式日趋完善：卧式水轮机出力达6300kW，立式水轮机出力达80000kW，覆盖水头从100m～1100m，我公司冲击式水轮机组遍布全国各地并远销巴基斯坦、尼泊尔、古巴、土耳其、越南、印度等多个国家，六十多个电站现在已经先后成功发电，受到电站好评。
经过二十多年的努力，我公司在冲击式水轮发电机组的开发、设计、制造方面积累了宝贵的经验，形成了具有东风特色的水轮发电机组。
a、我公司有特色的冲击式机组设计、制造情况：
序号电站名称
水头
(m)
转速
（r/min）
水轮机
型号
发电机
型号
备注
1 广西南山一级950 750 CJA237a-L-165/4×10 SF30-8/3100 在制
2 凉山可河398 500 CJA237-L-160/4×14.5 SF18-12/3250 运行
3 云南妥洛520 600 CJA237-L-150/4×11 SF15-10/3250 运行
4 广西银河472 600 CJA237F-L-155/4×11 SF12.5-10/3250 运行
序号电站名称
水头
(m)
转速
（r/min）
水轮机
型号
发电机
型号
备注
5 土耳其德格斯图295.2 428.
6 CJA475-L-160/4×15.5 SF12.85-14/3250 运行
6 云南金河二级301.
7 500 CJA237-L-140/4×13 SF9900-12/2860 运行
7 越南大鹏226.2 428.6 CJA475-L-145/4×13.7 SF7000-14/2860 在制
8 云南勐梅河一级491.5 600 CJA237-L-150/2×13.3 SF9000-10/2600 运行
9 云南勐梅河二级317 428.6 CJA237-L-170/2×16 SF8000-14/2860 运行
10 四川三道桥485 600 CJA475-L-150/4×11.5 SF15-10/3250 运行
11 凉山牛角湾三级540 600 CJA237-L-155/2×14 SF12.5-10/3250 运行
12 凉山牛角湾二级446.6 600 CJA237-L-150/2×13.3 SF9000-10/2600 运行
13 凉山牛角湾一级540 600 CJA237-L-150/2×13.3 SF11-10/2600 运行
14 汶川灯台树369 500 CJA237-L-150/2×13.3 SF7000-12/2600 运行
15 理县毕棚沟313 428.6 CJA237-L-170/2×16 SF7500-14/2860 运行
16 广西三叠岭271 500 CJA237-L-140/2×14 SF4500-12/2600 运行
17 巴基斯坦汉瓦226 428.6 CJA475-W-146/2×14.5 SFW4000-14/2600 在制
18 四川杉树坪584 750 CJA475-W-130/2×9 SFW6000-14/2150
运行
19 石棉紫马384.9 600 CJA237-W-130/2×11 SFW5000-10/2150 运行
20 乐山天生574.4 750 CJA237-W-125/2×9 SFW5000-8/2150 运行
21 云南金凤515 750 CJA475-W-116/2×11 SFW6300-8/2150 运行
22 尼泊尔ILAM 304 600 CJA475-W-116/2×11 SFW3145-10/1730
运行
23 重庆柏杨435 750 CJA237-W-110/1×11 SFW2500-8/1730 运行
24 四川金竹岗440 750 CJA237-W-110/2×11.2 SFW2500-8/1730 运行
25 四川三岔河298 600 CJA237-W-110/2×11 SFW2500-10/1730
运行
26 重庆白果192 500 CJA237-W-110/2×11 SFW1600-12/1730
运行
27 阿坝沙坝182.2 500 CJA237-W-110/2×11 SFW1250-12/1730 运行
c、材料选用方面
我公司近十年来同沈阳铸造研究所合作开发研制了适用于水轮机通流部件的抗磨蚀性能优良的不锈钢材料，并通过科学、合理的热处理工艺提高材料的表面硬度，进一步提高抗磨蚀性能。这些新材料、新工艺在水轮机转轮、喷针、喷嘴等通流部件上的应用，大大延长了机组大修期及使用寿命。
d、机组选型
我公司经过20余年的设计、制造以及电站实际运行，在机组方面积累了丰富的经验。为此，可针对电站的运行特点，水流的泥沙特性，为用户选择合适的转轮。同时，我公司与国内哈电、东电，国外安德利兹、维奥等转轮研制开发厂家保持着良好的合作关系。能根据业主的特殊需要，有针对性的提供水力性能、抗空蚀、磨损性能优良转轮。
e、技术改进及新技术
冲击式水轮机的喷嘴及其控制系统属于冲击式水轮机的关键技术，我公司技术人员求实创新，开发出了独具特色的直流内控型微机单元控制的冲击式水轮机喷嘴系统，该喷嘴及其控制系统经多个电站实际应用，其使用安全可靠，效果非常好，较老式弯喷嘴提高效率近3%，基本达到国际先进水平。《液压控制多喷嘴冲击式水轮机》获2000年度四川省科技进步一等奖；《液压喷嘴设计技术》获2005年度国家新技术专利。
我公司冲击式水轮机经过多年改进和创新，具有如下特点：
①喷嘴采用直流式内控型，喷针的位置通过置于喷嘴管内喷针接力器控制，偏流器位置由置于喷嘴管外的偏流器接力器控制，该方案在最大可能范围内提高了喷嘴效率。
②喷针和偏流器的反馈均为电气反馈，该方案减少了老式结构中的杆件连接，减少了连接死区，调节性能更优秀。减小了电站安装难度并有效节约安装空间，使机组结构简单化和提高了机组控制性能；
③在喷嘴管和配水管之间采用适当措施，方便电站安装，在电站安装过程中不需要配车喷嘴管，减小电站安装难度；
④机组控制采用微机单元控制直流内控型油操作，喷嘴及电反馈系统组成，喷嘴与偏流器采用协联或非协联关系。多喷嘴水轮机能根据机组运行工况，自动投入相应的喷嘴及偏流器使水轮机在高效区运行，且喷针的任意一个均能作主喷针使用，另几个喷针备用；
⑤立式冲击式水轮机水导轴承设计中，满足水轮机单喷嘴运行要求。由于当机组单喷嘴运行时，轴瓦不均匀受力，瓦温过高，致使机组无法运行，我公司通过对轴瓦受力点，轴承油路，补气系统等改进设计，通过多个电站实际运行，均满足单喷嘴运行要求；
⑥立式冲击式水轮机转轮与主轴的联接采用摩擦传递扭矩，增加了转轮的互换性，螺柱与螺母用所配拉力装置液压拉紧，不用人工打紧螺母；
⑦水轮机机壳为里衬式结构。单元控制的喷嘴以主进水管为定位基准，不需要全刚性的机壳，喷嘴及引水管的作用力直接经主进水管传递于混凝土中。在其中一块里衬上开有机坑里衬门供检修喷嘴及转轮用；
⑧水轮机转轮由于受水流交变力作用，经过对水斗根部及头部进行有限元受力分析，采用局部加强，降低应力及采用超低碳精炼技术解决水斗飞斗及掉块现象。经多个电站实际运行，效果优良。
⑨为延长机组检修期，进一步加强喷嘴的可靠性，喷嘴内腔不设置弹簧。为确保机组的安全，偏流器接力器在无油压时具有自关闭能力。喷嘴、喷针均采用不锈钢锻造，且经过表面氮化处理，提高了耐磨性能。
⑩在水导轴承上改进轴承结构，解决了由于偏心泵现象引起的损失和甩油现象，因势利导的设置轴承均压孔，解决油雾外逸问题，优化轴瓦支撑结构，长期运行时，轴瓦不会出现松动现象。
