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潮流能发电及潮流能发电装置

潮流能发电及潮流能发电装置汇总情况

潮流能发电及潮流能发电装置 戴庆忠 摘要潮流能发电是利用潮汐动能的一种发电方式。由于潮流能发电不需要筑坝 拦水,具有对环境影响小等许多优点。因此,近年来潮流能发电引起许多国家 重视,潮流能发电技术发展很快。本文从分析潮流能的特点入手,介绍了国外潮 流能发电的近况,重点介绍目前出现的各种潮流能发电装置,包括水平轴潮流能水轮机、竖井潮流能水轮机、振荡水翼式潮流能装置等。 关键词潮汐潮流能潮流能水轮机潮流能发电 1前言 1.1 潮流能的特点 潮流主要是指伴随潮汐现象而产生的有规律的海水流,潮流每天两次改变其大小和方向。而潮流能发电则是直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置进行发电。 众所周知,潮汐是海水在月球、太阳等引力作用下形成的周期性海水涨落现象。潮汐现象伴随两种运动形态:一是涨潮和落潮引起的海水垂直升降,即通常所指的潮汐;二是海水的水平运动,即潮流。前者(海水垂直升降)所携带的能量(潮汐能)为势能;而后者所携带的能量(潮流能)为动能。可以说,两者是与潮汐涨落相伴共生的孪生兄弟。对前者,可以采用类似河川水力发电的方式,筑坝蓄水发电;而对本文所介绍的潮流能,可以采用类似于海流发电方式,利用潮流的动能发电。 与常规能源比较,潮流能有以下特点: (1)潮流能是一种可再生的清洁能源。

(2) 潮流能的能量密度较低(但远大于风能和太阳能),但总储量较大。 (3) 与海流能不同,潮流能是一种随时间、空间而变化的能源,但其变化有规律可循, 并可提前预测预报。 (4) 潮流能发电不拦海建坝,且发电机组通常浸没在海中,对海洋生物影响较小,也不 会对环境产生三废污染,不存在常规水电建设中头疼的占用农田、移民安置等诸多问题。 (5) 与陆地电力建设相比,潮流能开发环境恶劣,一次性投资大,设备费用高,安装维 护和电力输送等都存在一系列关键技术问题。 1.2 潮流能水轮机输出功率的计算 潮流能机组输出功率的计算公式为: P=ηρ23 AV 式中 P ——功率,W ρ——海水密度,1025kg/m 3 A ——潮流水轮机转子扫掠面积,m 2 V ——潮流速度,m/s η——效率 从上述可以看出,潮流能机组的输出功率很大程度决定于潮流速度。一般来说,潮流 速度大于1m/s 的海域即有开发价值。 1.3 世界潮流能储量及分布 潮流能主要集中在近海浅水海域,特别是海峡、水道和湾口处。根据联合国科教文组 织估计,世界可开发利用的潮流能总量约为3亿kW 。世界上潮流能储量丰富的地区包括中国、英国、日本、国、新西兰和加拿大等地区。 1.3.1 国外潮流能丰富的地区

风力发电机介绍

风力发电机介绍 目录 1. 风力发电发展的推动力 2.风力发电的相关参数 2.1.风的参数 2.2.风力机的相关参数(以水平轴风力机为例) 3.风力机的种类 3.1.水平轴风力机 3.2.垂直轴风力机 4.水平轴风力机详细介绍 4.1.风轮机构 4.2.传动装置 4.3.迎风机构 4.4.发电机 4.5.塔架 4.6.避雷系统 4.7.控制部分 5.风力发电机的变电并网系统 5.1.(恒速)同步发电机变电并网技术

5.2.(恒速)异步发电机变电并网技术 5.3.交—直—交并网技术 5.4.风力发电机的变电站的布置 6.风力发电场 7.风力机发展方向 1. 风力发电发展的推动力: 1) 新技术、新材料的发展和运用; 2) 大型风力机制造技术及风力机运行经验的积累; 3) 火电发电成本(煤的价格)上涨及环保要求的提高(一套脱硫装置价格相当 一台锅炉价格)。 2. 风力发电的相关参数: 2.1. 风的参数: 2.1.1. 风速: 在近300m的高度内,风速随高度的增加而增加,公式为: V:欲求的离地高度H处的风速; V0:离地高度为H0处的风速(H0=10m为气象台预报风速的高度); n:与地面粗糙度等因素有关的指数,平坦地区平均值为0.19~0.20。 2.1.2. 风速频率曲线:

在一年或一个月的周期中,出现相同风速的小时数占这段时间总小时数的百分比称风速频率。 图1:风速频率曲线 2.1. 3. 风向玫瑰图(风向频率曲线): 在一年或一个月的周期中,出现相同风向的小时数占这段时间总小时数的百分比称风向频率。以极座标形式表示的风向频率图叫风向玫瑰图。 图2:风向玫瑰图

