1、第四節(jié) 水輪發(fā)電機(jī)的選擇計算一、 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【2】P149表3-1，懸式適用于轉(zhuǎn)速大于，傘式適用于轉(zhuǎn)速小于。因為水輪機(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。二、 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 磁極對數(shù)：18外形尺寸計算如下：1、極距根據(jù)統(tǒng)計資料分析,極

2、距與每極的容量關(guān)系如下: cm 參考【2】P159公式3-2 式中 =Nfcos, cos為功率因數(shù)角，取cos取0.875。 =1513000.875=172914KVA。=74.92 cm 由上求出后,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)。 參考【2】P160公式3-3 式中 = =308.4166.7=1.85; =74.92 cm.=1.8574.92=138.6ms 查參【2】P160，轉(zhuǎn)子磁軛的材料用低合金高強(qiáng)度鋼2、定子內(nèi)徑 計算公式： = =858.52 cm 參考【2】P160公式3-4 3、定子鐵芯長度 計算公式： cm 參考【2】P160

3、公式3-5 式中： =201.05 cm =201.0574.92=2.683 4、定子鐵芯外徑 按下式進(jìn)行估算： 查參考【2】P160， 參考【2】P160 故=858.52+1.274.92=948.42cm =0.0256 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 按下式進(jìn)行估算： 當(dāng) 參考【2】P161 故948.42=1119.14cm（2）風(fēng)罩內(nèi)徑 按下式進(jìn)行估算： 參考【2】P161 故1119.14+240=1359.14cm （3） 轉(zhuǎn)子外徑 按下式進(jìn)行估算： cm 參考【2】P161式中：為單邊空氣間隙，初步估算時可忽略不計

4、。 即=858.52cm（4） 下機(jī)架最大跨度 按下式進(jìn)行估算： 參考【2】P162 式中：為水輪機(jī)機(jī)坑直徑，參考【】162表3-6，轉(zhuǎn)輪直徑為5m時D5=700cm。 即=630+120=750cm（5） 推力軸承外徑和勵磁機(jī)外徑 根據(jù)發(fā)電機(jī)容量=172914KVA，查參考【】162表3-7，推力軸承外徑=449cm，2、軸向尺寸計算（1） 定子機(jī)座高度h1 按下式進(jìn)行計算： cm 參考【2】P162 故=201.05+274.92+20=370.89cm（2） 上機(jī)架高度h2 按下式進(jìn)行估算： 對于懸式發(fā)電機(jī)， cm 參考【2】P162 故=0.25858.52=214.63cm（3） 推

5、力軸承高度、勵磁機(jī)高度、副勵磁高度和永磁機(jī)高度 根據(jù)發(fā)電機(jī)容量=172914KVA，查參考【】163表3-8。 推力軸承高度=180cm，勵磁機(jī)高度=230cm，副勵磁高度=110cm，永磁機(jī)高度=80cm（4） 下機(jī)架高度h7 按下式進(jìn)行計算： 懸式非承載機(jī)架： cm 參考【2】P162 即0.12858.52=103.02cm（5） 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)行計算： 懸式非承載機(jī)架： cm 參考【2】P163 即=0.15858.52=128.78cm（6） 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)計資料，一般為7001500mm，取

6、h9=110cm。（7） 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度h10 按下式進(jìn)行計算： 有風(fēng)扇時： 參考【2】P163 即=201.05+90=291.05cm （8） 發(fā)電機(jī)主軸高度h11 按下式進(jìn)行計算： 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：=370.89+214.63+180+128.78+110 =1004.3cm （9） 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面距離h12 按下式進(jìn)行計算： 參考【2】P163 即=0.46370.89+291.05=461.66 cm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： 參考【2】P164公式3-6 式中： 則

7、： 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量：0.5=461.11 發(fā)電機(jī)飛輪力矩GD2，可按下式進(jìn)行計算： （t） 參考【2】P164公式3-7 式中 定子鐵芯內(nèi)徑，m； t定子鐵芯長度，m； 經(jīng)驗系數(shù)，查參考【2】P164表3-10，=5.2則： （t）五、 選取發(fā)電機(jī)型號根據(jù)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式、發(fā)電機(jī)額定出力（兆瓦）、磁極個數(shù)和定子鐵芯外徑（cm），可以確定水輪發(fā)電機(jī)型號為：SF151.3-36/948.42，水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)計算結(jié)果見表 SF151.3-36/948.42 型水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)表轉(zhuǎn)子重量（t）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）461.1111191.413591.48585.27500630044903708.9（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（