对于大型机组，轴承处线速度高，导致轴承损耗高，对冷却容量要求大，布置困难，运行风险性高。为此，我公司开发了新型的多圆弧段抛物线筒式轴承。该多圆弧型线段抛物线筒式轴承的优点是：润滑油容易进入瓦隙，形成油膜，保证轴承的承载能力。同时，由于圆弧段的变化，在油槽的末段，圆弧收缩，热油迅速上升至瓦顶面，排离轴瓦。这样，热油不会存积在轴瓦与轴
领之间，形成窝油现象，热交换充分。因此，可以在L/D值较低的情况下，实现热交换。由此带来的好处是：轴承结构紧凑，维护方便，机组运行可靠。
2.汽轮发电机
东风电机制造汽轮发电机组的历史已近30年，至2010年5月末，已为790个火电厂提供973台（套）汽轮发电机（组），其中，出口越南、印度、印尼、泰国、缅甸、巴基斯坦、朝鲜等国的汽轮发电机33台套，均长期安全稳定运行。公司汽轮发电机（组）蝉联四川省第七届、第八届、第九届名牌产品称号。
目前，公司汽轮发电机（组）产品主要有单机容量6万千瓦以下各型QF系列空冷汽轮发电机，包括静止可控硅励磁汽轮发电机、无刷励磁汽轮发电机、TRT同步发电机、燃汽轮发电机，单机容量1万千瓦以下凝汽式、抽汽冷凝式等型号汽轮发电机组。
公司汽轮发电机典型产品包括：单机容量5万千瓦的四川德胜钢铁厂静止可控硅励磁汽轮发电机、单机容量3万千瓦的印度尼西亚金光纸业无刷励磁汽轮发电机等。
3.风力发电机
一、介绍
东风电机于2006年从德国公司引进先进的风力发电机制造技术，高起点进军风力发电机领域，截止2010年10月，已经产出1.5MW风力发电机2300多台，成功为集团内外风电设备整机制造厂家配套供应风力发电机。
从2008年初起，公司风力发电机在吉林、新疆、内蒙古等地多个风场投入运行，运行时间最长的超过两年，质量保持稳定状态，无一台下架返修。公司1.5MW双馈异步风力发电机获2009年度四川省科技进步奖，兆瓦级双馈异步风力发电机产品被认定为四川省第九届名牌产品，还成功通过100次大电流冲击试验。
公司1.5MW和2.5MW风力发电机开发研制项目分别获得四川省专项资金资助，建立了兆瓦级风力发电机试验台，目前已经形成了完整的兆瓦级风力发电机系列产品，包括1MW、
1.5MW、2MW、
2.5MW的常温型、低温型、防盐雾型、高原型等各种规格型号的双馈异步风力发电机，能有效解决风速变化、上网频率不稳定的问题，可以保证风场在各种环境条件下稳定发电。
随着公司与东方电气集团有限公司共同投资组建的东方电气（乐山）新能源设备有限公司的投入使用，公司已形成年产2000台兆瓦级风力发电机的批量制造能力。
二、发电机基本参数
1. 1.5MW双馈异步风力发电机（包括常温型、防盐雾型、低温型）
型号：FG500M46-4RB+KK
额定功率：1560kW 额定电压：690V
额定效率：≥96.3% 功率因数：从0.95（感性）到0.95（容性）
额定频率：50Hz 额定转速：1800r/min
转速范围：1000～2000r/min 相数： 3
工作制: S1 防护等级：IP54
结构型式: IM1001 冷却方式: IC616
绝缘等级：H/H 最高温升：105K
定子额定电压：690V 定子额定电流：1095A
转子开口电压：1955V 转子额定电流：420A
最大转子电流：550A 发电机重量： 6.35t
2. 2.0MW双馈异步风力发电机
型号：FG500M46-4RB+KS
额定功率：2150kW 额定电压：690V
额定效率：≥96.5% 功率因数：从0.95（感性）到0.95（容性）额定频率：50Hz 额定转速：1755r/min
转速范围：950～2050r/min 相数： 3
工作制: S1 防护等级：IP54
结构型式: IMB3 冷却方式: IC616
绝缘等级：H/H 最高温升：105K
定子额定电压：690V 定子额定电流：1750A
转子开口电压：1835V 转子额定电流：614A
发电机重量： 6.65t
3. 2.5MW双馈异步风力发电机
型号：FG630L69-6RB+KS
额定功率：2600kW 额定电压：690V
额定效率：≥97% 功率因数：从0.95（感性）到0.95（容性）额定频率：50Hz 额定转速：1200r/min
转速范围：612rpm～1380rpm 相数： 3
工作制: S1 防护等级：IP54
结构型式: IM1001 冷却方式: IC86W
绝缘等级：H/H 最高温升：105K
定子额定电压：690V 定子额定电流：2211A
转子开口电压：1806V 转子额定电流：721A
最大转子电流：1030A 发电机重量：10.5t
4. 1.0MW双馈异步风力发电机
型号：FG500M56-4RB+KK
额定功率：1040kW 额定电压：690V
额定效率：≥95.1% 功率因数：从0.95（感性）到0.95（容性）额定频率：50Hz 额定转速：1800r/min
转速范围：1000～2000r/min 相数： 3
工作制: S1 防护等级：IP54
结构型式: IM1001 冷却方式: IC616
绝缘等级：H/H 最高温升：105K
定子额定电压：690V 定子额定电流：778A
转子开口电压：1945V 转子额定电流：300A
最大转子电流：500A 发电机重量： 5.5t
水轮机的结构和原理(+笔记)
水轮机 水轮机+ 发电机：水轮发电机组 功能：发电 水泵+ 电动机：水泵抽水机组 功能：输水 水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。 功能：抽水蓄能 水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。 第一节水轮机的工作参数 水轮发电机组装置原理图 定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。 由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H(m)、流量Q(m3/s)、出力N(kw)、效率η，工作力矩M、机组转速n。 一、水头(head)：作用于水轮机的单位水体所具有的能量，或单位重量的水体所具有的势能，更简单的说就是上下游的水位差，也叫落差。142米 1. 毛水头(nominal productive head) H M=E U-E D=Z U - Z D 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A 3. 冲击式水轮机的水头 H G =Z U - Z Z - h I-A 其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。 4. 特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。 最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A 设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)：单位时间内通过水轮机的水量Q 。