水輪發(fā)電機(jī)選擇

1、水輪發(fā)電機(jī)的選擇計(jì)算發(fā)電機(jī)型式的選擇水輪發(fā)電機(jī)按其軸線位置可分為立式布置和臥式布置兩類，大中型機(jī)組一般采用立式布置，臥式布置通常用于中小型機(jī)組及貫流式機(jī)組。本電站采用立式布置，立式布置又分為懸式和傘式兩種。懸式布置和傘式布置的適用條件，查參考【2Pl49表3-1,懸式適用于轉(zhuǎn)速大于150r/min，傘式適用于轉(zhuǎn)速小于150r/min。因?yàn)樗啓C(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為166.7r/min,所以水輪發(fā)電機(jī)選用懸式布置。水輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式采用徑向通風(fēng)密閉式空氣循環(huán)冷卻。主要尺寸估算待選水輪發(fā)電機(jī)的有關(guān)參數(shù)如下:發(fā)電機(jī)型式：懸式標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速：166.7r/min磁極對(duì)數(shù)：18外形尺寸計(jì)算如下：1、極距根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料

2、分析，極距與每極的容量關(guān)系如下cm參考【2】P159公式3-2式中sf:發(fā)電機(jī)額定容量（KVA）;p:磁極對(duì)數(shù)；P18Kj:系數(shù)，一般為810,容量大，線速度高的取上限，本設(shè)計(jì)中取9sf=Nf/cos&,cos&為功率因數(shù)角，取cos&取0.875。sf=247423/0.875=282769KVA。282769=84.73cm9*4-V2*18由上求出T后，尚應(yīng)校核發(fā)電機(jī)在飛逸狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子飛逸線速度Vf是否在轉(zhuǎn)子材料允許范圍內(nèi)。VfKfV參考【2】P160公式3-3式中Kf:飛逸系數(shù)，與水輪機(jī)型式有關(guān)或按機(jī)組的飛逸轉(zhuǎn)速nf與額定轉(zhuǎn)速j的比值確定;V:轉(zhuǎn)子額定線速度，當(dāng)

3、頻率f50周/秒時(shí)在數(shù)值上等丁極距；Vf:飛逸線速度Kf=nf/ne=308.4/166.7=1.85;V=84.73cm.VfKfV=1.85*84.73=156.75m/s查參【2P160,轉(zhuǎn)子磁軸的材料用整圓疊片。2、定子內(nèi)徑Di計(jì)算公式：Dj2£=218*84.73=971.43cm參考【2】P160公式3-43、定子鐵芯長(zhǎng)度It計(jì)算公式：.Sf115cm參考【2】P160公式3-5CD：ne式中：Sf:發(fā)電機(jī)額定容量(KVA);Di:定子內(nèi)徑(cm);C:系數(shù),見參考2福表35,取C7106,冷卻方式為空冷,2827691162=256.79cm710*971.43*166

4、.7It/=256.79/84.73=3.03>3,通風(fēng)較困難。4、定子鐵芯外徑Da按下式進(jìn)行估算：查參考【2】P160,ne166.7rpm:DaD,1.2參考【2Pi60故DaDi1.2=971.43+1.2*84.73=1073.12cmDiltne1073.12256.79*166.7=0.025小于等于0.035,故選擇懸式布置是正確的。三、外形尺寸估算1、平面尺寸估算(1) 定子機(jī)座外徑D1按下式進(jìn)行估算：136.4ne214rpm,D1.18Da參考【2】P161故D1.18*1073.12=1266.28cm(2) 風(fēng)罩內(nèi)徑D2按下式進(jìn)行估算：Sf20000KVA,D2D

