《水力机组原理及设计》课程PPT教学课件（水轮机篇）第一章 水轮机概述

水力机组原理及 设计(水轮机篇

水力机组原理及 设计（水轮机篇）

水力机械 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

水力机械 ➢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

TURBINE GENERATOR 水轮机是将水 能转变为旋转机 GENERATOR 水轮发电机组 械能,从而带动 发电机发出电能 的一种机械,是 TURBINE 水电站动力设备 之

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

第一章水轮机概述 第一节水轮机的工作参数 总能头线 AhlA 电能一发电机 VA A A 水轮机 B 0 水轮发电机组装置原理图

第一章 水轮机概述 水轮发电机组装置原理图 第一节 水轮机的工作参数

水轮机的工作参数 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=981QH可知,基本参数 包括:工作水头H、流量Q、出力N、效率,工 作力矩M、机组转速n

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 包括：工作水头H、流量Q、出力N、效率η，工 作力矩M、机组转速n。 水轮机的工作参数

、水头head) 1.毛水头( nominal productive head) HMEU-ED-Lu-ZD 2.反击式水轮机的工作水头 毛水头-水头损失=净水头 H=Ex-ED=Hm-h I-A 3.冲击式水轮机的水头 h=ZI-zz-h A 其中Z和Z分别为上游和水轮机喷嘴处的水头

一、水头(head) 1. 毛水头(nominal productive head) HM=EU-ED=ZU-ZD 2. 反击式水轮机的工作水头 毛水头 - 水头损失=净水头 HG=EA- EB=HM - hI-A 3. 冲击式水轮机的水头 HG=ZU- ZZ - hI-A 其中ZU和ZZ分别为上游和水轮机喷嘴处的水头

4特征水头 ( characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况。 ◆最大工作水头:Hm=2Z正Z下mmh1A ◆最小工作水头:Hm1n=2死Z下mxh1A ◆设计水头(计算水头)H 水轮机发额定出力时的最小水头 ◆平均水头:Hm=Z上aZ下

4.特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况。 ◆最大工作水头： Hmax =Z正-Z下min-hI-A ◆最小工作水头： Hmin=Z死-Z下max-hI-A ◆设计水头(计算水头) Hr ： 水轮机发额定出力时的最小水头。 ◆平均水头： Hav =Z上av-Z下av

二、流量(m3/( flow quantity) ◆单位时间内通过水轮机的水量Q。 ◆Q随H、N的变化: H、N一定时,Q也一定; 当H=Hr、N=N额时,Q为最大。 ◆在H、n1、N运行时—Q r(设计流量)

二、流量(m3 /s)(flow quantity) ◆ 单位时间内通过水轮机的水量 Q 。 ◆ Q随H、N的变化： H、N一定时， Q也一定； 当H=Hr、N=N额时，Q为最大。 ◆ 在Hr、nr、Nr运行时—— Qr(设计流量)

、出力与效率( output and efficiency) 1.出力(水轮机的输出功率N 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为: N=yH=9.810H 水轮机的输出功率:N=Nn=9810H7 2.效率: y=NN,一般y=80%95%

三、出力与效率(output and efficiency) 1. 出力(水轮机的输出功率)N： 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)为： 水轮机的输出功率： 2. 效率： η=N/Nw ， 一般η=80%~95% Nw = QH = 9.81QH N = Nw  = 9.81QH

四、工作力矩和转速 令水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达 N=Mm=M-=9817H 60 M主轴力矩;-水轮机旋转角速度, n—转速,n=300p—发电机磁极对 令额定转速n:正常情况下机组的转速保持为固定 转速,该转速称为额定转速,并与发电机的同步 转速相等

四、工作力矩和转速 ❖水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达 M——主轴力矩; ω——水轮机旋转角速度， n ——转速，n=3000/p p ——发电机磁极对 ❖额定转速n：正常情况下机组的转速保持为固定 转速，该转速称为额定转速，并与发电机的同步 转速相等。 QH n N M M    9.81 60 2 = = =