单机12.2m 3/s Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定； 当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。 在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力 (output and)：水轮机主轴输出的机械效率。N(KW)： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量),即水流效率，与a.作用于水轮机的有效水头；b.单位时间通过水轮机的水量，即流量Q ；c.水体容重γ成正比。其公式为：QH QH N w 8.9==γ γ指水体容重（即单位容积水所具有的重力，比重）： 水的比重=1000kg/m 3、G=9.8N/Kg γ=9800N/m 3 )(8.9)/(9800)/(9800)()/()/(33kw QH s J QH s m N QH m H s m Q m N N w ==?=??=γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 8.9== 四、效率(efficiency )：输入水轮机的水能与水轮机主轴输出的机械能之比，又叫水轮机的机械效率、能量转换效率。η
水轮机的选型设计说明
水轮机的选型设计 水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一：水轮机选型的内容，要求和所需资料 1：水轮机选择的内容 （1）确定单机容量及机组台数。 （2）确定机型和装置型式。 （3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。（4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。 （5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。 wertyp9 ed\结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。 2.水轮机选择的基本要求 水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。 （1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。 （2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。 （3）水轮机性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。 （4）机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。 （5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。 （6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。 3.水轮机选型所需要的原始技术材料 水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。根据初步设计的深度和广度的要求，通常应具备下述的基本技术资料： （1）枢纽资料：包括河流的水能总体规划，流域的水文地质，水能开发方式，水库的调节性能，水利枢纽布置，电站类型及厂房条件，上下游综合利用的要求，工程的施工方式和规划等情况。还应包括严格分析与核准的水能基本参数，诸如电站的最大水头Hmax、最小水头Hmin,加权平均水头Ha，设计水头Hr，各种特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（设计水平年，丰水年，枯水年）的水头、流量过程。此外还应有电站的总装机容量，保证出力以及水电站下游水位流量关系曲线。 （2）电力系统资料：包括电力系统负荷组成，设计水平年负荷图，典型日负荷
水轮机复习知识要点总结
水轮机原理及水力设计 第一章 1、水轮机是一种将河流种蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机或 者发电机的转子将旋转的机械能转换成电能。 2、反击式水轮机转轮区内的水流在通过转轮叶片通道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，当水 流通过水轮机后其动能和势能大部分被转换成转轮的旋转机械能。 3、反击式水轮机包括：混流式水轮机：水流从四周沿径向进入转轮，然后近似的以轴向流出转轮，应用 水头范围较广，约为20~700m,水头较高。 轴流式水轮机：水流在导叶和转轮之间由径向流动变为轴向流动，而在转轮 区 水流保持轴向流动，其应用水头约为3~80m,适用水头较低，根据其转轮叶片在运行中能否转动，可以分为轴流定浆式和轴流转浆式两种。 斜流式水轮机：斜流式水轮机具有较宽的高效率区，适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40~200m。 贯流式水轮机：根据其发电装置形式不同，分为全贯流式和半贯流式两类。 4、冲击式水轮机的转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已转变成高速自由射流， 该射流冲击水轮机的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方向的急剧改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动轮叶旋转。 5、冲击式水轮机按射流冲击转轮方式的不同分为：水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机三种。 6、水头H :水轮机的水头（亦称工作水头），是指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位为 m。 7、各种水头：（1）最大水头：H max，是允许水轮机运行的最大净水头。它对水轮机结构的强度设计有决性影 响。 （2）最小水头H mim，是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。 （3）加权平均水头H a：是在一定期间内（视水库调节性能而定）， 所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运 行时间最长的净水头。 （4）设计水头H r：是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。 &流量：水轮机的流量是指单位时间内通过水轮机某一过流断面的水流体积，常用符号Q表示，常用单 位为m/s。在设计水头下，水轮机以额定转速、额定出力时所对应的水流量常委设计流量。 9、出力P:水轮机出力是水轮机轴端输出的功率，常用符号P表示，常用单位为KW。 