水力发电的基本流程及发电系统设备简介
水力发电的基本流程及发电系统设备简介
水力发电的基本流程
1、什么是水电站？水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置，它由各种水工建筑物，以及发电、变电、配电等机械、电气设备，组成为一个有机的综合体，互相配合，协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成，机电设备则安装在各种建筑物上，主要是在厂房内及其附近。
（1）挡水建筑物。是拦截水流、雍高水位、形成水库，以集中落差、调节流量的建筑物，例如坝和闸。
（2）泄水建筑物。其作用主要是泄放水库容纳不了的来水，防止洪水漫过坝顶，确保水库安全运用，因而是水库中必不可少的建筑物，例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
（3）进水建筑物。使水轮机从河流或水库取得所需的流量，如进水口。
（4）引水建筑物。引水建筑物是引水式或混合式水电站中，用来集中落差（对混合式水电站而言，则只是集中总会落差）和输送流量的工程设施，如明渠、隧洞等。有时水轮机管道也被称为引水建筑物，但严格说来，由于它主要是输送流量的，所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道，这也属于引水建筑物。
（5）平水建筑物。其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时，借以调整供水流量及压力，保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
（6）厂区建筑物。包括厂房、变电站和开关站。厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一，它不同于一般的工业厂房，而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物；变电站是安装升压变压器的场所；而开关站则是安装各种高压配电装置的地方，故也称高压配电场。
（7）枢纽中的其它建筑物。此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。为了综合利用水资源，它们在整个水电站枢纽中也是不可分割的一部分，对枢纽的布置和运用也有重要的影响。
将水能转变成电能的生产全过程是在整个水电站枢纽中进行的，而不仅仅是在厂房中进行的。
2、水电站的基本类型。
水电站是借助于建筑物和机电设备将水能转变为电能的企业。水电站包括哪些建筑物以及它们之间的相互关系，主要取决于集中水头的方式。所以按集中水头的方式来对水电站进行分类，最能反映出水电站建筑物的组成和布置特点。
（1）按集中水头的方式对水电站进行分类，水电站可分为：坝式、引水式和混合式。
坝式水电站。它的水头是由坝抬高上游水位而形成。分为坝后式和河床式。
坝后式水电站：厂房建在坝的后面，上游水压力由坝承受，不传到厂房上来。对于水头较高的坝式水电站，为了不使厂房承受上游的水压力，一般常采用这种布置方式。这时厂房
设在坝后，水流经由埋藏于坝体内的或绕过坝端的水轮机管道（埋藏于坝体内的常采用钢管，绕过坝端的常采用隧洞）进入厂房。
河床式水电站：水电站厂房代替一部分坝体作为抬高水位的建筑物，直接承受着上游水压力，它没有专门的水轮机管道，水流由上游进入厂房转动水轮机后泄回下游。这类水电站水头较低，一般不超过30米。
引水式水电站。水头由引水道形成。这类水电站在布置上的特点是具有较长的引水道，水电站建筑物比较分散。
混合式水电站。它的水头一部分由坝集中，一部分由引水道集中。这类水电站的建筑物组成和布置除其中的坝以具有一定的高度为其特点外，其余与引水式水电站大体相似。（2）按运行方式水电站可以分为：无调节水电站、有调节水电站和抽水蓄能电站等类型。
