水轮发电机结构运行监测与维修PDF电子书下载

第1篇 水轮发电机结构与设计 1

第1章 水力发电 1

概述 1

水力发电 2

水能及其转换 2

水力发电及其特点 3

水电站及其设备 4

水电站的分类 4

水电站厂房 5

水电站设备 5

第2章水轮发电机工作原理 7

概述 7

电机基本工作原理 7

电机磁路 8

水轮发电机的工作原理 8

水轮发电机励磁系统 9

励磁系统的基本结构 9

励磁方式 10

第3章 水轮发电机的基本技术数据 12

规格数据 12

额定容量（SN） 12

额定电压（UN） 12

额定功率因数（cosψN） 12

额定转速（nN）和飞逸转速（ny） 13

电磁参数 14

直轴瞬变电抗X′d和直轴超瞬变电抗X"d 14

短路比KC 15

机械参数 15

飞轮力矩（GD2） 15

机械（惯性）时间常数（Tmcc）和储能常数（H） 16

第4章 水轮发电机主要尺寸与经济性 17

发电机主要尺寸与额定功率及转速的关系 17

水轮发电机主要尺寸比与尺寸的确定 18

主要尺寸比 18

主要尺寸的确定 18

第5章 水轮发电机结构型式与分类 20

水轮发电机结构型式 20

水轮发电机的分类 20

立式与卧式 20

空冷与内冷 21

常规与非常规 21

水轮发电机总体布置 22

卧式机组轴承布置 22

立式机组轴承布置 23

悬式和伞（半伞）式结构的判断与稳定性 29

悬式和伞（半伞）式结构的判断 29

全伞式机组稳定性 30

第6章 定子 31

概述 31

定子机座 31

机座结构类型 32

机座结构设计 32

定子铁心 39

铁心冲片 39

通风槽片 44

铁心固定 47

铁心设计 53

定子绕组 60

绕组的构成原则 60

绕组的基本要求 60

绕组型式及选择 61

绕组换位 63

绕组绝缘 70

绕组设计 76

定子装配 89

绕组连接 89

绕组固定 106

铜环引线 113

定子基础部件 121

第7章 转子 124

转子结构特点与要求 124

磁极 125

磁极固定 126

磁极铁心 127

磁极线圈 134

阻尼绕组 145

垫板与弹簧 151

磁极键 151

磁极部分计算 152

转子体 162

整体结构转子体 162

组合结构转子体 163

转子磁轭与支架配合紧量 186

风扇 187

风扇结构要求 187

风扇结构和类型 187

轴 195

轴基本要求及其受力 195

轴结构及其连接 196

轴尺寸确定及计算 198

滑环与电刷装置 204

滑环 204

电刷装置 207

第8章 轴承 209

轴承分类 209

卧式电机轴承 209

座式滑动轴承结构型式及尺寸确定 209

座式滑动轴承油润滑方式 210

润滑方式及润滑油选择 211

座式滑动轴承承载及计算 211

立式电机轴承 212

推力轴承 212

导轴承 236

轴承油循环冷却系统 241

推力轴承油循环冷却系统 241

导轴承油循环冷却系统 250

轴承油密封 251

油槽盖密封 251

挡油管密封 252

轴承高压油顶起装置 254

工作原理 255

油室压力和油量 255

油室直径和油膜厚度 257

环形油室和多油室 258

油泵压力选择 258

高压油顶起计算 258

轴承润滑计算 260

推力轴承润滑计算 260

导轴承润滑计算 263

轴承用润滑油 264

油冷却器 266

油冷却器类型 266

油冷却器结构及其要求 267

轴电流 268

第9章 机架 270

机架受力及其要求 270

机架受力 270

机架结构要求 270

机架结构型式 271

辐射型机架 271

井字形机架 272

桥型机架 272

斜支臂机架 272

多边形机架 273

三角（△）环形机架 273

机架主要结构部件 275

中心体 275

支臂 275

合缝板 277

千斤顶 277

千斤顶受力 277

千斤顶结构 278

机架尺寸的选择与计算 279

机架尺寸选择 279

负重机架挠度、刚度和应力计算 279

第10章 辅助装置 283

灭火装置 283

灭火方式 283

水灭火系统 285

水灭火系统设计 286

不同灭火系统应用 286

制动装置（系统） 287

制动方式 287

制动系统 288

制动器 289

不同制动方式应用 292

制动器计算 292

测温装置 294

测温部位和测温数量 294

测温元件 294

测温系统 297

油、水管路系统 298

轴电流监测装置 298

粉尘收集装置 299

空间加热装置 299

第11章 通风冷却与发热 300

通风系统 300

通风系统分类 300

立式水轮发电机典型通风系统风路结构 305

水轮发电机通风系统论述 306

水轮发电机通风计算 318

冷却与发热计算 323

水轮发电机冷却方式 323

水轮发电机发热计算 325

空气冷却器及暖风装置 331

空气冷却器 331

暖风装置 338

第12章 内冷却水轮发电机 341

极限容量与冷却方式 341

内冷却水轮发电机 343

内冷（水冷）却水轮发电机的经济性 343

内冷（水冷）却水轮发电机的设计特点 344

水内冷水轮发电机 346

蒸发冷却水轮发电机 361

水轮发电机转子绕组强迫通风冷却 367

转子绕组散热冷却的主要途径 367

转子绕组强迫通风冷却结构 367

转子绕组强迫通风冷却计算 370

第13章 发电电动机 372

抽水蓄能电站 372

发电电动机特点 375

双向旋转 375

频繁启、停 375