P 10、水流的出力：P n= QH=9.81QH（KW）水轮机的效率：t二一由于水轮机在总做中存在能量耗损 P n 所以水轮机的出力P总是小于水流的出力P n，其效率总是小于1. 水轮机的出力P=P n t=9.81OH t（KW）或者是P=M，也2卫其中「是水轮机的旋转速度， 60 rad/s； M是水轮机主轴输出的旋转力矩，N.m ；n是水轮机转速，r/min。 11、水轮机型号：①HL220 —LJ—250,表示转轮型号为220的混流式水轮机，立轴，金属蜗壳，转轮直 径为250cm。 ②ZZ560- LH- 500,表示转轮型号为560的轴流转浆式水轮机，立轴，混凝土蜗壳，转轮 直径为500cm ③GD60—W—300,表示型号为600的贯流定浆式水轮机，卧轴、灯泡式引水，转轮直 径为300cm ④2CJ-20W—120/2 X 10，表示转轮型号为20的水斗式水轮机，一根轴上装有两个转轮，卧轴，转轮直径 为120cm,每个转轮有两个喷嘴，射流直径为20cm 11、水轮机的装置形式：指水轮机主轴的不知形式与引水室形式相结合的总体。 ①反击式水轮机的装置形式：大型机组采用立轴布置形式，水轮机轴与发电机轴直接连接；中高水头混
水轮机的基本组成结构
水轮机 一、水轮机的基本参数 1)工作水头（H）:水轮机的工作水头就是指水轮机的进、出口单位 能量差，也就是上游水位与下游水位之差，用H表示，其单位为m。其大小表示水轮机利用水流单位能量的多少。 2)流量（Q）：在单位时间内流经水轮机的水量，称为流量，用Q表 示，其单位为m3/s。其大小表示水轮机利用水流能量的多少 3)出力（P）：具有一定水头和流量的水流通过水轮机便做功，而在 单位时间内所做的功率称为水轮机的出力，用P表示，其单位KW。 水轮机的出力为：P=9.81QH 4）效率（η）目前混流式水轮机的最高效率95% P=9.81QHη 5）比转速指工作水头H为1m、发出的功率P为1kw时水轮机所具有的转速，故称为比转速。 二、水轮机的类型与代号 我们根据水流能量的转换的特征不同，把水轮机分为两大类，及反击型和冲击型水轮机。 反击型水轮机，具有一定位能的水流主要以压能的形态，由水轮机转变为机械能。按其水流经过转轮的方向不同，反击型水轮机可分为以下几种类型： 反击型：轴流（定桨、转桨）水轮机、混流式水轮机、贯流式水轮机、斜流式水轮机
冲击型：水流不充满过流流道，而是在大气压力下工作，水流全部以动能形态由转轮变为机械能。按射流冲击水斗的方式不同，可分为如下几种类型： 冲击型：水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机 我国水轮机式的代号，有三部分组成，第一部分由水轮机型式及转轮型号组成,并由汉语拼音表示。 水轮机型式的代号 水轮机型式代号水轮机型式代号 混流式HL 轴流转桨式ZZ 斜流式XL 轴流定桨式ZD 双击式SJ 贯流转桨式GZ 斜击式XJ 贯流定桨式GD 冲击式CJ 以本电站为例：水轮机型号：HL(247)—LJ—235，表示混流式水轮机，转轮型号为247，立轴，金属蜗壳，转轮直径为235㎝。三、混流式水轮机 1定义：水流从径向流入转轮，在转轮中改变方向后从轴向流出的水轮机。其叶片固定，不能转动调节。 2 混流式水轮机 - 结构特点 混流式水轮机主要应用于20—450米的中水头电厂， 其结构紧凑，效率较高，能适应很宽的水头范围，是目前 世界各国广泛采用的水轮机型式之一。
水轮机的选型计算
一、水轮机选型计算的依据及其基本要求.....................................................................1 1 水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据.................................1 2 水轮机选型计算应满足下述基本要求......................................................1 二、反击式水轮机基本参数的选择计算..................................................................1 1 根据最大水头及水头变化范围初步选定水轮机的型号.................................1 2 按已选定的水轮机型号的主要综合特性曲线来计算转轮参数.................................1 3 效率修正..........................................................................................4 4 检查所选水轮机工作范围的合理性.........................................................4 5 飞逸转速计算....................................................................................5 6 轴向推力计算....................................................................................5 三、水斗式水轮机基本参数的选择计算......................................................10 1 水轮机流量.......................................................................................10 2 射流直径d 0.......................................................................................10 3 确定D1/d 0.......................................................................................10 4 水轮机转速n ....................................................................................10 5 功率与效率................................................................................................11 6 飞逸转速..........................................................................................12 7 水轮机的水平中心线至尾水位距离A ......................................................12 8 喷嘴数Z 0的确定....................................................................................12 