水輪發電機與水輪機以及其他附屬設備共同組成水輪發電機組,是水輪發電機組的核心組成部分,而水輪發電機組則是水電站的核心裝備,因此水輪發電機地位重要。在工作過程中,水輪機將水的位能轉化為機械能,水輪發電機由水輪機驅動,將機械能轉化為電能,從而實現電能產出。
水輪發電機主要由轉子、定子、軸承、冷卻器、制動器等組成。水輪發電機的特點主要有:飛輪力矩較大,因此轉子直徑較大;為穩定輸出的電流頻率,轉子轉速需保持穩定;水輪發電機單機容量不斷增大,轉子轉速不斷提升,其材料選擇及制造工藝要求不斷提高;需要長距離輸送電力,水輪發電機穩定性要求高;水輪發電機組向大型化方向發展,水輪發電機可靠性要求隨之不斷提升。
按照軸線位置來劃分,水輪發電機可以分為臥式水輪發電機、立式水輪發電機兩大類。臥式水輪發電機通常采用沖擊式水輪機驅動,一般用于中小型機組制造中;立式水輪發電機通常采用反擊式水輪機驅動,主要用于大型機組制造中,其又可以分為懸式水輪發電機、傘式水輪發電機兩種。在我國,市場上采用的水輪發電機以立式水輪發電機為主。
在全球范圍內,水輪發電機生產商主要有德國福伊特(Voith)、法國阿爾斯通(GE-Alstom)、英國Gilkes、奧地利安德里茨(Andritz)、俄羅斯Power Machines、印度BHEL、日本東芝(Toshiba)、日本三菱重工(Mitsubishi)、中國東方電機、中國哈爾濱電機廠等。
中國水電行業發展迅速,裝機容量不斷增長。根據國家能源局公布數據顯示,截至2021年12月底,全國水電裝機容量約3.91億千瓦。這有利于水輪發電機行業發展。
新思界
行業分析人士表示,早期,我國不具備大型水輪發電機研制能力,三峽水電站建設時,采用的70萬千瓦水輪發電機從國外進口。為實現自主供應,我國水輪發電機研發投入力度不斷加大,相關技術瓶頸不斷突破,現階段我國能夠自主研發生產100萬千瓦的水輪發電機,已經應用在白鶴灘水電站建設中。目前,我國水輪發電機研制能力處于國際領先水平。