小型水电站设计2×15MW的水力发电机组

; 小型水电站设计2×15MW的水力发电机组

目录 一选题背景 (3) 原始资料 (3) 设计任务 (3) 二电气主接线设计 (3) 对原始资料的分析计算 (3) 电气主接线设计依据 (4) 主接线设计的一般步骤 (4) 技术经济比较 (4) 发电机电侧电压(主)接线方案 (4) 主接线方案拟定 (4) 三变压器的选择 (7) 3. 1主变压器的选择 (7) 相数的选择 (7) 绕组数量和连接方式的选择 (7) 厂用变压器的选择 (8) 四.短路电流的计算 (9) 电路简化图8: (9) 计算各元件的标么值 (10) 短路电流计算 (11) d1点短路电流计算 (11) d2点短路 (13) 五电气设备选择及校验 (15) 电气设备选择的一般规定 (15) 按正常工作条件选择 (15) 按短路条件校验 (16) 导体、电缆的选择和校验 (16) 断路器和隔离开关的选择和校验 (17) 限流电抗器的选择和校验 (17)

电流、电压互感器的选择和校验 (18) 避雷器的选择和校验 (18) 避雷器的选择 (18) 本水电站接地网的布置 (19) 六.设计体会 (19) 附录 (20) 参考文献 (22)

一选题背景 原始资料 (1)、待设计发电厂为水力发电厂;发电厂一次设计并建成,计划安装2×15MW的水力发电机组,利用小时数4000小时/年; (2)、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV,距系统110kV发电厂45km;出线回路数为4回; (3)、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为,基准容量Sj=100MVA; (4)、低压负荷:厂用负荷(厂用电率)%; (5)、高压负荷:110kV电压级,出线4回, Ⅲ级负荷,最大输送容量60MW,cosφ=; (6)、环境条件:海拔<1000m;本地区污秽等级2级;地震裂度<7级;最高气温36℃;最低温度-℃;年平均温度18℃;最热月平均地下温度20℃;年平均雷电日T=56日/年;其他条件不限。 设计任务 (1)、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位,拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较,确定推荐方案。 (2)、选择变压器台数、容量及型式。 (3)、进行短路电流计算。 (4)、导体和电气主设备(各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器(如有必要则选)、避雷器)的选择和校验。 (5)、厂用电接线设计。 (6)、绘制电气主接线图。 二电气主接线设计 对原始资料的分析计算 为使发电厂的变压器主接线的选择准确,我们原始资料对分析计算如下; 根据原始资料中的最大有功及功率因数,算出最大无功,可得出以下数据

垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机对比

垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机 风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大,全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦,其中可利用的风能为2×107兆瓦。中国风能储量很大、分布面广,开发利用潜力巨大。 中国风力装机容量达到1000万千瓦的速度令人惊叹。如果中国能够利用其土地上大约30亿千瓦的风能的话,将能够满足几乎所有中国当前的电力需求,短时期内这是不可能的,不过中国有可能将2020年风电总装机目标由3000万千瓦调高至1亿千瓦。在国际效率标准下运行的话,这能够满足5%的中国电力需求,并且使中国成为世界最大的风能发电国,只要中国采取更进取而有理智的方针,就能最大限度地利用其国家的风能。 当然风能的利用离不开风力发电机,风力发电机的品质和价格成为了人们关注的焦点。 当前风力发电机有两种形式:1 水平轴风力发电机(大、中、小型);2 垂直轴风力发电机(大、中、小型)。 水平轴风力发电机技术发展的比较快,在世界各地人们已经很早就认识了,大型的水平轴风力发电机已经可以做到3-5兆瓦,一般由国有大型企业研发生产,应用技术也趋于成熟。小型的水平轴风力发电机一般是一些小型民营企业生产,对研发生产的技术要求比较低,其技术水平也是参差不齐。 小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min,转速高,产生的噪音大,启动风速一般在3-5m/s,由于转速高,噪音大,故障频繁,容易发生危险,不适宜在有人居住或经过的地方安装。 垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些,因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术要求比较高,尤其是对叶片和发电机的要求。近几年垂直轴风力发电机的技术发展很快,尤其小型的垂直轴风力发电机已经很成熟。 小型的垂直轴风力发电机的额定转速一般在60-200r/min,转速低,产生的噪音很小(可以忽略不计),启动风速一般在1.6-4m/s。 由于转速的降低,大大提高了风机的稳定性,没有噪音,启动风速低等优点,使其更适合在人们居住的地方安装,提高了风力发电机的使用范围。 参数对比: 序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机 1 发电效率50-60% 70%以上 2 电磁干扰(碳刷)有无 3 对风转向机构有无 1