9 水斗数目Z1的确定.................................................................................12 10 水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系...................................................13 11 引水管、导水肘管及其曲率半径.........................................................13 12 转轮室的尺寸..............................................................................14 A 水机流量..........................................................................................17 B 射流直径.............................................................................................17 C 水斗宽度的选择..........................................................................................17 D D/B 的选择.............................................................................................17 E 水轮机转速的选择.......................................................................................17 F 单位流量的计算..........................................................................................17 G 水轮机效率................................................................................................18 H 飞逸转速................................................................................................18 I 转轮重量的计算..........................................................................................18 四、调速器的选择.............................................................................................20 1 反击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 2 冲击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 五、阀门型号、大小的选择.................................................................................21 1 球阀的选择................................................................................................21 2 蝴蝶阀的选择 (22) 目 录
高水头混流式水轮机结构特点
高水头混流式水轮机结构特点 【摘要】高水头混流式水轮机由于其运行水头高、额定转速高和过流部件流速高等特点，要求水轮机主要部件的结构与中低水头的混流式水轮机相比有明显的区别。 【关键词】高水头；混流式水轮机；结构 1 水轮机主要部件的结构特点 1.1 转轮 转轮采用抗空蚀、抗磨蚀和具有良好焊接性能的ZG00Cr13Ni5Mo不锈钢制造，上冠、下环和叶片均采用VOD精炼整铸成型，三者焊为一体，消除残余应力后，用五轴数控机床加工，从而保证叶片型线与模型的完全相似。 为减少高水头机组顶盖的压力，转轮上冠设有泵板，充分排泄转轮上冠与顶盖间止漏环处的漏水，以减小转轮的轴向水推力。 转轮上冠为梳齿式止漏环，下环为台阶式迷宫止漏环，上下转动止漏环与上冠下环一体，与转轮相同材料。泄水锥与转轮上冠采用相同的材料，与上冠通过螺栓把合联接。 1.2 导叶 高水头混流式水轮机一般采用带翼板导叶，材料为ZG00Cr13Ni5Mo，电渣熔铸，带翼板导叶具有优良的水力性能和抗磨蚀性能，可以减少导叶端面的漏水量及减少端部的空蚀及磨损。 由于高水头水轮机水压高，顶盖变形大和泥沙的磨损作用，使导叶端面间隙扩大很快，所以在导叶上、下过流端面设有铜压环自补偿密封，这样能有效减小漏水量。 1.3 导水机构 顶盖、底环和控制环均采用钢板焊接结构，具有良好的刚度。顶盖与底环上设置螺栓把合的固定止漏环，其硬度与转轮止漏环的硬度差一般在40HB以上，这样可有效防止转轮研损。 在中低水头水轮机上，顶盖和底环抗磨板一般采用螺钉连接的结构，但在高水头水轮机上，由于搞水头的作用，螺钉连接的抗磨板容易发生局部变形，使得导叶端面间隙不易达到高水头水轮机的要求，会导致导叶端面磨损，从而增大导叶端面漏水量。所以对高水头混流式水轮机的顶盖一般采用对焊不锈钢抗磨板的
水轮发电机基本知识介绍
水轮发电机基本知识介绍 一. 关于发电机电磁设计 水轮发电机电磁设计的任务是按给定的容量、电压、相数、频率、功率因数、转速等额定值和其他技术要求来确定发电机的有效部分尺寸、电磁负荷、绕组数据及性能参数等。 水轮发电机电气参数的选择，主要依据电力系统对电站电气参数和主接线的要求，同时根据《水轮发电机基本技术条件》、《导体和电器设备选择设计技术规定》等相关规范来选择，当然也要根据具体电站的要求。 在电磁设计过程中考核的几个主要参数：磁密，定、转子线圈温升，短路比，主要电抗，效率，飞轮力矩。 二. 电磁设计需要输入的基本技术数据 （一）额定容量、有功功率、无功功率和功率因数的关系 Φ--发电机输出电流在时间相位上滞后于电压的相位角 额定容量S=√3U N I N =22Q P 有功功率P=√3U N I N cos φ=S ·cos φ 无功功率Q=√3U N I N sin φ=S ·sin φ cos φ= S P （二）发电机的电磁计算需要具备以下基本的额定数据： 功率/容量，功率因数，电压，转速（极数），频率，相数，飞轮力矩（转运惯量） 1. 额定容量（视在功率）或者额定功率（有功功率）