无调节水电站：它没有水库，不能对径流进行调节，只能直接引用河中径流进行发电，所以又称为径流式水电站。无调节式水电站的运行方式，以尽可能多利用河中径流为原则。
有调节水电站：它借助于水库，能在某种限度内按照用电负荷对径流进行调节，把超过发电所需的多余来水蓄入水库，供来水不足时增大发电流量之用。有调节水电站也称为蓄水式水电站，它的运行方式可以在一定程度上适应用电负荷情况，按照调节径流的周期长短，有调节水电站又可分为日调节水电站、年调节水电站和多年调节水电站，视水库的大小而定。坝后式和混合式水电站一般都是有调节的；河床式水电站和引水式水电站则较多是无调节的。
抽水蓄能电站。它以运行方式主要取决于负荷情况为其特点。电力系统的负荷，在一日过程中和一年过程中都是很不均匀的。抽水蓄能电站的作用，是在电力系统供低负荷时利用其它电站多生产的电能，通过抽水机组把水提送到高处，即把这些多余电能转变为水能的形式贮蓄起来，待到电力系统高负荷时，再把高处的水通过水轮发电机组放下来发电，使贮蓄起来的水能重新转变为电能，满足电力系统负荷需要。所以建造抽水蓄能电站并不是为了水能资源的开发，只是达到贮蓄和调节电能的目的。
在较大的电力系统中，特别是在水电站比重很小或者水电站比重很大的电力系统中，建造抽水蓄能电站有重要意义，因为这样可以使电力系统的其它电站在一日和一年过程中承担比较均匀的负荷，提高设备利用率和减低火电厂的单位煤耗量，并改善供电质量。这类电站要安装用于抽水和用于发电的两套机组设备，以及修建高、低两个水库；同时由于能量转变经历了电能到水能再到电能的往复过程，损失增大，所以建设投资和能量损失都比一般水电站大些。但是由于这种电站能提高整个电力系统的运行效益，加以它可以建在系统用电中心附近，既省输电线路又供电灵活，因此最近国内国外很多电力系统，都很重视抽水蓄能电站的建设。近年来由于机电设备制造水平的提高，已成功地制造出既可抽水又能发电的可逆式两用机组，不必分别设置用于抽水和用于发电的两套机组，从而节约了设备投资和提高了机组效率。
3、水力发电的基本流程。
具有水头的水力——经压力管道或压力隧洞（或直接进入水轮机）进入水轮机转轮流道——水轮机转轮在水力作用下旋转（水能转变为机械能）——同时带动同轴的发电机旋转——发电机定子绕组切割转子绕组产生的磁场磁力线（根据电磁感应定理，发出电来，完成机械能到电能的转换）——发出来的电经升降压变压器后与电力系统联网。
发电系统设备简介
一、水轮发电机组及辅助设备简介
1、水轮机
水轮机是将水能转换为机械能的水力机械，利用水能机带动发电机将旋转机械能变为电能的设备，称为水能发电机组。按水流能量转换特征，可将水轮机分为：反击式和冲击式。
（1）反击式水轮机的转轮在工作过程中全部浸在水中，压力水流流经转轮叶片时，受叶片的作用而改变压力、流速的大小和方向，同时水流对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮转动。反击式水轮机按水流流经转轮的方向不同，又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种类型。
①混流式水轮机。水流流经转轮时是辐向流进而轴向流出。其结构简单，运行可靠，效率较高，是现代应用最广泛的水轮机。适用水头范围一般为20～450米，目前最高已达800米，最大机组容量已达100万KW。
②轴流式水轮机。水流流经转轮时是轴向流进而又轴向流出。按其叶片在运行时能否转动又分为定浆式和转浆式两种。
轴流定浆式水轮机的叶片固定在轮毂上，制造简单，但当水头和流量变化时，效率变化不大。因此，它适用于负荷变化不大，水头变幅较小的水电站。适用水头范围一般为3～50米，最大机级容量已达13万KW。
轴流转浆式水轮机在运行时其叶片可以转动，能在水头和流量变化时保持较高效率工作。目前适用水头已达88米，最大机组容量已达25万KW。
③斜流式水轮机。水流进出转轮叶片都是斜向的，叶片转动轴线与与水轮机轴线成一夹角，高效率区较宽，因而适用于水头和流量变化较大的水电站。适用水头在20～200米之间，最大机组容量达25万KW。当做成水泵水轮机时，可用在抽水蓄能电站上。
