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水電廠生產流程及發(fā)電基本原理簡介,一、水力發(fā)電基本原理,水力發(fā)電是利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處，將其中所含之位能轉換成水輪機之動力即利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉動，將水能轉變?yōu)闄C械能，通過主軸帶動發(fā)電機轉子轉動,在發(fā)電機轉子加以勵磁電流,隨著水輪發(fā)電機組轉動,切割磁力線,發(fā)電機定子便可發(fā)出電來，即旋轉機械能轉變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電在某種意義上講是水的位能轉變成機械能，再轉變成電能的過程。因水力發(fā)電廠所發(fā)出的電力電壓較低，要輸送給距離較遠的用戶，就必須將電壓經過變壓器增高，再由空架輸電線路輸送到用戶集中區(qū)的變電所，最后降低為適合家庭用戶、工廠用電設備的電壓，并由配電線輸送到各個工廠及家庭。,水電廠的出力和發(fā)電量的計算公式為P=9.81ηQH(kW)η代表水輪發(fā)電機效率Q代表單位流量（m3/s）H代表上下游水位落差（m）,水力發(fā)電廠流程簡介,,1、進水口、尾水閘門2、壓力鋼管3、主閥4、水輪機5、發(fā)電機6、控制室7、發(fā)電機開關8、主變9、配電裝置10、輸電線,二、水電廠在電力系統(tǒng)中的作用,承擔基荷無調節(jié)水電廠宜全年擔負系統(tǒng)基荷工作調峰有調節(jié)水電廠在枯水期宜在峰荷工作，日調節(jié)水電廠可盡量擔任系統(tǒng)峰荷調頻多年調節(jié)電站及大容量機組可作系統(tǒng)調頻機組事故備用只需幾分鐘就可啟動或停機，宜于作事故備用,三、水電廠的分類,常規(guī)水電站抽水蓄能電站混合型水電站（既有常規(guī)機組又有抽水蓄能機組）潮汐電站,常規(guī)水電站分類,壩內式電站(河床式電站)壩后式電站引水式電站混合式電站,1、壩內式電站,河床式水電廠的廠房與大壩一起建筑在河床中，成為壩體的一部份，因而廠房本身應能承受上游水壓力，起擋水作用，廠房結構設計與壩體相同。這種水電廠適用于水頭較低而所擋水建筑物很長的情況下，通常是在平原河段上。,2、壩后式電站,壩后式水電廠的廠房建筑物在壩后，廠房不擋水，因而也稱壩下式水電廠。其特點是水頭較高，廠房本身不承受上游水壓。,3、引水式電站,當天然河流坡降較大時，可借助坡降較小的引水道引水用以集中水頭，采用這種開發(fā)方式為引水式開發(fā)。根據引水道的形式不同，又分為無壓引水式開發(fā)水電廠和有壓引水式開發(fā)水電廠兩種。,4、混合式電站,在一個河段上，用筑壩和有壓引水道共同來集中河段上兩部分落差的開發(fā)方式稱為混合式開發(fā)。這種開發(fā)方式的水電廠稱為混合式水電廠。,四、水電站的組成部分,水工建筑物水力機械設備發(fā)電設備變電設備配電設備輸電設備控制及輔助設備,1、水工建筑物各組成部分,擋水建筑物——壩；泄水建筑物——溢洪道、泄水孔；閘門；用水建筑物——水電站進水引水建筑物和廠房。,壩的作用,壩的作用是攔截水流、抬高水位、形成水庫，造成上下游之間的水位差，使其具備水力發(fā)電的基本條件。