5、12.4m參考【2】P161故D21266.28cm240cm=1506.28cm(3)轉(zhuǎn)子外徑D3按下式進(jìn)行估算：D3Di2cm參考【2】P161式中：a為單邊空氣間隙，初步估算時(shí)可忽略不計(jì)。(4) 即D3Di=971.43cm下機(jī)架最大跨度D4按下式進(jìn)行估算：Sf100000KVA,D4D51.2m參考【2】Pi62式中：。5為水輪機(jī)機(jī)坑直徑，參考【2】P162表3-6,轉(zhuǎn)輪直徑為5m時(shí)D5=700cm。(5) 即D4D51.2m=700+120=820cm推力軸承外徑D6和勵(lì)磁機(jī)外徑D7根據(jù)發(fā)電機(jī)容量Sf=282769KVA，查參考【2】P162表3-7,推力軸承外徑D6=484cm,勵(lì)

6、磁機(jī)外徑D7=456cm。(1) 2、軸向尺寸計(jì)算定子機(jī)座高度h1按下式進(jìn)行計(jì)算：(2) 214ne125rpm,h1lt2200mmcm參考【2】Pi62故h1lt2200mm=256.79+2*84.73+20=446.25cm上機(jī)架高度h2按下式進(jìn)行估算：對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)，h20.25Dicm參考【2P162故h2=0.25*971.43=242.86cm推力軸承高度h3、勵(lì)磁機(jī)高度h4、副勵(lì)磁高度h5和永磁機(jī)高度h6根據(jù)發(fā)電機(jī)容量Sf=282769KVA，查參考【2】P163表3-8。推力軸承高度h3=190cm，勵(lì)磁機(jī)高度h4=230cm，副勵(lì)磁高度hs=110cm,永磁機(jī)高度h6=8

7、0cm(4)下機(jī)架高度h7按下式進(jìn)行計(jì)算：懸式非承載機(jī)架：h70.12Dicm參考【2】Pl62(5) 即h70.12*971.43=116.57cm定子支座承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離h8按下式進(jìn)行計(jì)算：參考【2】懸式非承載機(jī)架:h80.15DicmP163(6) 即h8=0.15*971.43=145.71cm下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離h9按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為7001500mm，取h9=120cm。(7) 轉(zhuǎn)子磁軸軸向高度h10按下式進(jìn)行計(jì)算：有風(fēng)扇時(shí)：h10lt(7001000)mm參考【2】P163即h10=256.79+85=340cm(8) 發(fā)電機(jī)主

8、軸高度h11按下式進(jìn)行計(jì)算：h11(0.70.9)H參考【2】P163式中H為發(fā)電機(jī)總高度，即由主軸法蘭盤底至發(fā)電機(jī)頂部的高度。則：Hh1h2h3h4h5h6h8h9446.25242.8619023011080145.71120=1564.82cmh110.8H0.81564.821251.86cm(9) 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面距離hi2按下式進(jìn)行計(jì)算：參考【2】Pl63h120.46h1h10即hi20.46hihio=0.46*446.25+340=545.28cm四、水輪發(fā)電機(jī)重量估算水輪發(fā)電機(jī)重量可按下式進(jìn)行估算：Sf|GfKi()3參考【2】P164公式ne3-6式中：

9、Gf"'*ne:額定轉(zhuǎn)速(rpm);Ki:系數(shù)，對(duì)懸式發(fā)電機(jī)取8i0,對(duì)水內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)取67,本設(shè)計(jì)中取K8.則：2827692/3Gf8()ii37.86ti66.7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量：0.5Gf=568.93t發(fā)電機(jī)飛輪力矩GD2,可按下式進(jìn)行計(jì)算：23.5.GDK2Djlt(tW)參考【2】Pi64公式3-7式中Di一定子鐵芯內(nèi)徑，m;lt一定子鐵芯長(zhǎng)度，m;K2經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查參考【2】Pi64表3-i0,K2=5.2則：2_35_-_GD25.29.7i432.567938i52.39(t-m2)五、選取發(fā)電機(jī)型號(hào)根據(jù)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式、發(fā)電機(jī)額定出力（兆瓦）、磁極個(gè)數(shù)和定子鐵芯外徑（cm）,可以確定水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)為：SF247.42336/1073.12，水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表5-1：表5-1SF247.42336/1073.12型水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)表轉(zhuǎn)子重量D1D2D3D4D5D6h1(t)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm