水轮发电机结构及工作原(水轮机有关（工作水头、导叶开度、调频、调速等）知识点)

Posted 2023-05-30

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水轮发电机结构及工作原(水轮机有关（工作水头、导叶开度、调频、调速等）知识点)

工作水头：水轮机的进口和出口处单位质量水流的能量差值

泥沙磨损：当含有一定泥沙浓度的水流经过过流部件表面时，其中较坚硬的泥沙颗粒撞击或切削过的表面，使过流部件表面材料因疲劳和机械破坏而损坏的过程。

汽蚀：流动或静止的液体内部压力降低到某一临界值压力一下时，液体外部形成的气泡发展溃灭的过程

导叶开度a0：是指一个导叶末端至相邻导叶体之间的最短距离。

水轮机设计工作水头Hr ：水轮机在额定转速下，发生额定功率时的最小工作水头

水轮机调节：由调速器对水轮机发电机组实行自动控制，时自动控制原理的具体作用，具体表现在跟随负荷地变化调节流量维持机组转速稳定，保证供电质量的过程

反馈：机械液压调数器的反馈通常包括硬反馈，软反馈和局部反馈，并有对应的机械和元件接力器最短（直线）关闭时间接力器活塞在最大关闭速度下走完全行程的时间

调节系统静特性：指机组处于稳定状态下，机组转速n与机组频率P之间的关系曲线

机组调差率ep :机组突然用负荷同时导水机构关闭失灵致使机组转速急剧升高的过程，称为飞逸用nR表示，水轮机飞逸过程中达到的最大稳态转速值称为飞逸转速N

气蚀与泥沙磨损的表面特征各

汽蚀表面特征：金属表面呈现海绵状针孔(蜂窝状)、表面红禓色、金属表面松软脱落；泥沙磨损表面特征：初期为划痕或麻点、发展期为沟槽状，波纹状，鱼鳞坑；严重期时部件穿孔，锯齿形沟槽，具有水流方向性，表面密实具有金属光泽。

机组停机过程中为什么要制动？在什么时候要进行顶转子操作？

机组自然停机，持续时间长，长时间的低速转动会将机组推力轴承油膜压出破坏，产生大量热量，烧毁轴承。机组停机过程中，当机组转速下降至35%额定转速时，由转速信号器控制DKF自动打开，压缩空气投入制动闸。机组长期停机达72小时重新启动与新安装或检修后的机组首次启动前务必进行顶转子操作。

机组运行中，引起水轮机水力振动的原因:减轻水力振动有哪些措施？

引起水力振动的因素有：水力不平衡、尾水管中水流不稳定、蜗带及空腔汽蚀。减轻水力振动的措施有：轴心孔补气、尾水管补气、压缩空气补气或射流补气、尾水管直锥段加同心圆导流栅、尾水管壁加装三角形阻水筋或稳流片、调整止漏环间隙消除水力自激振动、改变叶型和在叶片间加支撑消除或减弱转轮叶片卡门涡列振动现象。

导水机构中的剪断销、限位块起什么作用？

剪断销位于连接与导叶壁之间，其断面在正常操作力矩作用下能正常工作。当导叶被异物堵塞时，超过正常力矩的1.5位时，剪断销被剪断，被导叶解到，其中心孔内信号装置能告控修信号。限位装置：当异物消除时，被解到导叶处于自由旋转状态，可能与相邻导叶发生碰撞，必须限制自由导叶最大开度

导水机构中的导叶剪断销剪断的原因：

1导叶间被来物卡住。2导叶尼龙套吸水膨胀将吸水导叶轴抱的太紧。3水轮机顶盖和底环抗磨板采用尼龙材料，尼龙抗磨板凸起。4各导叶连杆尺寸调整不当或锁紧螺母松动。5导叶关或开太快，使剪断销受冲击剪断力剪断

调频机组的特点与作用。

特点：系统中最小调差率为0.8～1.5%、系统中容量较大的机组、常采用双调节机组、调节动作性能较好。

作用：根据电网系统中负荷的变化与自动分配，调节电网频率，保证供电系统质量稳定。

调速器自动开机步骤。

（1）准备工作：检查开机条件，冷却水投入，制动闸复归，打开输油阀，切换阀置于自动位置，检查并打开闸门或阀门等；

（2）中控室发出开机命令，动作开限机构使开限红针动作到空载开度，机组启动至额定转速并由转速信号器自动并上调速器电源开关；

（3）同期、测量并网

（4）第二次动作开限机构，使红针达到需求值（限制开度）；

（5）动作转速调整机构平移机组静特性，打开导水机构开度并升出力

机组型号HLD06A-LJ-140与SF8000-10/2600与的含义。

混流式水轮机、转轮型号D06A、立式装置、金属蜗壳、转轮直径为140cm。水轮发电机、额定容量为8000kW、发电机磁极数为10个、额定转速为600r/min、发电定子机座号为260，即定子铁心高度为2600mm。（混流，轴流，斜流，贯流，水斗，斜击，双击）

反击型水轮机的基本过流部件有哪些？各部件的作用是什么？引水部件：平顺引流，形成环量；导水机构：形成环量、调节流量、关断水流；(转轮)：转换能量；(尾水管)：平顺排出水流，回收转轮出口位能和动能。

导水机构的组成与工作原理。

导水机构主要由控制环，传动机构，顶盖，底环，导叶等组成，以调数器的接力器为动力，根据负荷地大小推拉杆，控制环，连杆和导叶臂，改变进入转轮的流量

冲击式水轮机折向器的工作原理。

折向器位于喷管前的喷嘴上，正常运行时，它与自身射流水位之间保持3-6mm的距离，当机组突然甩负荷时，在调速器的协联机构的操控下，折向器快速切入水流使水流折向防止机组发生飞逸，同时喷针关闭，避免产生过大的水压力，保证机组安全运行

水轮机基本方程式的形式与物理意义。

Hn=(u1v1-u2v2)/g Hn=(u1v1cosa1-u2v2cosa2)/g Hn=w(vum-var)/g Hn=w(p1-p2)/2πg

表示了单位质量水流的能量与转轮进出口水流多种运动参数的关系

为什么机组不能在低于40%-60%额定负荷下长期运行？

水轮机在低负荷时运行，尾水管中出现涡流压力脉动，甚至发生功率摆动气蚀现象更严重

机组运行中，引起水轮机水力振动的原因有哪些？减轻水力振动有哪些措施。

机械振动：转子质量不平衡，机组轴线倾斜，导轴承缺陷等。电磁振动：转子磁极线圈的匝间短路，转子和定子的空气间隙不均匀以及磁极极性磁力不平衡。水力振动：水力不平衡，尾水管中水流不稳定，涡带及空腔空蚀等。

比转速与水轮机性能的关系。

水轮机的比转速Ns愈大，水轮机的单机容量P愈大，水轮机的能量特性愈好。

不同比转速水轮机随转速变化流量不同，

为什么？N3不懂，结构形状不同，水流量Q不同，Q受离心力影响大小不同。

水电站是通过水轮机把水能转化为旋转机械能，再通过发电机把机械能变为电能的。

反击式水轮机的能量转换特征压能，内能，动能

混流式水轮机的水流特点径向流入，轴向流出应用范围中高水头水电站。

水轮机转轮中，水流的绝对速度是相对速度和圆周速度构

水轮机相似的判断依据是单位转速，单位流量。

电调的电气回路中测频回路相当于机调的离心摆。导叶断面形状是翼型，导叶端面间隙密封的措施是在导叶的中轴套下端和下轴套上端装有轴颈密封。

人工失灵区是人为地在静止特性曲线上形成死区，使机组的出力在小范围内保持特定。

反击型水轮机能量转换过程中，存在水力损失、机械损失和容积损失。。

电站运行人员可简单鉴别油质。油管堵塞说明杂质油垢；取运行尚未的样品燃烧有“啪啪”声则说明含有水分；油色变黑则说明碳化严重。

机组冷却水的水压监测措施是冷却器进口设置压力表，冷却水量监测措施是冷却器出口设置示流信号器

透平油的作用润滑、散热、传递能量。促进油劣化的根本原因是氧化；电站油净化的方法有澄清压力过滤真空进化

水轮发电机组运行时，绕组温度最好控制在35-55，轴承温度通常是35-55。

水电站动力设备包括水轮发电机、调速系统和辅助设备系统组成。

导叶断面形状是散打翼型，导叶端面间隙密封的措施是 O形或L形密封圈。

反击型水轮机能量转换过程中，存在机械损失、容积损失和水力损失，水轮机的最优工况是指进口无撞击、法向出口。

水轮机汽蚀类型有局部汽蚀、翼形汽蚀、间隙汽蚀、空腔汽蚀。

水轮机相似的基本条件是：几何相似、运动相似、动力相似。

水轮机出力为零，转速达到额定值的运行状态称为空载状态。

HL式水轮机转轮的主要部件有上冠、叶片、下环、泄水锥等。

水轮机的三个能量指标是能量特性、蚀特性、运行稳定性。

水轮机调节的基本要求是快速、准确、稳定。

硬反馈的作用是实现有差调节调节，使并网机组稳定地分配负荷。

水轮机的一种基本方程式

Hη=（U1VU1-U2VU2）/g 。

当切换阀处于手动位置时，离心摆与引导阀不起作用，接力器的开度由人为操作开度限制机构来确定；此时开度表上红、黑针重合；动作转速调整机构是否起作用不起作用；并入电网的机组当系统频率波动时是否调节不参与调解。

1-蜗壳 2-导水机构 3-导叶 4-转轮 5-减压装置 6-止漏环境 7-接力器 8-导轴承 9-工作密封 10-恭候密封 11-主轴 12-控制环 13-顶盖 14-导叶传动机构 15-轴套 16-导叶密封 17-真空破坏发 18-补气架 19-底环 20-尾水管里衬