1. 水轮机概述
1、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。
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。
2、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。
3、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。
4、汽油发电机原理；
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。
5、同步发电机工作原理
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）。
交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
2. 水轮机介绍
三峡水电站是目前世界最大的水电站，这里安装着世界最大的水轮发电机组。在三峡泄洪坝两侧底部的水电站厂房内，共安装有32台70万千瓦级水轮发电机组；其中左岸厂房14台，右岸厂房12台，右岸地下厂房6台，另外还有2台5万千瓦的电源机组，总装机容量2250万千瓦；相当于20座百万千瓦级核电站，比巴西伊泰普水电站多了850万千瓦。左岸厂房和右岸厂房已建成投产的26台机组，日均发电量3.3亿度，满负荷运行可达4亿度，年发电量近1000亿度，约占全国发电量的33分之一。
3. 水轮机包括
1、水轮机、发电机、变压器、输变电工程；
2、水泵；
3、起重、拖动设备：如坝顶门机、转扬机、升船机动力提升拖动系统等；
4、液压系统：如油缸、液压管路等；
5、自动化控制系统； 等
4. 水轮机的构成
水锤泵和水轮泵区别如下：
水锤泵是一种以流水为动力，通过机械作用，产生水锤效应，功能是利用高压气体气压差能，压差能水泵系统。其构造主要有进水管，转换成高压气体，泵体，泄水阀，中心阀，压力罐，出水管六大部分组成
水轮泵是靠水力驱动的提水机械。主要由水轮机和水泵组成，水轮机的转轮由水流驱动旋转，再由转轮驱动水泵叶轮，进行提水作业。
5. 水轮机型式
水轮机轴每分钟旋转的次数。水轮机转速通常用n表示，单位为r/min。当水轮机与发电机直接联接时，所选定的水轮机转速应符合发电机同步转速的要求（参见水轮发电机额定转速）。
水轮机额定转速的确定，需综合考虑各种条件和要求，进行技术经济比较。在保证较高工作效率的前提下，转速高可以减小发电机尺寸和重量，降低其造价，但提高转速后水轮机转轮的应力将增大，飞逸转速将增高，此外还需考虑空化和稳定性的变化。
当水轮机突然甩去全部负荷与电力系统解列，轴输出功率为零时，如调速机构失灵或其他原因，导水机构不能关闭，水轮机转速将迅速升高。当水流能量与转速升高后的机械摩擦损失等能量平衡时，转速达到某一最大值，这个转速称为水轮机飞逸转速。其数值随水轮机型式和开度不同而异，可达额定转速的1.8～3.0倍，对机组的设计和制造都有较大影响。水轮机的飞逸转速根据水轮机模型试验的飞逸特性计算确定。水轮机和发电机的结构强度需满足飞逸转速的要求。
6. 水轮机的定义
水轮发电机在运行中因机组故障等突然甩去负荷，发电机输出功率为零，此时如水轮机调速机构失灵或其他原因使导水机构不能关闭，则水轮机转速迅速升高。
当输入的水流能量与转速升高时产生的机械摩擦损失能量相平衡时，转速达到某一稳定的最大值，这个转速称为水轮机的飞逸转速。