水轮发电机
用于生产电能的动力设备
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水轮发电机（hydraulic generatorset）是与水轮机连接配套的发电机组的统称，是用于生产电能的动力设备，用于水力发电厂。通常用同步发电机，亦有使用小型异步发电机。大中型水轮发电机多为立式结构，立式水轮发电机由转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、上导轴承、下导轴承及通风冷却系统等组成。[1][3][4][5][6]
1755年，俄国彼得堡院士欧拉建立了水轮机基本方程式。1878年，首台水轮机驱动直流发电机在法国巴黎西尔米吐水电厂投产发电。19世纪末至20世纪初水轮发电机处于雏形阶段。电压等级多样，频率杂乱，交、直流电争端不断。1913年，瑞典通用电气公司设计制造了单相卧式600kW水轮发电机组。由西屋公司制造的美国Adams水电站的发电机（当时最大容量）则基本代表了水轮发电机起步期阶段的制造水平。1921至1950年，水轮发电机标准化、统一化，同时产生现代水轮发电机雏形，使水轮发电机发展进入成长期。20世纪50年代至80年代，为水轮发电机技术高速发展的黄金时期。单机容量连创新高，大批大型水电站投入运行。1952年，中国自主制造了第一台800kW混流式机组。20世纪80年代后期，大型水电站主要集中在中国、巴西等发展中国家。2003年，三峡水电站首批水轮发电机组并网发电，单机容量70万kW（840MVA），2007年三峡右岸首台70万kW全空冷水轮发电机组投产发电，此后，蒸发冷却技术在水轮发电机组得到广泛应用。[4]2012年，向家坝水电站首批机组投产，共安装8台容量为80万kW（即800MW）的发电机组，全部采用全空冷技术，为当时世界上水电单机容量最大的空冷发电机组。[4]2021年6月28日，全球在建规模最大、单机容量最大、技术难度最高的水电工程——金沙江白鹤滩水电站首批2台机组投产发电。[5][a]
水轮发电机根据电磁感应原理设计。[6]按水轮发电机安装方式不同，可分为卧式和立式两种。对于立式机组，根据推力轴承位置的不同又分为悬式水轮发电机和伞式水轮发电机。按水轮发电机的冷却方式不同，可分为空气冷却（空冷）和内冷却（内冷）两种型式。按水轮发电机的功能不同，分为常规水轮发电机和非常规的蓄能式水轮发电机两种。[6]水轮发电机单机容量不断提高、采用X形叶片等新技术提高运行可靠性、采用了陶瓷涂层新技术减轻泥沙磨损等是水轮发电机的发展趋势。[4]