④贯流式水轮机。其转轮与轴流式相似，水流基本上沿轴向流过转轮，因而有良好的过流条件，提高了水轮机效率。贯流式水轮机一般为卧式，可降低和简化厂房结构，土建工程量小，适用于25米以下的低水头水电站。目前最大机组容量达5.5万KW。
（2）冲击式水轮机的特征是：有压水流从喷嘴射出后全部转换为动能冲击转轮旋转；在同一时间水流只冲击部分斗叶而不充满全部流道，转轮在大气压下工作。常用的冲击式水轮机有切击式（水斗式）和斜击式两种。
①切击式水轮机：其特点为喷嘴射流沿转轮圆周切线方向冲击斗叶，是应用最广泛的冲击式水轮机。它适用于高水头（1000～2000米）小流量的水电站，目前世界上最高水头已应用到1767米，最大机组容量达31.5万KW。
②斜击式水轮机：其特点是喷嘴射流方向与转轮轮旋转平面成一夹角（约25.5°），从转轮一侧进入斗叶，从另一侧流出适用水头为25～300米。
（3）水轮机按主轴的装置方式不同，又分为立式和卧式两种。主轴竖向装置者称立式，发电机位于水轮机上部，其位置较高，不易受潮，所占厂房面积较小，但厂房高度大。立式装置多用于大中型水电站。主轴横向装置者称卧式，发电机和水轮机布置在同一高程上，可减小厂房高度，但发电机易受潮，厂房面积较大，多用于小型水电站。
（4）水轮机的铭牌参数
水轮机的铭牌参数由三部分组成，每一部分之间用短横线隔开。第一部分由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前者表示水轮机型式，后者表示转轮型号（入型谱者采用该转轮的比转速作为代号）。第二部分由两个汉语拼音字母组成，前一个表示主轴装置方式，后一个表示引水室特征。第三部分是以厘米为单位的转轮标称直径D1。对冲击式水轮机，第三部分表示为：水轮机转轮标称直径/（作用在每一个转轮上的喷嘴数×射流直径）。
各种类型水轮机转轮的标称直径D1规定如下：
①混流式水轮机是指转轮叶片进口边的最大直径。
②轴流式水轮机是指转轮室的最大内径。
③斜流式水轮机是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。
④冲击式水轮机是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。
各型水轮机第一、二部分的代表符号见下表：
注：可逆式水轮机在水轮机型式代号后加“N”（逆）。
水轮机牌号示例：
HL220-LJ-550，表示混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，转轮直径为550cm。
ZZ560-LH-800，表示轴流转浆式水轮机，转轮型号为560，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为800cm。
XLN200-LJ-300，表示斜流可逆式水轮机，转轮型号为200，立轴，金属蜗壳，转轮直径为300cm。
GD600-WP-250，表示贯流定浆式水轮机，转轮型号为600，卧轴，灯泡式引水室，转轮直径为250cm。
2QJ30-W-120/（2×10），表示一根轴上具有两个转轮的切击式水轮机，转轮型号为30，卧轴，转轮直径为120cm，每个转轮有两个喷嘴，射流直径为10 cm。
2、发电机。
发电机分为汽轮发电机和水轮发电机。
水轮发电机是水电站最重要的两大主机设备之一，它的作用是把机械能转变为电能。
（1）主要组成和结构特点
水轮发电机一般由转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机和永磁机等主要部件组成。其中转子和定子是产生电磁作用的主要部件，其他部件仅起到支持和辅助作用。转子由主轴、转子支架、磁轭（轮环）和磁极等部件组成；定子由机座、铁芯和绕组等部件组成。