S=φ cos P （kV A / MV A ） P=水轮机额定出力×发电机效率 （kW / MW ） 发电机的容量大小更直接反映发电机的发电能力。有功功率结合功率因数才能完整反映发电机的输出功率能力。 2. 额定功率因数cos φ 发电机有功功率一定时，cos φ的减小，可以提高电力系统稳定运行的功率极限，提高发电机的稳定运行水平；同时由于增大了发电机的容量，发电机造价也增加。相反，提高额定功率因数，可以提高发电机有效材料的利用率，并可提高发电机的效率。近年来由于电力系统容量的增加，系统装设同步调相机和电力电容器来改善其功率因数，以及远距离超高压输电系统使线路对地电容增大，发电机采用快速励磁系统提高稳定性，使发电机额定功率因数有可能提高。 取值：0.8，0.85，0.875，0.9，国内大容量多取0.85~0.9，国外发达国家多取0.9~0.95。 灯泡式水轮发电机由于受结构尺寸限制，功率因数较一般水轮发电机的取值高，以减小气隙长度，提高通风冷却效果。 (1) 一般水轮发电机 GB/T7894-2009 水轮发电机基本技术条件：
水轮机特性曲线
保证出力与额定出力之间有什么关系，他们之间的区别是什么？分别怎样计算？ 保证出力指的是机组在各个运行水头稳定运行的出力范围。有最大保证出力，也有最小保证出力。各种机型的保证出力是不一样的。比如混流式的保证出力定义是：在最小到最大水头范围内水轮机出力是45~100%。那么最大保证出力就是某水头时的100%，最小出力为最大出力的45%。保证出力受能量性能（效率），气蚀等诸多因素的影响。例如，某水轮机出力在设计水头下为8333kw，那么，在这个水头下最大出力就8333kw,最小出力就是8333X45%=3750kw.。以上最大最小出力在行业规范中有具体的规定。额定出力是指机组在最优工况点的出力（既选择的运转特性曲线上效率最大点的水头和流量）。设计出力指的是在设计点的出力（设计水头，设计流量，设计效率）。 出力计算公式：N=9.81QHη（千瓦） 其中：9.81是水的比重常数 Q—通过水轮机的流量（立方米/秒） H—水轮机的工作水头（米） η—水轮机的工作效率（％） 水轮机的线型特性曲线可用转速特性曲线、工作特性曲线及水头特性曲线三种不同形式表示。线型特性曲线具有简单、直观等特点，所以常用来比较不同型式水轮机的特性。 一、转速特性曲线 转速特性曲线表示水轮机在导水叶开度、叶片转角和水头为某常数时，其他参数与转速之间的关系。在水轮机的模型试验中，常规的做法是保持一定的水头，通过改变轴上的负荷（力矩）来改变转速，达到调节工况的目的。故整理模型试验的数据时，以转速特性曲线最为方便，水轮机的其他特性曲线，实际上都是从转速特性曲线换算而得。 如图下图所示。由水轮机转速特性曲线可以看出水轮机在不同转速时的流量、出力与效率，还可以看出水轮机在某开度时的最高效率、最大出力及水轮机的飞逸转速。
全贯流式水轮机基本结构
贯流式水轮机基本结构 一、贯流式水轮机的特点 贯流式水轮机是开发低水头水力资源的一种新型机组，适用于25m以下的水头。这种机型流道呈直线状，是一种卧轴水轮机，转轮形状与轴流式相似，也有定桨和转桨之分，由于水流在流道内基本上沿轴向运动不拐弯，因此较大的提高了机组的过水能力和水力效率。 此外，与其它机型相比，它还有其它一些显著特点： （1）从进水到出水方向轴向贯通形状简单，过流通道的水力损失减小，施工方便，另外它效率较高，其尾水管恢复功能可占总水头的40%以上。 （2）贯流式机组有较高的过滤能力和比转速，所以在水头与功率相同的条件下，贯流式的要比转桨式的直径小10%左右。 （3）贯流式水轮机适合作了逆式水泵水轮机运行，由于进出水流道没有急转弯，使水泵工况和水轮机工况均能获得较好的水力性能。如应用于潮汐电站上可具有双向发电，双向抽水和双向泄水等六种功能，很适合综合开发利用低水头水力资源，另外在一般平原地区的排灌站上可作为可逆式水泵水轮机运行，应用范围比较广泛。 （4）贯流式水电站一般比立轴的轴流式水电站建设周期短、投资小、收效快、淹没移民少，电站靠近城镇，有利于发挥地区兴建电站的积极性。 二、贯流式水轮机的分类 根据贯流式水轮机机组布置形式的不同可将其划分为以下几种形式： 1．轴伸贯流式 这种贯流式水轮发电机组基本上采用卧式布置，水流基本上沿轴向流经叶片的进出口， 出叶片后，经弯形（或称S形）尾水管流出，水轮机卧式轴穿出尾水管与发电机大轴连接，发电机水平布置在厂房内。 轴伸贯流式机组按主轴布置方式可分成前轴伸、后轴伸和斜轴伸等几种，如图7-1所示。这种贯流式机组与轴流式相比没有蜗壳、肘形尾水管，土建工程量小，发电机敞开布置，易于检修、运行和维护。但这种机组由于采用直弯尾水管，尾水能量回收效率较低，机组容量大时不仅效率差，而且轴线较长，轴封困难，厂房噪音大都将给运行检修带来不方便。所以一般只用于小型机组。 2．竖井贯流式 这种机组主要特点是将发电机布置在水轮机上游侧的一个混凝土竖井中，发电机与水轮机的连接通过齿轮或皮带等增速装置连在一起如图7-2所示。
卧式混流式水轮机安装
卧式混流式水轮机安装 卧式机组安装前，除作好设备验收，清点工作外，还要根据制造厂说明书和设计图纸对预埋的引水管口、尾水管预留孔位及各基础螺栓孔位置进行测量检查，及早发现问题及时处理。 卧式混流式水轮机安装的主要项目有：埋设部分的安装，蜗壳安装，基座及轴承的安装，水轮机转动部分的安装，轴线调整等项。 一、埋设部分的安装 卧式混流式机组埋设部分包括主阀、伸缩节、进水弯管。通常把这几件组合成一体，吊装就位后进行一次性调整，以减少调整工作量。调整台格后，加以固定，浇注二期混凝土。 二、蜗壳安装 卧式混流武水轮机的蜗壳通常与座环浇铸（焊）成整体，并与导水机构组装成整体到货的。蜗壳安装仍然是将这些部件分解清扫组装成整体后进行的，这样使部件组装更为方便，更能保证装配质量。 蜗壳的吊装就位是在埋设部分的二期混凝土养生合格后进行的。为了保证连接质量，减少调整工作量，也可以与进水弯管、伸缩节、主阀连成整体一次调整，如图4 -3所示。 1．蜗壳的垂直调整 蜗壳的垂直度，直接影响到机组轴线的水平以及转轮与固定止漏环的同心性，要严格控制。调整方法有： （1）方形水平仪法：用方形水平仪直接靠在蜗壳的加工面上测量，方法比较简单，精度可达到0.02～0.04mm/m。 （2）吊线电测法：在靠近加工面2、4两点（图4-4）处悬吊一根钢琴线，用听声法测量2－2、4－4两点的距离。这种方法的精度可达到0.02rnm/m。 考虑到安装尾水管可能把蜗壳拉斜，因此，一般使蜗壳向顶盖方向倾斜0. 05 -0.1mm/m。 2．蜗壳左右偏斜调整 蜗壳左右偏斜要求精度不高，可以用水下尺测量加工面上1.3两点的水平腰即可，如图4- 4所示。如果偏斜太大，可用支承架12上的7进行调整(图4-3)。
水轮机调节基础知识