自由面条件下水平轴潮流能叶轮水动力研究

第37卷第10期一一一一一一一一一一一哈一尔一滨一工一程一大一学一学一报一一一一一一一 一一一Vol.37?.10 2016年10月一一一一一一一一一一JournalofHarbinEngineeringUniversity一一一一一一一一一一一Oct.2016自由面条件下水平轴潮流能叶轮水动力研究 王树齐1,张亮2,徐刚1,朱仁庆1 (1.江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;2.哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘一要:为了利用近水面较高的潮流流速,潮流能叶轮一般安装在接近自由面的位置,导致叶轮的水动力特性受到自由面的影响三本文基于CFD方法,通过改变叶尖浸没水深,对水平轴叶轮在自由面条件下的水动力特性展开研究三研究结果表明:叶轮轴向载荷和能量利用率平均值随叶尖浸没水深的增加而增加,并逐渐接近于无自由面时的计算结果;叶轮轴向载荷和能量利用率瞬时值产生波动,波动幅值随叶尖浸没水深的增加而减小;当叶尖浸没水深为0.79D时,轴向载荷系数及能量利用率已基本不随叶片方位角的变化而改变,即自由面已几乎无影响三研究结果可为潮流电站设计及工程应用提供依据和参考三 关键词:叶尖浸没水深;潮流能;水平轴叶轮;自由面;水动力载荷DOI:10.11990/jheu.201509007 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.u.20160829.1421.050.html 中图分类号:TK730,O352一文献标志码:A一文章编号:1006-7043(2016)10-1330-05Hydrodynamicanalysisofatidalcurrentimpellerinahorizontalaxisundertheconditionofafreesurface WANGShuqi1,ZHANGLiang2,XUGang1,ZHURenqing1 (1.SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China;2.CollegeofShipbuildingEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Totakeadvantageofthehightidalcurrentvelocitynearthesurfaceofwater,atidalcurrentimpellerisgenerallyinstallednearthefreesurface,whichinfluencesthehydrodynamiccharacteristicsoftheimpeller.BasedontheCFDnumericalmethod,hydrodynamiccharacteristicsofhorizontalaxistidalcurrentimpellerswerestudiedinthispaper,inconsiderationoffreesurfaceandbychangingthetip?immersion.Theresultsshowthattheaverageaxialloadandenergyutilizationratiooftheimpellerincreasewiththeincreaseofthetip?immersion,andaregradu?allyclosetothecalculatedresultswithoutregardtothefreesurface.Theinstantaneousaxialloadandenergyutiliza?tionratiooftheimpellerhaveafluctuation.Themorethetip?immersion,thesmallerthewaveamplitudeofinstanta?neousvaluewillbe.Basically,theaxialloadandenergyutilizationratiowillnotchangewiththeazimuthalchangeoftheimpellerwhenthetip?immersionis0.79D.Hence,thefreesurfacehasalmostnoeffectonhydrodynamiccharacteristicsofimpeller.Theresultsofthestudycanprovideabasisandreferenceforthedesignandengineeringapplicationofatidalpowerstation.Keywords:tip?immersion;tidalcurrentenergy;horizontalaxisimpeller;freesurface;hydrodynamiccharacteristics收稿日期:2015-09-02.网络出版日期:2016-08-29. 基金项目:国家自然科学基金项目(51179077,51579120,51309125). 作者简介:王树齐(1986-),男,讲师,博士; 徐刚(1981-),男,副教授.通信作者:徐刚,E-mail:me_xug@qq.com一一在实际水平轴潮流电站中,为了充分利用表面较高的流速,水平轴潮流能水轮机一般由漂浮式载 体或固定式载体支撑其远离海底而靠近自由面,水 轮机叶轮面临水中空化二自由面以及重力水波引起 的速度梯度等不同程度的影响,这种影响一方面导 致叶轮功率特性变差,另一方面则可能导致干扰载 荷累积二使水轮机或支撑结构疲劳甚至断裂破坏,酿 成重大事故三水平轴潮流能叶轮[1-5]近水面运行时,叶轮的运动会造成自由面的变形,自由面的变形反过来会影响叶轮的性能三叶轮和自由面相互影响的过程会涉及到旋涡二湍流与自由面的非定常二非线性相互作用,使水平轴潮流能叶轮周围流场变得非常复杂三因此,准确预报水平轴叶轮在自由面条件下的水动力性能显得尤为重要三Bahaj等[6-9]在不同翼型二桨距角以及两种不同叶尖浸没水深条件下,采用模型试验方法,研究了水轮机性能二叶片空化以及双转子干扰问题,得出了水轮机在不同叶尖浸没水深时的功率及载荷规律三万方数据

水平轴风力发电机设计

目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 1 绪论 (1) 1.1风能资源的概述 (1) 1.2风能资源的利用 (1) 1.3风能资源利用的原理 (1) 1.4风力发电的输出 (3) 1.5风力发电机的种类 (3) 1.5.1水平轴风力发电机 (3) 1.5.2垂直轴风力发电机 (4) 2 水平轴发电机的基本功能构成及工作原理 (5) 2.1水平轴风力发电机的结构简介 (5) 2.2水平轴发电机关键部件详细介绍认知 (6) 2.2.1风轮叶片介绍 (6) 2.2.2发电机 (6) 2.2.3调速机构 (8) 2.2.4调向机构 (9) 2.2.5手刹车机构 (9) 2.2.6塔架 (10) 3 小型风力发电机叶轮和发电机装置的选择确定 (11) 3.1设计风速的确定 (11) 3.2风轮外形的计算 (12) 3.2.1风能利用系数Cp (12) 3.2.2风轮的扫掠面积确定 (12) 3.2.3风轮直径的确定 (13) 3.2.4回转体水平轴向力的计算 (14)

3.2.5发电机的选择确定 (14) 4 水平轴风力发电机回转体的设计与计算 (16) 4.1回转体结构设定 (16) 4.2轴承的计算与选用 (16) 4.2.1轴承的功能与作用 (16) 4.2.2轴承的查表选用 (16) 5 塔架 (22) 5.1塔架高度的确定 (22) 5.2塔架材料的确定 (22) 5.3整体建模效果图 (23) 总结 (24) 参考文献 (25) 致谢 (26)

风能是清洁绿色的动力,风力能源目前相对于我国来说还是相当充裕的。风力发电就是获取风能最主要的一种方法。风力发电的根本工作原理,是通过风力使其叶片转动,然后经过增速机把风轮转动的速度提高到一定的值,继而使发电机正常工作然后发电。现在风力发电技术已经达到了一定的地步,基本风速达到3m/s的速度后,发电机就可以开使正常工作继而发电。该课题是设计一台小型水平轴风力发电机,它的基本组成部件主要有以下五种①叶片②发电机③回转体④塔架⑤控制系统等。本课题对风力发电机进行了基本的讲述,首先计算风轮的扫掠面积,继而确定风轮的直径,选定发电机,然后通过以上计算查表选择轴承等部件,确定塔架的高度及材料,并绘制了图纸。 关键词:风力发电机;回转体;风轮

水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究

水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究 伴随着社会的不断进步和提高,机械行业也迎来了自己的发展空间。水电站造福了社会,为人民提供生命之源。它已经摆脱了原来落后的工作模式,进而采取了水轮发电机组的方式。但是在水电站利用水轮发电机组也存在一定的问题。所以本文重点分析水电站水轮发电机组的常见故障与维护措施,进而找到行之有效的维护方式。 标签:水电站; 水轮发电机组; 常见故障; 维护分析 引言 作为水力发电的重要内容,水电站在实际运行过程中具有非常关键的作用。科学优化水电站的整体运行质量,全面优化水电站的运行安全,不仅关系着我国水力发电事业的健康持续发展,也关系着我国电能资源的节约与优化。水电站电力生产水平直接受到水电站发电机组运行能力的影响,在实际发电过程中,发电机组若出现故障或者隐患,势必影响水电站的整体运行成效,同时,也会在某种程度上造成发电机组损毁。因此,在发电机组的运行过程中,应该落实科学的运行方式,全面加强维护管理,综合性提升发电机组的整体运行安全,确保水电站平稳高效运行。 1 水电站水轮发电机组的结构与工作原理 水轮发电机组的主要组成部分就是定子、转子与励磁装置,定子主要有隔震系统、机座、铁芯,转子则主要包含了主轴、轮臂、轮毂、风扇、磁极、制动阀板等部件。水轮发电机组中的导水机构在关闭的过程中需要一定的时间,为了避免在关闭的过程中所造成的电网解列时的转速上升过快、过高的情况,就需要给水轮发电机的转子以更大的转动惯量。这是造成当前转子质量过重的主要原因。发电机同步运行的过程中,水轮发电机组内的励磁绕组会通过直流电流,直接形成正常运行的磁场,此时就需要借助励磁电源、励磁调节器、励磁绕组以及其他的组成设备才能获取给直流电流,如果直接给发电机提供励磁绕组与励磁电源,会使得水轮发电机组的定子与转子结构部分存在一定的气隙,而该气隙也会导致出现旋转磁场,这就称之为水轮发电机组的主磁场。经过分析发现,该磁场的变化呈现出正弦变化规律,在水轮发电机组主磁场与定子绕组实现切割时,定子绕组会伴随着时间的变化而产生正弦交流电动势,这样就能够达到发电的目的,这也是水轮发电机的工作原理。 2水电站水轮发电机组的常见故障 2.1水轮发电机组的温度太高。 水轮发电机组是通过电使得发电机运转起来的,水轮发电机组在转动的过程中因为机器之间的摩擦,会有热量的产生。而这些热量如果得到有效的处理,那

小型水力发电机

斜击式小型水力发电机 斜击式小型水力发电机5KW,需要水头为15-50米左右,水流量为:0.047-0.014立方米/秒。可以选配永磁单相发电机和励磁三相发电机。斜击式小型水力发电机5KW配永磁单相发电机重量约为:150kg。 一、小型水力发电站简介:建微水电站是在有一定水头落差的地方,通过筑坝拦集小溪流水,通过管道等将水引入水力发电机组,推动水轮带动电机发电,然后通过输电线供给用电户。 二、斜击式水力发电原理:在有水落差比较高的地方,用水管将水从高处引往低处,由于水位差高,水产生比较高的压力,在高压力的作用下,水的流速非常快。在水轮机处装有圆形的小喷口,高压高速的水流喷射到斗状的叶片上带动水轮机高速旋转,从而带动发电机发电。在这里主要就是利用水的高压高速能量,因此,高落差非常重要。水位差,或者说水流落差,我们简称为水头。 三、功率计算:水流量和水头就可以决定安装发电机组的功率。水流量一般是指一秒钟内流出的水的体积。以立方米/秒为单位。理想理论上安装功率的计算公式为:水头(m)×流量(m3/s)×9.8=功率(KW)。实际上机组的效率并不是100%,因此要把机组的效率算上。一般水头我们以H来表示,流量以Q来表示,机组效率为η来表示,一般η取0.7左右。g表示重力加速度,功率以P来表示,那么安装功率的计算公式为:P = HQηg 例如:水流量为0.02m3/s,水头为10米高,那么可以安装的功率为: 0.02×10×9.8×0.7 =1.372(KW),即实际可以安装功率为:1千瓦左右。 流量比较难测量一般以估算法来测。首先估算出水的流速,然后再估算出水流的横截面积大小,即可算出水流量大小。 流量(m3) Q = Sv 其中S为横段面积(m2),v为流速(m/s) ①、首先测量得水沟的横截面积S,比如可量得水沟的宽、高粗略算出横截面积S,如要测得更准确,可对水沟的横截面积进行分割细分测得各小块面积,然后再相加得出总面积。 ②、水流速的测法,可直接丢一漂浮物在水面上,然后看它在一定时间内漂流过的路程,然后再计算出其1秒内流过的路程,即为水的流速。 ③、还可以用一个比较大的水桶来直接接水,然后计算出流量。 估测流量时,要多次测量取平均值,还要考虑到每个季节的水量变化情况。四、斜击式小型水力发电机结构:斜击式小型水力发电机是专门针对高水头设计应用的。一般用在水头为6米-50米之间。典型的应用场合如:高落差的小溪旁、小瀑布边、小山水边等。斜击式小型水力发电机构造非常简单,由两大部分组成:斗式水轮机和发电机同轴构成。详细结构说明参照图“斜击式小型水力发电机结构图”。 五、主要规格及技术参数

水平轴多翼型潮流能发电系统设计

创新与实践TECHNOLOGYANDMARKET Vol.26,No.4,2019水平轴多翼型潮流能发电系统设计 古淳月 (西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129) 摘 要:水平轴多翼型潮流能发电系统是利用自然潮汐能发电的装置,该装置最大的的特点在于潮汐扇的设计,运用叶素动量理论、涡流理论和Wilson理论等理论,优化出损耗小、利用高的叶扇。此外,独特的潮流感知系统,当潮流方向有所变化时,迅速调节潮汐扇的方向,将潮流能最大化利用。 关键词:潮流发电机叶片结构;潮流感知;节能环保 doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2019.04.019  引言 随着社会经济的发展和科技的进步,能源的可持续发展与环境保护已成为亟待解决的问题。化石能源与人类社会发展中的能源需求之间的矛盾迫使我们加强对可再生资源的有效开发和利用。除了现有的太阳能、风能等可再生能源,潮汐能的分布广泛、预见性强、储藏量和可利用性十分可观,使得潮汐能在应用上更加便利,具有可观的开发价值。  潮汐扇设计 涡轮叶片通常由多个不同的翼型叠加,并且叶片性能与翼型的流体动力学特性密切相关。采用不同翼型设计叶片的几何参数是叶片设计的主要内容。研究发现,叶片不同部位的叶素执行的功能略有差别。叶片根部承受较大的作用力。因此,需选择厚度较大且扭矩系数较大的翼型;叶片中部是水轮机获能的关键,应选择升阻比较大的翼型;而叶尖部位应选取厚度较小,升阻比较大的翼型。叶片设计方法的基本理论有叶素动量理论、涡流理论和Wilson理论。我们选用Wilson设计方法,研究了叶尖、轮毂损失和升阻比对叶片性能的影响,基本设计步骤如下: 1)叶片在径向上分成n个相等的部分,每一部分为1个叶素。 2)求解a、b、F。考虑叶尖和轮毂损失时,由 dC p dλ = 8 λ30 (1-a)bFλ3可以确定每个叶素位置获能系数,要使水轮机的获能系数最大,就要求 dC p dλ 最大。因此要使用优化方法,使 dC p dλ 最大, 本文以b(1+b)λ2=a(1-aF)为约束条件,利用MATLAB优化求解a、b、F。 3)求解叶素的入流角Φ,并在运行条件下查询翼型的最佳迎角α,由β=Φ-α求得扭角β,求得弦长c。 4)叶片弦长和扭转角的线性化校正,如图1 所示。 图1 叶片弦长和扭转角的线性化校正示意图 5)翼型坐标转换 从Profili中导出的翼型数据,是以弦长为100mm,扭角为 0度的二维坐标的形式存在的,因此,需将叶素的二维坐标转 换为三维坐标,并进行比例变换,这种转换可以在MATLAB中 实现。 6)运用soldworks,实现叶片三维模型实体建模,如图2 所示。  整体设计 本装置由潮汐叶扇模块、发电机模块(含传动装置)、潮流 方向感知模块、底座模块四部分组成,各模块间关系如图3 所示。 0 6

水电站水轮发电机组的常见故障与维护

水电站水轮发电机组的常见故障与维护 摘要近年来,社会各界对电力的需求急剧增加,在极大程度上带动了电力行业的快速发展。就目前而言,我国是通过水轮发电机组进行发电的,具有成本低、污染小的优势,对实现可持续发展的目标具有促进作用。因此,必须要确保水轮发电机组的正常运转,定期对其进行养护和维修,否则一旦发生故障,就会造成不可估量的损失。文章主要基于水轮发电机组的常见故障进行分析,并提出了检修对策,希望可以为相关技术人员提供理论帮助和基础,仅供参考。 关键词水电站;发电机组;故障;维修 水电机组在水电系统中发挥着核心功能與作用,能够有效推动和促进水轮的高效运转,促进能量的转化,提高水电系统的工作效率。实际的水轮机组维护中需要掌握科学的维护技术、专业的维护知识,从而维护水轮发电机组的高效运转,推动其安全运行,进而从整体上维护整个水电系统各项功能与作用的发挥。 1 水轮发电机组常见故障分析 1.1 温度异常 水轮发电机组运行中势必会产生一定的热量,但是长时间后会对设备产生一定的影响。尤其是发电机导轴承,需要全面的检修才能排除故障。同时,水导油盆缺油等导致散热不及时也会使得水导瓦升温,严重时会导致设备出现故障。 1.2 甩油故障 水轮发电机组在运行中还会出现甩油的现象,产生这种现象主要原因有:①水轮发电机组油箱中的油太多,超过了允许值;②水轮发电机组运行过程中转动幅度过大,超出允许范围;③油箱顶部密封不严,导致油甩出。以上问题都会使得水轮发电机组的设备损耗加大,影响到机组的正常运行。当问题严重时,必须要及时停机进行检修,避免故障进一步扩大。同时要加强密封处理,降低甩油现象的发生。 1.3 并网受阻 水轮发电机组在运行中的控制方式大多未自动准同以及手动准同。这两种控制方式要求电压、频率以及相位等参数相一致,在实际操作中存在一定的误差,为此,工作人员要尽可能地降低误差,减小发生并网故障的概率[1]。 2 水电站发电机组的维修措施 2.1 加强水轮发电机的日常维护

潮流能发电装置的研发【开题报告】

开题报告 海洋科学 潮流能发电装置的研发 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 1、国内外研究动态 人类对潮流现象的观察、认识由来已久。但是,基于各种原因,直到1970年代,人类才开始研究潮流能的利用问题,近年来,由于传统潮汐发电因环境影响等问题在许多国家受阻,人们才开始重视潮流能发电的开发及规划建设问题。 美国是世界上最早开展海流发电研究的国家之一。1973年美国首先提出在佛罗里达海域采用“科里奥利斯”巨型海流发电装置发电的方案,该方案为一种管道形水轮发电机,机组长110米,装置布置在海平面以下30米处,当海流速度为2.3m/s时,可以发电83MW。 加拿大大不列颠哥伦比亚潮汐能公司与英国MCT公司合作,计划在温哥华Campbell河建设至少装机3台Seagen型1.2MW机组的潮流能发电场;2009年4月,加拿大新斯科帝亚动力司与英国Open Hydro公司签订合同,在芬地湾建设一个1MW 的潮流能发电站。 英国是目前世界上潮流能发电技术最先进的国家,也是世界上潮流能开发利用较早、较多的国家。2003年,英国在德文郡的Lynmouth外海投运首台300KW的SeaFlow型潮流能发电机组;2008年4月,1.2MW的SeaGen型潮流能发电机组在北爱尔兰Strangford湖投入运行,2008年12月,机组满发、超发。Strangford潮流能发电站将共安装10台1.2MW机组,总装机容量达到12MW。目前,英国正在苏格兰和北威尔士建设大型潮流能发电场,将安装1.2MW及1.5MW的SeaGen型机组及其他型式的潮流能发电机组。 中国是世界上最早开展潮流能发电试验的国家之一。1958年在大跃进的热潮中,广东顺德县水电局在桂畔海水闸进行了潮流能发电试验。试验水轮机转子直径0.6m,

我国首座水平轴潮流能海上示范电站运行成功

·第一版·?第1919期 2012年3月16日星期五????? 我国首座水平轴潮流能海上示范电站运行成功2012-03-16? ??? 本报讯(荆丰梅? 陈海龙? 王发银)“海上生明月”——由徐玉如院士亲笔题写在浙江省岱山县仙洲桥边灯塔上的5个大字在暗夜里熠熠生辉。自2011年11月6日至今,由我校承担研制的10kW水平轴潮流能发电装置“海明I”号,已在仙洲桥下小门头水道连续运行6个月。这是我国自行研制的第一座长期示范运行的座海底式水平轴潮流能独立发电系统,也是继垂直轴潮流能示范电站“万向I”和“万向II”之后,在水平轴潮流能发电研究领域取得的标志性突破,其在水动力学及其性能方面进入世界先进水平。 ??? 潮流发电对弥补能源短缺、缓解环境污染具有重要作用,对海岛和经济发达的沿海地区,有广阔的应用前景。“海明I”号采用座海底式导流增强型电站主体形式,水平轴桨式叶轮、永磁直驱发电机,装机容量10kW,额定流速2m/s,系统输出三相电,电压400V/50Hz,具有过电流保护、过电压和欠电压保护功能,抗风能力12级,适应潮差4m,可实现全自动变速运行,双向自动对流,预计示范年限7年。通过实测海况运行,将一进步检验其座底式结构、水轮发电机组、电能变换及控制系统等关键设备的技术性能和运行可靠性,为今后的系统运行、技术发展和工程应用积累经验。 ??? 该电站在国家海洋公益性行业科研专项“典型海岛综合开发利用技术研究与示范”的子项目“潮流能电站及其与风能互补集成系统的开发和示范”的支持下完成。由国家海洋局第二海洋研究所组织,我校主体设计研发,哈尔滨大电机研究所实验车间和岱山县高亭船厂制造,岱山县科技局和海洋局等地方政府部门提供大力支持,是一项政府、高校、科研院所、企业协同攻关的成果。项目联合了我校船舶工程学院、机电工程学院、自动化学院、航天与建筑工程学院、材料科学与化学工程学院等众多科研力量,历时3年,经历了多次的方案论证、设计、模型实验和样机测试,最终完成了任务规定的全部技术性能指标。 ??? 我校海洋潮流能利用技术的研究工作始于1982年。经过30多年的努力,逐步形成了一支由船舶与海洋工程、流体力学、电控和机械等专业人员组成的学术队伍。2002年和2005年,学校在浙江省岱山县水道建造了我国第一台“万向I”70kW漂浮式潮流实验电站和“万向II”40kW座海底式潮流电站。2010年,国家设立海洋能专项。我校作为技术主体依托单位,集成多学科优势,与国家科技部、国家海洋技术中心、岱山县科技开发中心、岱山县高亭船厂、中海油研究总院等单位,共同承担了国家863计划、国家科技支撑计划、海洋可再生能源专项等多项国家重大课题研究,在我国海洋潮流能技术研发领域走在了前列。供稿:- TOP -打印关闭

拉西瓦水电站水轮发电机组总装方案(word版)

浅谈拉西瓦水电站水轮发电机组总装工艺 摘要:本文主要介绍了大型水轮发电机组总装的具体施工工艺以及在安装过程中的施工技术,合理的施工工艺将大大提升安装质量和安装进度。 1简述 拉西瓦水电站共设计安装5+1台SF700-42/13770型水轮发电机组,发电机总装工作内容主要包括定子吊装调整、下机架吊装调整、推力轴承安装、推力油槽及其附件安装、下盖板安装、制动器及其管路安装、发电机主轴安装、水轮机与发电机连轴铰孔、消防环管安装、高压油减载装置安装、转子吊装、转子与推力头连接、转子与主轴连接、上端轴安装、上机架安装、上导油槽及其油冷却器安装、机组轴线调整、上导轴承安装、滑环和滑环室安装、空气冷却器及其系统管路安装,还包括定子、下机架和上机架基础的混凝土回填浇注、整台发电机油气水管路的密封和耐压试验、防腐、保温、设备管路的清扫、喷漆等。2施工工艺流程

3发电机总装工艺 3.1定子安装、调整 定子安装完成后将其吊入机坑,进行高程和中心的。高程调整时要考虑水轮机主轴与发电机主轴的加工长度偏差以及下完线圈后的下沉量。定子高程的测量基准是以底环高程为基准进行调整。调整方法:在机座下面布置6台200吨液压千斤顶,用调整基础顶丝的方法调整定子高程。检测方式,用水准仪测量铁芯

上专门划分的高程点。定子中心及圆度的调整基准是以水轮机固定止漏环的实际中心来进行调整。检测方式,在机坑上部安装专用线架,安装求心器并悬挂钢φ0.3mm的钢丝线,找正定子与止漏环中心同心。在定子铁芯内侧分上、中、下三个断面,每个断面上均匀地选取14个测点,以钢琴线为圆心,用内径千分尺和耳机检测定子圆度。定子调整后圆度不大于设计空气间隙的±4%。定子调整完成后先不进行基础回填,等 机组盘车过程中检查空气间隙合格后即可回填定子基础混凝土,混凝土强度达到要求后拉伸定子基础螺杆。 3.2 下机架预装、调整 下机架组装完成后吊入机坑进行就位调整,主要调整以下项目:下机架高程;下机架高程调整为设计值的±0.5mm。下机架水平;下机架水平调整为0.04mm/m。下机架中心;下机架中心以水轮机止漏环中心为基准调整到0.05mm以内。以上项目调整、检查满足技术要求后,进行基础螺栓回填。回填完成后将下机架吊出机坑,安装推及下导轴承零部件,待导水机构安装完成后进行下机架回装。 3.3主轴安装 水轮机转动部分安装调整完成后,水轮机主轴处于机组中心轴线位置,水轮机轴上平面水平度偏差不超过0.02mm/m,转轮与止漏环间隙调整合格并用楔子板固定,此时转轮的实际高程应比设计高程低27mm左右,目的是为发电机转子吊入后,推力

潮流能发电(一)

潮流能发电技术(一) Tidal Current Power Generation(1) 在浅海、海峡、海湾或河口一带,涨潮与退潮会引起较强的潮流,水流速度较高,可直接利用潮流前进的动能来推动水轮机发电,方法类似于风力发电机,称之为潮流发电机。风力机可用的形式基本上都可用于潮汐动能发电,比较典型的的是采用与水平轴风力机相似的结构与原理,下面举两个例子介绍一下。 敞水型水平轴桨叶潮流发电装置 图1是一种潮汐动能发电机示意图,与顺风式风力机工作原理相同,也叫桨叶式潮流发电机。转轮的叶片与风力机类似,由于水的密度约为空气的800多倍,相同功率下的叶片面积与长度可大大缩小,不过潮汐水流速一般没有风速快。叶轮通过增速齿轮箱与发电机连接,一同安装在机舱内,机舱安装在支柱上,可绕支柱旋转,支柱固定在海底,属坐底式安装。水流推动叶轮旋转,并保持叶轮面与水流方向垂直。由于叶轮在敞开的水中旋转,属敞水式结构。 图1 桨叶式潮流发电机图2 水下的桨叶式潮流发电机

桨叶式潮流发电机可安装多个组成潮流发电站,图2是六个桨叶式潮流发电机的水下模拟图。 桨叶式潮流发电机在国外已有成功的产品,比较典型的是英国研制的一种桨叶式潮流发电机,名为“SeaGen”,形似倒置的风车,由一对涡轮组成,每个涡轮直径20米,容量1200千瓦。涡轮安装在柱桩上,柱桩固定在海底。图3是该潮流发电机的图片。 图3 SeaGen桨叶式潮流发电机(图片来自网络)