由于水电站的水头有限，水压力小，故转速不可能很高，一般在100～1000r/min。与汽轮发电机相比，转速较低，要获得50Hz频率的电能，发电机转子的磁极也较多。
同时，为了避免产生几倍于正常水压的水击现象而要求导叶的关闭时间比较长，但又要防止机组转速上长过高，因此要求转子具有较大的重量和结构尺寸，使之有较大的惯性。
此外，为了减少占地面积，降低厂房造价，大中型水轮发电机一般采用立轴。
总之，水轮发电机的特点是转速低、磁极多、转子为凸极式，结构尺寸和重量都较大，大中型机组多采用立式。
（2）同步发电机的工作原理
转子转动——转子中由励磁电流产生的按正弦分布的旋转磁场切割定子三相对称绕组——定子三相绕组中产生三相正弦交变电动势——定子三相绕组与负载连通后，电路在电动势的作用下有电流通过——向负载输出电能。
（3）水轮发电机的铭牌参数
水轮发电机铭牌上标示的主要参数有型号、容量、电压、电流、转速各温升。标示的型号以定子铁芯外径、磁极个数及额定容量等用一定的格式排列表示的；而标示的容量、电压、电流、转速和温升等都是该台发电机的额定值。即能保证发电机正常连续运行的最大限值。型号：国产发电机型号的含义是
□□□□-□/□
其中：第1、2、3个框为型式（SF为立式空冷，SFS为立式水内冷，SFW为卧式，SFG 为贯流式水轮发电机，SFD为水轮机-电动机）；第4个框为额定容量（MW）；第5个框为磁极个数；第6个框为定子铁芯外径（cm）。
额定电压：常用符号Ue表示，系指发电机正常运行时长期安全工作的最高定子绕组线电压，单位是KV。
额定电流：常用符号Ie表示，系指发电机正常工作连续运行的最大工作电流，即指额定情况下发电机以此电流运行其温升不会超过允许范围，其单位是A或KA。
额定功率：常用符号Pe表示，指发电机在额定运行情况下输出的有功功率，单位是KW。
额定转速：常用符号Ne表示，转子正常运行时的转速，单位为r/min。
额定温升：常用符号T表示，指发电机某部分的最高温度与额定冷却介质温度差值，额定温升的确定与发电机绝缘的等级以及测量温度的方法有关，我国规定的额定冷却介质温度为40℃。
额定频率：我国规定的额定频率为50Hz。
3、调速器
国民经济各部门对电能生产的要求：（1）供电可靠性；（2）保证电能质量（电能质量的指标频率和电压）。
调速器的主要作用是调节发电机频率和有功负荷。具体说，水轮机调节的基本任务，就是根据电网负荷的变化，不断地相应调节水轮发电机组有功功率的输出，以维持机组转速或频率在规定范围内。
水轮机调速器的类型：
根据水轮机类型的不同，有单调和双调两种。（1）混流式、轴流定浆式、和贯流定浆式都是靠导水机构调节进入水轮机的流量，为单调。（2）转浆式、斜流式机组，除有除有调节流量的导水机构外，还有按导叶开度和水头变化而改变转轮叶片转角的调节机构，可使水轮按最优效率运行。有两套调节机构，为双调。（3）冲击式的流量调节不是采用导叶式，而是利用喷嘴和喷针相对位置的改变，以调节冲向水轮机转轮射流的大小。为了防止高水头、长管道在调节时引起的管道水锤，喷针的关闭速度不能太快，为此在喷嘴出口处装有可改变射流方向的折向器。当线路或设备发生故障，发电机需甩掉部分和全部负荷而要快速调节流量时，折向器可快速改变射流方向，从而使冲射到轮上的射流减小，喷嘴内的喷针便按规定的速度移到相应的位置，避免产生过大水锤压力。这类水轮机也有两套调节机构，为双调。
按操作方式不同分，有（1）人工调节方式；（2）半自动调节方式；（3）自动调节方式。人工或半自动调节的方式，多用于农村小型水轮发电机组。大中型水轮发电机组，由于工业用电负荷变化迅速而且频繁，电能质量要求也高，依靠人工或半自动调节，无法满足要求，
通常应设置自动调速器。
4、励磁系统
供给发电机励磁电流的直流电源及其附属部件，统称为水轮发电机的励磁系统。
励磁系统是水轮发电机的重要组成部分，它的特性好坏直接影响到同步发电机运行的可靠性和稳定性。其主要作用是调节发电机电压和无功功率。
具体说，在电力系统中，自动调节励磁装置的主要作用有以下几种：
※保持电压恒定；
※实现并列运行机组间无功功率的合理分配；
※提高电力系统工作的稳定性及输电线路的输电能力；
※提高带时限继电保护装置的灵敏性和可靠性；
※限制水轮发电机突然甩负荷时电压上升；
※根据电力系统需要，实现对同步发电机不同的励磁控制方式。
5、油、水、气系统
（1）油系统
油系统是水电站必不可少的辅助系统之一，它分为透平油和绝缘油。油系统的配置视水电站的规模而有不同，在一般的小型水电站中，它的作用是：绝缘、冷却、润滑，调速系统液压操作及立式机组的电站中还有开机前顶转子之用。
具体讲在水电站中油的作用如下：
※透平油：润滑、散热和液压操作。
◎润滑作用：在轴瓦与转动部分之间形成油膜，以润滑油内部摩擦代替固体干摩擦、从而大大减小摩擦系数、减少设备的摩擦功率损失和磨损。据估算，全世界消耗于摩擦损失的能量，约占全部产生的动力能的1/3，因而改善润滑以减小摩擦阻力是具有重大意义的。润滑油还能保证机械不受腐蚀，延长设备寿命，保证设备的功能和安全。
◎散热作用：设备转动部件因摩擦所消耗的功以热能形势表现出来，促使轴承温度升高，这对设备和润滑油本身的寿命和功能都有很大影响，因此必须设法散出其热量。根据润滑理论，润滑油在对流作用下将热量传出，再通过冷却器将热量传给冷却水（水冷式），从而使油和设备的温度升高不致辞超过规定值，保证设备安全运行。
◎液压操作：水电站的调速系统以及绝大多数的主阀、液压阀和立式机组的顶转子操作，都是用高油压来操作，常用透平油作传递能量的工作介质。
※绝缘油：绝缘、散热和消弧。
◎绝缘作用：油的绝缘强度比空气大得多，用油作绝缘介质可以大提高电气设备运行的可靠性，缩小设备尺寸。
◎散热作用：变压器等设备运行时，线圈通过强大的电流，损耗的功率将产生大量的热，若不及时将这些热量散发，温升过高将损耗线圈绝缘，甚至烧毁变压器。绝缘油吸收了这些热量，利用温差对流作用，在变压器内循环流动，通过冷却器将热量传给冷却水带走（水冷式），保证变压器温度正常。
◎消弧作用：当油开关切断电力负荷时，在触头之间产生电弧。电弧温度很高，如不及时将热量传出，弧道分子的高温电离就会迅速扩展，电弧将会不断地发生，这样就可能烧坏设备。此外，电弧的继续存在，还可能使电力系统发生振荡，引起过电压，损坏设备。绝缘油在受到电弧作用时，发生分解，产生约含70%氢的气体。氢是活泼的消弧气体，它在被
分解的过程中从弧道中带走大量的热，同时直接钻进弧柱地带，将弧道冷却，限制弧道分子的离子化，使电弧熄灭。
在容量稍规模稍大的水电站中，油系统的配置有以下部分：
油库：设置各种油罐及油池；
油处理室：设置油泵、滤油机、烘箱等；
油化验室：设置化验仪器及药物等；
油再生设备：水电站通常只设吸附器；
管网及测量控制元件：如温度计、液位信号器、油混水信号器、示流信号器等。
（2）水系统
水电站的水系统包括技术供水、消防供水、生活供水和排水系统。我们这里所讲的主要是技术供水系统，它的作用主要是：冷却、润滑、密封、操作。其中：
冷却包括发电机冷却、推力轴承及导轴承冷却、水冷却式变压器油的冷却、水冷式空压机的冷却、其它冷却（如油压装置回油箱有时也设置冷却器，以带走油在流动中因摩阻而产生的热量）。
润滑包括水轮机导轴承使用橡胶瓦时的冷却和深井泵导轴承橡胶瓦的冷却。
操作是指在水头较高的电站利用高压水操作主阀和其它液压阀，这样可以节省油压设备或使油系统简化（就注意工作部件的防锈防蚀问题），以达到传递能量的目的。此外，射流泵的工作也是靠技术供水来传递能量的。
除上述各项外，水轮机主轴密封供水也比较普遍。具体讲：
技术供水又称生产供水，主要作用是对运行设备进行冷却、有时也用来进行润滑（如水轮机橡胶瓦导轴承）、密封供水（如主轴密封供水）及水压操作（如高水头电站主阀）。消防供水主要用于主厂房、发电机及油处理室等处的灭火。实践证明，技术供水对机组及整个电站的安全经济运行，影响甚大，需要引起重视。技术供水系统由水源、管网、用水设备以及量测控制元件等组成。
水源：由取水设备（如水压不够，应设水泵升压）、水处理设备（如沉淀池、过滤器等）组成，为完成技术供水系统的任务而准备好水量、水压、水温、水质都符合要求的技术用水。
管网：由取水干管、支管及管路附件等组成。干管直径较大，把水引到厂内用水区，支管直径较小，把水从干管引向用水设备。管路附件包括弯头、三通、法兰等，是管网不可缺少的组成部分。管网分树枝状管网和环状管网。水电站普遍采用树枝状管网，管网中水不循环，用后即排走。这种管网简单经济，容易计算，但供水可靠性较差。环状管网则与此相反。
量测控制元件：如阀门、压力表、温度计、示流信号器等。用以监视、控制和操作供水系统的有关设备，保证供水系统正常运行。
（3）气系统
由于压缩空气具有弹性，是贮存压能的良好介质，因此用它来贮备能量作为操作能源是非常合适的。同时压缩空气使用方便、易于运输和贮存，所以它在水电站中得到得到广泛应用。在机组的安装、检修、与运行过程中都要使用压缩空气。水电站中使用压缩空气有以下几个方面：
机组停机时制动用气；
机组调相压水用气；
机组维护检修时风动工具和吹扫用气；
水轮机主轴检修密封围带用气；
蝴蝶阀止水围带用气；
油压装置压力油罐用气，它是水轮机调节系统和主阀操作系统的能源；
升压站配电装置中空气断路器及气动操作的隔离开关的操作和灭弧用气；
寒冷地区的水工建筑物、闸门、拦污栅及调压井等防冻吹冰用气。
根据上述用户性质及对压缩空气压力的要求不同，不轮机调速器和主阀操作的油压装置一般设在水电站主厂房内，要求气压较高，工作压力一般为2.5MPa。目前国内已采用工作压力为4MPa的油压装置。故其组成的压缩空气系统称为厂内高压压缩空气系统。机组制动、机组调相压水、机组维护检修用气均在厂内，要求气压均为7×105Pa，称为厂内低压压缩空气系统。根据电站的具体情况，厂内高低压压缩空气系统可组成联合压缩空气系统。空气断路器一般布置在厂外，其工作压力为2～2.5MPa。但为了使压缩空气干燥，要求压缩空气的气压在4MPa以上，其所组成的压缩空气系统称为厂外高压压缩空气系统。水工闸门、拦污栅和调压井等防冻吹冰用气都在厂外，要求压缩空气的气压为7×105Pa，称为厂外低压压缩空气系统。
压缩空气系统的任务和组成：
压缩空气系统的任务，就是及时地供给用气设备所需的气量，同时满足用气设备对压缩空气的气压、清洁和干燥的要求。
压缩空气系统由四组成：
◎空气压缩装置，它包括空气压缩机、电动机、贮气罐和油水分离器等。
◎供气管网，它由干管、支管和管件组成。管网将气源和用气设备联系起来，输送和分配压缩空气。
◎测量和控制元件，它包括各种类型的自动化元件，如压力继电器、温度信号器、电磁空气阀等。其主要作用是监测、控制，保证压缩空气系统的正常运行。
◎用气设备，如油压装置压力油罐、制动闸、风动工具等。
二、升压站及其它主要设备简介
1、变压器
（1）变压器的种类：按相数分，有单相的、三相的；按铁芯结构分，有内铁型、外铁型；按用途分，有电力变压器、仪用互感器、电焊变压器和行灯变压器；按冷却方式分有油浸变压器、干式变压器等。
（2）水电站使用变压器的必要性：在水电站和用户之间往往用各种电压等级的输电线路连接起来。在远距离输电时，升高电压有利于提高输送容量，减少输电损耗，但是随着电压的增高绝缘费用也要增大。因此，对30～70KM的用户，一般采用35KV输电，更近一些的用户，用10KV输电。但是小型水电中的发电机电压等级采用0.4KV、6.3KV，而日常日常的电气设备（电动机、照明器等）都是低压的，不能直接接在高压输电线路上。为了解决高压输电和低压发电、用电之间的矛盾，必须要有一系列升压、降压的设备。这种将电压升高或降低的电力设备就是变压器。
（3）变压器的作用：改变电压；改变电流；改变相位。
电力变压器的作用是将一种等级的电压变为同频率的另一种等级电压的电气设备。
（4）变压器由铁芯、绕组、油箱、套管、分接开关以及其它附件所构成。
（5）变压器的铭牌参数
变压器铭牌一般载有下列内容：
※型号：表示变压器的结构、冷却方式、容量和电压等级等。例如：S9-6300/35，表示三相油浸自冷式双绕组铜导线电力变压器；额定容量6300KV A，高压绕组电压等级为35KV；设计序号9为低损耗能型。