在有調節(jié)庫容的壩式水電站上，壩同時實現集中河段落差和調節(jié)河流中的流量的雙重作用，不僅為發(fā)電部門服務，同時也為防汛、灌溉、航運、給水等部門服務。,溢洪道、泄水孔的作用,泄水建筑物的主要作用是宣泄洪水，故又稱泄洪建筑物。它可防止洪水漫頂，確保大壩安全，是水利樞紐中不可少的主要建筑物。有的泄水建筑物還可以用來放空水庫或施工導流等。泄水建筑物按泄流方式可分為溢流道和深式泄水道兩類。,閘門的作用,閘門的作用是調節(jié)流量和控制洪水。閘門可根據它所在位置的不同而分為低水頭閘門和高水頭閘門，即表面閘門和深水閘門。發(fā)電用的進水口閘門和底孔閘門屬于高水頭閘門；溢洪道上的閘門屬于低水頭閘門。從其結構來劃分，最常見的是平板閘門和弧形閘門。,用水建筑物的作用,進水和引水建筑物：它包括進水口和引水道，其作用是自水庫或河流引取廠房機組所需的流量。進水口按電廠布置方式可分為有壓進水口和無壓進水口。引水道可分渠道、隧洞（無壓和有壓）、壓力水管、渡槽和倒虹吸等。此外，一些引水式水電站在引水建筑物上還設有壓力前池、凋壓室和調壓閥等。水電廠廠房：是用來裝設動力設備的。裝設水輪發(fā)電機組及其輔助設備的廠房稱主廠房。裝設配電設備及其運行管理設施的廠房稱為副廠房。,2、水力機械設備的組成及作用,主閥:球閥、蝶閥水輪機（立式、臥式）反擊式：軸流式、混流式、斜流式、貫流式沖擊式：一般用于小機組,2.1水輪機的組成部分及作用,蝸殼：形成水力環(huán)量座環(huán)：承受機組全部重量底環(huán)及頂蓋：固定活動導葉并形成轉輪室轉輪：水能轉化成機械能活動導葉：控制水流量軸：傳遞機械能導軸承：承受徑向水推力及控制擺度尾水管：回收能量并導出水流,3、發(fā)電設備的組成及作用,發(fā)電機定子：產生感應電勢轉子：產生旋轉磁場推力軸承：承受軸向水推力及機組轉動部件自重導軸承：承受徑向水推力并限制擺度軸：傳遞機械能,4、變電設備的組成及作用,變壓器：改變交流電的電壓等級（升、降電壓）干式：鐵芯、繞組油浸式：底座、鐘罩、油枕、鐵芯、繞組,5、配電設備的組成,開關（斷路器）閘刀（隔離開關）電壓互感器電流互感器避雷器匯流母線,6、水電站輔助設備組成,油系統(tǒng)：絕緣油、潤滑油水系統(tǒng)：技術供水、滲漏排水、檢修排水氣系統(tǒng)：高壓氣、中壓氣、低壓氣,6.1技術供水系統(tǒng),主要對象：發(fā)電機空氣冷卻器、發(fā)電機推力軸瓦及導軸承冷卻器、水輪機導軸承及主軸密封、水冷式變壓器、水冷式空氣壓縮機、深井泵的潤滑等。技術供水水源：上游水庫（壓力鋼管或蝸殼取水、壩前取水）、下游水庫、地下水源技術供水方式：自流供水、水泵供水、混合供水、射流泵供水及其他供水方式。,6.2排水系統(tǒng),排水系統(tǒng)作用：防止廠房內部積水和潮濕，保證機組過水部件和廠房水下部分的檢修。排水包括：生產用水的排水、檢修排水、滲漏排水、廠區(qū)排水。,6.3油系統(tǒng),潤滑油：透平油（潤滑、散熱以及對設備進行操作控制及傳遞能量）、空氣壓縮機油、機械油及潤滑脂絕緣油：變壓器油、電纜油、開關油。作用：絕緣、散熱、消弧,6.4氣系統(tǒng),高壓/中壓氣系統(tǒng)：供油壓裝置油槽用氣低壓氣系統(tǒng)：供機組停機制動、調相壓水、風動工具、吹掃用氣水導軸承檢修密封圍帶、蝴蝶閥止水圍帶。,謝謝!,