水轮机调节基础知识 1、反应电能质量指标：电压和频率。 2、水轮机调节：在电力系统中，为了使水轮发电机组的供电频率稳定在某一规定的范围内而进行的调节。 3、水轮机调节系统由调节对象和调速器组成。调节对象有引水系统、水轮机、发电机和电力系统。。 4、Kf 越大，或者δf 越小，或者转速死区越小，离心摆的灵敏度越高。 5、系统越稳定:TW 越小、TA 越大、en 越大、TD 越大、bp 越大 6、Tw 大则应增加bt 以减小水击。，Ta 小则应增加bt 以减小转速变化值。 7、水轮机调节的途径：改变导叶开度或喷针行程，方法是利用调速器按负荷变化引起的机组转速或频率的偏差调整水轮机导叶或喷针开度使水轮机动力距和发电机阻力距及时回复平衡从而使转速和频率保持在规定范围内。 8、水轮机调节的特点：自动调节系统、一个复杂非线性控制系统、有较长引水管道开启或关闭导叶时压水管道产生水击、随电力系统容量的扩大和自动化水平的提高对水轮机调速器的稳定性，速度性，准确性要求高。 9、调速系统的组成：被控对象，测量元件，液压放大元件，反馈控制元件。 10、引导阀的作用：把转动套的位移量的变化变转变为压力油的流量的变化，去控制辅助接力器活塞的运动。 11、硬反馈又称调差机构或永态转差机构，输出信号与输入信号成比例的反馈称为硬反馈或比例反馈。用于实现机组有差调节，以保证并网运行的机组合理地分配负荷。 12、软反馈又称缓冲装置或暂态转差机构或校正元件，只在调节过程中存在，调节过程结束后，反馈位移自动消失，这种反馈称为软反馈或暂态反馈。作用是提高调节系统的稳定性和改善调节系统的品质。 13、硬反馈的作用：实现机组有差调节保证并网运行的机组合理非配负荷。 14、硬反馈的组成：反馈椎体、反馈框架、螺母、螺杆、转轴、传动杆件。 15、软反馈的作用：提高调节系统的稳定性，改善调节系统的品质。 16、缓冲装置的组成：壳体，主动活塞组件，从动活塞组件，针塞组件，弹簧盒组件。 17、 18、调差机构的作用：用于改变机组静特性斜率，确定并列运行机组之间负荷的分配，防止负荷在并列运行机组之间来回窜动。 19、调差机构的组成：螺母，螺杆，反馈框架，转轴 20、转速调整机构的作用：当机组单机运行时用于改变机组转速，当机组并列于无穷大电网运行时用于改变机组所带的负荷。 21、转速调整机构的组成：手轮、螺杆、螺母。 22、调节系统的静特性：统节系统处于平衡状态时机组转速与发电机出力之间的关系。 23、调节规律的输出信号接力器位移y 与输入信号转速x 之间的关系称为调节规律。PI ：比 例积分型S K K S G I P PI /)(+=，PID 比例积分微分型s K s K K s G D I P PID ++=/)( 24、 bp 与调节系统的构造有关，与机组特性和运行水头无关。 ep 与两者都有关。 25、调速器的典型环节：比例环节、积分环节、理想微分环节、实际微分环节、惯性环节。 26、按元件结构不同分为：手动、电动、机械液压型、电气液压型、微机调速器； 27、按容量分为：特小型、中小型、大型调速器； 28、按执行机构不同分为：单调节（混流，轴流定浆式）、双调节调速器（轴流转浆，贯流转浆，冲击式）； 29、按调节规律：PI 型，PID 型 30、按所有油压装置和主接力器设置情况分为：整体式和分离式。 31、离心摆工作原理:当离心摆在额定转速时，如果转速增加则离心力增大，重块外张使转动套升高；反之则转动套下降，这样，离心摆转速的变化就以转动套位置的高低反映出来 32、离心摆的作用：将机组转速偏差信号按比例装换成装套的位移信号，传递给引导阀。 33、离心摆静特性：离心摆静态方程式表示在稳定工况时，离心摆的转速几乎与转动套行程
水轮机作业
第1章 概论 （一） 单项选择题 1．水轮机的工作水头是（ ）。 （A ）水电站上、下游水位差 （B ）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差 2．水轮机的效率是（ ）。 （A ）水轮发电机出力与水流出力之比 （B ）水轮机出力与水流出力之比 3．反击式水轮机是靠（ ）做功的。 （A ）水流的动能 （B ）水流的动能与势能 4. 冲击式水轮机转轮是（ ）。 （A ）整周进水的 （B ）部分圆周进水的 5．喷嘴是（ ）水轮机的部件。 （A ）反击式 （B ）冲击式 （二）填空题 1．水电站中通过 把水能转变成旋转机械能，再通过 把旋转机械能转变成电能。 2．水轮机分为 和 两大类。 3．轴流式水轮机分为 和 两种。 4．水轮机主轴的布置形式有 和 两种。 5．冲击式水轮机有 、 和 三种。 （三）计算题 1．某水轮机的水头为18.6m ，流量为1130m 3/s ，水轮机的出力为180MW ，若发电机效率97.0=g η，求水轮机的效率和机组的出力g P 。 2．某水轮机蜗壳进口压力表的读数为a P 310650?，压力表中心高程为887m ，压力表所在钢管内径D = 6.0m ，电站下游水位为884m ，水轮机流量Q = 290 m 3/s ，若水轮机的效率%92=η，求水轮机的工作水头与出力。 第2章 水轮机的工作原理 （一） 单项选择题 1．水轮机中水流的绝对速度在轴面上的投影是（ ）。 （A ）轴向分量z v （B ）轴面分量m v 2．水轮机中水流的轴面分量m v 与相对速度的轴面分量m w （ ）。 （A ）相等 （B ）不相等 3．水轮机输出有效功率的必要条件是（ ）。 （A ）进口环量必须大于0 （B ）进口环量必须大于出口环量 4．无撞击进口是指水流的（ ）与叶片进口骨线的切线方向一致。 （A ）绝对速度 （B ）相对速度 5．法向出口是指（ ）。 （A ）出口水流的绝对速度是轴向的 （B ）出口水流的绝对速度与圆周方向垂直 （二）填空题 1．水轮机转轮中的水流运动是 和 的合成。 2．水轮机轴面上所观察到的水流速度分量是 和 。
论混流式水轮机各部件功能及其安装程序和要求
论混流式水轮机各部件功能及其安装程序和要求 导叶：由导叶体和导叶轴两部分组成。为减轻导叶重量，常做成中空导叶。导叶的断面形状为翼型。导叶轴颈通常比连接处的导叶体厚度大，在连接处采用均匀圆滑过渡形状，以避免应力集中。 导叶轴承：上、中、下轴套，高水头机组为防止导叶上浮力超过导叶自重，保证导叶上端面间隙，在导叶套筒的法兰上一般设有止推装置（止推压板或止推块）。 导叶传动机构：导叶传动机构由控制环、连杆、导叶臂三部分组成，用于传递接力器操作力矩，使导叶转动，调节水轮机流量。该机构形式有叉头式受力情况较好和耳柄式受力情况相对较差。导水叶外围，座环的蝶形边与蜗壳相连，并被蜗壳包围。导轴承位于顶盖上，控制环口通过推拉环与接力器相连。在座环下发布置有基础环，通过锥形环与尾水管相连。混流式水轮机附属装置还有布置在顶盖上的真空破坏阀、吸力补气阀和放水阀等。 水轮机的导水机构是有导叶、传动机构（转臂、连杆、控制环）、接力器、和推拉杆等组成。 水轮机的底环是由上环、下环、和固定导叶三部分组成，它既是水轮机的通水部件，机组安装时的基准部件，又是机组运行的承重部件。要求具有水力损失小，具有一定的强度和刚度。 混流式水轮机的转轮主要由上冠、叶片、下环、止漏环、泄水锥和减
压装置等组成。 水轮机的转轮包括转体、叶片、泄水锥等。 立轴混流式水轮机引水室采用金属焊接蜗壳，其进口与压力水管相连接，其余各节与座环相连。为了便与检修，在蜗壳上开有专门进人孔（蜗壳人孔门），其底部并有排水孔和阀门，以便排出蜗壳积水。 座环位于蜗壳里，布置导水机构，它是水轮机的承重部分，又是过流部件在安装时它还是一个主要基准件，因此它要符合水力，强度和刚强等诸方面的要求。 基础环埋在混凝土内，是转轮室的组成部分，早机组安装和检修拆卸转轮时，用来支撑水轮机转轮。混流式转轮上叶片（24），呈空间扭曲状，断面为流线型，是直接将谁能转换为机械能的最主要部件。止漏装置 止漏装置的作用是用来减小转动部分与固定部分之间的漏水损失。止漏装置分为固定部分和转动部分，为防止水流向上和向下漏出，水轮机上一般装有上、下两道止漏环。上止漏环固定部分装在顶盖上，其转动部分装在上冠上，下止漏环的固定部分一般装在底环上，转动部分装在转轮的下环上。目前广泛采用的止漏环结构型式有间隙式，迷宫式，梳齿式和阶梯式四种，止漏环又称迷宫环，作用是阻止水流从转轮上、下间隙处漏出，分转动和固定部分。 水轮机导轴承的作用：一是承受机组在各种工况下运行时由主轴传来