※额定电压：指绕组正常运行时在绝缘及允许温升情况下所规定的线电压值，单位为KV。※额定电流：指变压器在额定运行情况下容许发热所规定的线电流值，单位为KA。
※额定容量：在额定工作条件下，变压器输出视在功率的保证值，为变压器二次绕组额定电压与额定电流的乘积，单位为V A或KV A（三相变压器还应乘要根号3倍）。
※额定频率：我国为50Hz。
※阻抗电压：也称短路电压，即当一侧绕组短路，另一侧绕组达到额定电流时所施加的电压，一般用额定电压的百分数表示。
此外还有允许温升、绕组连接方式、使用条件和冷却方式等项内容。1000KV A以上的变压器铭牌上还标有空载电流、空载损耗及短路损耗的数据。
2 、高压配电装置
（1）高压断路器
作用：高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护电器。当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切除故障电流，防止扩大事故范围。因此高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行。
分类：根据安装场所不同，有记户内式和户外式；根据灭弧介质不同，有油断路器、空气断路器、SF6断路器和真空断路器等几种。油断路器有少油和多油两种。小型水电站一般采用油断路器、真空断路器和SF6断路器。
（2）高压隔离开关
隔离开关又名闸刀，是高压开关的一种。它没有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流和短路电流。
隔离开关的用途：
※隔离电源：用隔离开关将需要检修的电气设备与带电设备可靠地隔离，使它们之间有一个明显可见的断开点，以保证检修人员的。
※倒闸操动：例如，将设备或线路从一组母线切换到另一组母线。
※接通和断开小电流电路：例如可以用隔离开关进行下列操作：①接通和断开电压互感器和避雷器回路；②接通和断开电压为10KV、距离在5KM以内的空载输电线路；③接通和断开电压为35KV、容量为1000KV A及以下和电压为110KV、容量为3150KVA及以下的空载变压器回路等。
※用户外三联隔离开关接通和断开10KV及以下、电流在15A以下的负荷。
3、互感器
电力系统为了传输电能，往往采用交流高电压、大电流回路把电能送到用户，无法用仪表进行直接测量。互感器的作用，就是将交流高电压、大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，使测量仪表和继电器标准化和小型化并可采用小截面的控制电缆或导线进行连接，使屏内布线简单，安装方便；使测量仪表、继电器等二次设备与高电压隔离，以保证人身和设备的安全，当电路上发生短路时，保护测测量仪表的电流绕组，使它不受大电流的损坏，同时为继电保护和自动装置提供电源。互感器分为电流互感器和电压互感器。
水电站计量初步
水电站计量一般在电力变压器的高压侧进行,发电量等于各台机组发电量之和减去主变损耗，即发电量=各台机组发电量之和-电力变压器损耗；售电量=发电量-力率调整电量而一段时间（一般以自然月为单位，目前根据南方电网规定以自然月的25日作为结算
点）内的发电量=（本月有功抄见度-上月有功抄见度）电压互感器倍率×电流互感器倍率比如：某电站计量点设在主变高压侧301开关处,而主变高压侧电压等级为35KV,301开关计量用电流互感器倍率为200/5,本月有功抄见度为1250.34,上月有功抄见度为1127.56,则该电站本月发电量计算如下:
电压互感器倍率=35000V/100V=350
电流互感器倍率=200/5=40
则301开关倍率=350×40=14000
本月有功发电量=(1250.34-1127.56)×14000=1718920KW.h
如给出本月无功抄见度和上月无功抄见度,我们即可计算出本月实际售电量.