专门启动措施 375

复杂过渡过程 375

制造难度大 375

发电电动机结构 376

总体布置 376

定子 376

转子 378

推力轴承 379

通风冷却系统 382

带有风机的轴—径向通风系统 382

磁轭径向通风系统 384

可变速发电电动机 384

变极式变速发电电动机 384

可调式变速发电电动机 386

发电电动机启动方式 388

选择启动方式的因素 388

启动方式 389

启动方式综合比较 397

发电电动机启动与停机 397

发电工况的启动与停机 397

电动机（水泵）工况的启动与启动试验 398

抽水蓄能机组工况转换 400

抽水蓄能机组工况转换种类 400

抽水蓄能机组工况转换 401

第14章 贯流式水轮发电机 403

贯流式水电站 403

贯流式水电站的型式 403

贯流式水电站特点 405

贯流式水轮发电机发展概况 406

灯泡贯流式水轮发电机主要技术问题 408

灯泡比 408

发电机额定电压 409

发电机功率因数 409

通风冷却 409

飞轮力矩（GD2）和惯性时间常数（Tmcc） 409

灯泡贯流式水轮发电机结构 410

总体布置 410

定子 414

转子 417

轴承 417

锥体 420

灯泡头 420

辅助装置 421

灯泡贯流式水轮发电机通风冷却 421

通风方式 422

冷却形式 423

冷却结构 426

风机和冷却器布置 428

增压冷却 429

水内冷却结构 429

二次循环冷却与冷却套 430

二次循环冷却 430

冷却套 431

冷却套散热及计算 431

通风和热计算 433

潮汐电站 433

潮汐能源特征 433

潮汐能源 434

潮汐能源的开发 434

潮汐发电机组 435

第2篇 水轮发电机启动、停机与运行 437

第15章 水轮发电机启动与停机 437

启动前检查 437

安装质量检查 437

清洁检查 437

间隙检查 437

轴承油槽检查 437

油循环系统检查 437

制动系统检查 437

管路检查 438

接线检查 438

集电环、电刷检查 438

密封检查 438

润滑油油质检查 438

转动部件检查 438

通风系统检查 438

监测系统检查 438

内冷却发电机检查 438

启动应具备的条件 438

水轮发电机启动试验 439

水轮发电机停机及停机后检查 440

停机过程中检查 440

停机后的检查和调整 440

第16章 水轮发电机空载与带负荷试验 441

水轮发电机空载试验 441

发电机三相短路试验 441

发电机定子绕组直流耐压试验 441

发电机空载升压试验 441

机组过速试验 442

水轮发电机组带负荷试验 442

水轮发电机组并入系统试验 442

水轮发电机组带负荷试验 443

水轮发电机组甩负荷试验 443

水轮发电机组调相运行试验 444

水轮发电机组进相运行试验 445

水轮发电机组最大出力试验 445

水轮发电机组72h带负荷连续试运行和30天考核试运行 445

第17章 水轮发电机运行 447

水轮发电机正常运行 447

电磁功率（输出功率）与功率角关系 447

水轮发电机并联运行 449

水轮发电机安全运行极限 456

电压变化与水轮发电机运行状态关系 458

外部阻抗对水轮发电机运行的影响 459

水轮发电机运行特性 459

空载特性 460

短路特性 460

零功率因数负载特性 461

利用零功率因数曲线和空载曲线确定定子漏抗和电枢反应磁势 463

外特性 463

调整特性 464

发电机的同步电抗和短路比 465

用电势—磁势图求取额定励磁电流和电压变化率 466

效率特性与损耗 467

水轮发电机特殊运行 470

进相运行 470

调相运行 480

调峰运行 481

调频运行 481

不对称运行 482

水轮发电机的不正常运行 488

发电机的电压过高或过低 488

发电机频率波动 489

发电机失磁 489

发电机温度过高 491

发电机的振动与响声 492

第3篇 水轮发电机监测、维修与增容改造 493

第18章 水轮发电机使用与维护 493

水轮发电机使用条件 493

水轮发电机的维护 493

日常维护的要求 493

主要部件的日常维护 494

预测性维护 495

第19章 水轮发电机监测和诊断 501

状态监测和诊断 501

监测和诊断手段 501

维修策略 501

离线和在线监测 502

离线状态监测 502

数据采集器 503

在线状态监测 504

第20章 水轮发电机检修 513

水轮发电机检修的必要性及其分类 513

机组检修的必要性 513

机组检修的分类及其内容 513

水轮发电机主要检修项目 514

定子 514

转子 516

推力轴承 518

导轴承 518

油冷却器 518

制动器 519

空气冷却器 519

挡风板 519

第21章 水轮发电机增容改造 521

水轮发电机增容改造目标、原则和条件 521

增容改造目标 521

增容改造原则 521

增容改造条件 522

水轮发电机状态评估 522

水轮发电机使用寿命期 522

水轮发电机状态评估方法 523

水轮发电机增容改造途径 523

增容改造可行性 523

增容改造途径 524

增容改造后核算 526

水轮发电机增容改造实施与效果 527

增容改造实施 527

增容改造效果 528

附录1三峡水电站左岸厂房发电机简介 530

附录2常用工业材料的物理性能 534

附录3国内外部分大容量水轮发电机参考总图 536

参考文献 550