水轮机复习题
水轮机训练（一） 一、选择题 1．水轮机的效率η（） (A)>1; (B)<1; (C)=1; (D)≤1。 2．水轮机是实现（）转换的主要部件。 （A）水能；（B）电能；（C）动能；（D）机械能。 3．水斗式水轮机属于（）水头水轮机。 （A）低；（B）高； (C)中；（D）中高。 4．可逆式水力机组主要作用是（） （A）调频；（B）调相；（C）生产季节性电能；（D）削峰添谷。 5．目前水头大于700m时，惟一可采用的一种机型是（）。 （A）混流式水轮机；（B）轴流转浆式水轮机；（C）斜流式水轮机；（D）水斗式水轮机。6．水斗式水轮机与混流式水轮机相比较，其特点是（）。 （A）适用高水头，打流量；（B）平均效率高；（C）应用水头范围窄；（D）结构简单，工程造价低。 7．水斗试水轮机喷管相当于反击型水轮机的（）。 （A）导水机构；（B）导叶操作机构；（C）导叶；（D）泻水锥。 8．反击式水轮机能量转换主要是（）。 （A）水流动能的转换；（B）水流势能的转换；（C）水流压力的转换；（D）水头损失和压力的转换。 9．属于水轮机排水部分的是（）。 （A）尾水管；（B）导轴承；（C）止漏装置；（D）蜗壳。 10．水轮机的设计水头是（）。 （A）水轮机正常运行水头；（B）水轮机发出额定出力的最低水头；（C）水轮机发出最大出力的最低水头；（D）保证水轮机安全、稳定运行的最低工作水头。 11．ZD510-LH-180属于（）水轮机。 （A）轴流转桨式；（B）轴流定桨式；（C）混流式；（D）斜流式。 12．SF表示（）。 （A）水轮发电机；（B）气轮发电机；（C）立式发电机；（D）卧式发电机。 13．不属于反击式水轮机的是（）。
水轮机调节考试复习章节知识点分类、河海大学 沈祖义主编 第三版
第一章水轮机调节基本概念 1、分析基本要求：稳定性、准确性、快速性 2、水轮机调节任务\作用：调频、调功（根据电力系统负荷的变化不断调节水轮发电机的有功功率输出，维持机组转速（频率）在规定范围内） 3、特点：（操作力大、影响因素大多、动作过程复杂、功能多、结构类型多）1调速器需设置多级液压放大元件，而液压放大元件的非线性及时间滞后有可能使水轮机调节系统调节品质恶化2，水击作用与导水机构的调节作用相反，将严重的影响水轮机调节系统的调节品质3对于双重调节机构，调速器中需要增加一套调节和执行机构，从而增加调速器的复杂性4要求调速器具有越来越多的自动操作和自动控制功能，使得水轮机调速器成为水电站中一个十分重要的综合自动装置，总之，水轮机调节系统相对来说不易稳定，结构复杂，要求具有较强的功能 4、调节途径：改变导叶的开度（或喷针开度），使水轮机的动力矩和发电机阻力矩平衡，使转速和频率保持在规定范围。 5、电力系统的频率稳定主要取决于：有功功率的平衡 6、J dw/dt=Mt-Mg （J转动惯量、水轮机动力矩、发电机阻力矩） 7、调速器分类：（1）按元件结构分为：机械液压和电气液压（模拟电气液压、数字电气液压）（2）按系统结构\反馈位置分为：辅助接力器型、中间接力器型、电子调节器型（3）按照控制策略\调节规律分为：PI（比例+积分）调节型、PID（比例+积分+微分）调节型、智能控制型（4）按执行机构数目分为：单调节调速器、双调节调速器（5）按工作容量分为：大型、中型、小型、特小型 8、调速器型号：①②③④━⑤⑥━⑦1—大型无代号；中小型（与油压装置组合在一起）代号Y；特小型（通流式结构）代号T；2—机械液压无代号；电气液压代号D；微机调速器W；3—单调节无代号；双调节代号S；4—调速器基本代号T；5—调速器工作容量(N·m )；或主配压阀直径（mm）；6—改型标记，经改型的用A、B等标明；7—调速器额定工作油压，大于2.5MPa的才标注，单位MPa 9、数学模型：微分方程、传递函数、动态结构图、方框（块）图、状态方程 第二章水调系统工作原理 1、单调节系统组成：离心飞摆（测速元件）、引导阀（对应的液压放大装置：放大元件）、辅助接力器、主配压阀、主接力器、缓冲器（反馈元件）、调差机构 2、带动离心飞摆转动的两种电源：1、来自与主机同轴的永磁发电机2、来自发电机端电压互感器 3、局部反馈、全局反馈（软反馈\暂态反馈、硬反馈\永态反馈） 4、双调节系统关键部位：协联块 5、双调节：两个调速机构 6、ep调差率es最大功率调差率bp永态转差率bs最大行程永态转差率最大非线性度≤5% 转速死区ix 不准确度ia≤1.5% 第三章机械液压型调速器 1、转速死区ix（指在某一规定的转速范围内，飞摆无法测量出来的最大转速范围与额定转速之比的百分数）：当机组转速超过N1时调速器关闭导叶，而当机组转速低于N2时调速器才开启导叶，当转速在N1和N2之间时，调速器不动作，称为转速死区（作用：静态特性非线性度，动态系统的不准确度） 2、转速调整机构作用：当机组单机运行时，改变机组转速；并网运行，改变机组出力 3、调差机构作用：形成有差静特性 4、调节系统具有有差静特性作用：保证并列运行时机组间分配负荷；如果没有，负荷分配
水泵水轮机全特性..
水泵水轮机全特性 1．水泵水轮机全特性曲线 抽水蓄能电站的水泵水轮机均设有活动导叶，通过导叶调节水轮机运行时的流量，故水泵水轮机的特性曲线一般为一组不同导叶开度下的全特性曲线，其区域的划分与水泵的全特性区域划分一样，只是习惯上以正常水轮机运行工况的各参数为正。同时抽水蓄能电站一般H 也总是正值，即在实际工程中实用也就是5个工况区，即水轮机工况、水轮机制动工况、水泵工况、反水泵工况、水泵制动工况。 水泵水轮机全特性曲线表示方法通常采用1111~n Q 和1111~n M 来表示。图3-7和图3-8所示为某抽水蓄能电站水泵水轮机的四象限特性曲线。 图3-7 水泵水轮机流量特性曲线 图3-8 水泵水轮机力矩特性曲线
2．水泵水轮机全特性曲线的特点 通过对不同水泵水轮机的全特性分析可以看出，水泵水轮机全特性有着下述的规律与特点： （1）在水泵工况，大开度等导叶开度曲线汇集成一簇很窄的交叉曲线，说明在此区域水泵扬程与导叶开度的关系不大，开度的改变不会造成单位转速及单位力矩的很大的变化。当导叶开度较小区域时随着导叶开度的减小其流量曲线及力矩曲线则加速分又，说明此时的导水机构可看作是节流装置，水头损失急剧增大，从而对水泵的力矩及流量产生较大的影响。在水泵实际运行中导叶开度将随着扬程的变化而沿各导叶开度特性曲线的外包络线变化，使得水力损失最小，也即使得水泵的效率在此工况最高。此外，随着单位转速的增大，也即水泵扬程的减小，水泵的流量及水力矩将快速增大，所以在水泵及电动机设计时应充分考虑此时水泵的力矩特性，电动机容量应根据可能的正常运行最低扬程工况进行设计，并留有一定的裕量；同时根据导叶小开度区域力矩分散的特性，在异常低扬程起动时（如初次向上水库异常低扬程充水时）可采取关小导叶开度来限制其水力矩，即限制水泵的入力在一定范围以内。