扩张型涡轮潮流发电装置 还有一种是把叶轮安装在水平扩张导流管内,扩张导流管在风力机中称为扩散器,利用导流管对水流进行加速,可明显提高叶轮的输出功率。叶轮由多个叶片组成,这是一种导流管增速涡轮机结构,或称为导流管增速水轮机,见图4。 图4 导管涡轮式潮流发电机 图中浅蓝色箭头线表示水流走向,水流推动发电机发电,涡轮机采用双向对称结构,反方向水流同样推动发电机发电,适用于潮流发电。 导流管增速涡轮发电机可安装多个组成潮流发电站,图5是五个导管涡轮式潮流发电机水下模拟图。

水平轴与垂直轴风力发电机的比较

水平轴与垂直轴风力发电机的比较 班级:学号:姓名: 摘要:本文主要对水平轴风力发电机与垂直轴风力发电机在设计方法、结构等多方面进行了比较,最终得出垂直轴风力发电机大有可为的结论。 关键词:风力发电机;垂直轴;水平轴;设计; 1 引言 风能是一种取之不尽,无任何污染的可再生能源。地球上的风能资源极其丰富,据专家估计,仅1%的地面风力就能满足全世界对能源的需求。人类利用风能已有数千年历史,在蒸汽机发明以前风能曾作为重要的动力,应用于人类生活的众多方面。风力发电的探索,则起源于19世纪末的丹麦,但是直到20世纪70年代以前,还只有小型充电用风力发电机达到实用阶段。1973年爆发石油危机以后,美国、西欧等发达国家为寻求替代石油燃料的能源,投入了大量经费,动员高科技产业,利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制风力发电机组,开创了风能利用的新时代。由于风力发电技术的不断发展,风力发电越来越受到世界各国的重视。 垂直轴风车很早就被应用于人类的生活领域中,中国最早利用风能的形式就是垂直轴风车。但是垂直轴风力发电机的发明则要比水平轴的晚一些,直到20世纪20年代才开始出现(Savonius式风轮——1924年,Darrieus式风轮——1931年)。由于人们普遍认为垂直轴风轮的尖速比不可能大于1,风能利用率低于水平轴风力发电机,因而导致垂直轴风力发电机长期得不到重视。 随着科技的发展和人类认识水平的不断提高,人们逐渐认识到垂直轴风轮的尖速比不能大于1仅仅适用于阻力型风轮(Savonius式风轮),而升力型风轮(Darrieus式风轮)的尖速比甚至可以达到6,并且其风能利用率也不低于水平轴。近年来,越来越多的机构和个人开始研究垂直轴风力发电机,并取得了长足的发展。

中小型水电站水轮发电机组的常见故障与检修建议

中小型水电站水轮发电机组的常见故障与检修建议 目前,我国很多中小型水电站的水轮发电机具有效率高、成本低、污染小等优点,但是在水轮发电机运行的过程中会受到各种不稳定因素的影响,因此,应实际检修水轮发电机组。本文作者分析了中小型水电站水轮发电机组的常见故障,并提出检修建议。 标签:中小型水电站;水轮发电机组;故障;检修建议 0、引言 随着我国社会的快速发展,电力系统发展日趋完善。现阶段中小型水电站已经普遍建立起来,它们主要运用水轮发电机组来将水力转化为电能,具有减少污染、降低成本、产生足够电量的优点,因而其使用范围也在大范围推广。水轮发电机组在使用过程中受客观因素的制约严重,如果对其不仅进行严格的运行管理和检修就会导致其无法正常运行,先阶段我国针对水轮发电机组的检修过程中无法样按照有关标准执行实施。就目前发展形势看,水轮发电机组制造技术不断完善,自动化水平越来越高,因此检修技术也会明显提高。 1、中小型水电站水轮发电机组常见故障分析 1.1 温度异常 水轮发电机组运行中势必会产生一定的热量,但是长时间后会对设备产生一定的影响。尤其是发电机导轴承,需要全面的检修才能排除故障。同时,水导油盆缺油等导致散热不及时也会使得水导瓦升温,严重时会导致设备出现故障。 1.2 甩油故障 1.2.1 在水电站水轮发电机组运行的过程中,油箱的油若是相对较多的话,超出所规定的标准值,这样就会导致甩油故障的现象。 1.2.2若是水电站水轮发电机组运行中转动幅度相对较大的话,超出所规定的范围,这样也会导致水电站水轮发电机组甩油故障的发生。 1.2.3油箱顶部的密封程度是导致水电站水轮发电机组甩油故障发生的重要因素,主要是因为油箱的密度相对较差,导致的油甩出。 以上的问题都会引发水电站水轮发电机组设备消耗较大,影响到水电站水轮发电机组的正常运行。同时,若是情况相对较为严重的话,还会引发安全事故的发生,所造成的后果是非常严重的。 1.3 并网受阻

水力发电机

发电机的工作原理 newmaker 发电机原理 <一> 发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。 <二>发电机的分类可归纳如下: 发电机分:直流发电机和交流发电机 交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。

由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为…作功?。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用…电磁感应?原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。 汽油机驱动发电机运转,将汽油的能量转化为电能。 在汽油机汽缸内,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装,就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子,利用…电磁感应?原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 ·主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。 ·载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。 ·切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。

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