功率因数是考核电站电能质量的一个指标.在实际操作中都是在计算出无功电度与有功电度的比值(取小数点后三位)后,查《发电厂、站力率计划及电费调整表》得到调加或调减的百分数，如
本月计算得出无功电度与有功电度的比值为0803,则查《发电厂、站力率计划及电费调整表》知为调加1%，而一般调加不进行计算，则电站本月实售电量即为
本月实售电量=本月发电量-力率调整电量（本月力率调整电量为0）=1718920KW.h
附：目前电力公司使用的《发电厂、站力率计划及电费调整表》
2021年发电的基本流程和水力发电设备简介
水力发电的基本流程及发电系 统设备简介 欧阳光明（2021.03.07） 水力发电的基本流程 1、什么是水电站？水电站枢纽的组成。 水电站是将水能转变为电能的水力装置，它由各种水工建筑物，以及发电、变电、配电等机械、电气设备，组成为一个有机的综合体，互相配合，协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成，机电设备则安装在各种建筑物上，主要是在厂房内及其附近。 （1）挡水建筑物。是拦截水流、雍高水位、形成水库，以集中落差、调节流量的建筑物，例如坝和闸。 （2）泄水建筑物。其作用主要是泄放水库容纳不了的来水，防止洪水漫过坝顶，确保水库安全运用，因而是水库中必不可少的建筑物，例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。 （3）进水建筑物。使水轮机从河流或水库取得所需的流量，如进水口。 （4）引水建筑物。引水建筑物是引水式或混合式水电站中，用
来集中落差（对混合式水电站而言，则只是集中总会落差）和输送流量的工程设施，如明渠、隧洞等。有时水轮机管道也被称为引水建筑物，但严格说来，由于它主要是输送流量的，所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。 有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道，这也属于引水建筑物。 （5）平水建筑物。其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时，借以调整供水流量及压力，保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。 （6）厂区建筑物。包括厂房、变电站和开关站。厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一，它不同于一般的工业厂房，而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物；变电站是安装升压变压器的场所；而开关站则是安装各种高压配电装置的地方，故也称高压配电场。 （7）枢纽中的其它建筑物。此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。为了综合利用水资源，它们在整个水电站枢纽中也是不可分割的一部分，对枢纽的布置和运用也有重要的影响。 将水能转变成电能的生产全过程是在整个水电站枢纽中进行的，而不仅仅是在厂房中进行的。 2、水电站的基本类型。
水电的原理与种类
水力发电的原理与种类 一、引言 台湾目前发电种类主要有核能、火力、水力及风力发电。核能及火力发电的燃料需仰赖进口，相对地水力发电属于自产能源，且对电力系统的品质控制有相当大的帮助。水力电厂并不消耗水量，发电后的用水仍然供给自来水、农业用水及工业用水所需，可说是相当乾淨的再生能源，也是最主要的自产能源。 然而，因以建拦水坝方式设置水力发电机组的环保阻力愈来愈大，随着全岛电力系统的总装置容量日渐增加，水力发电所佔的发电比率却日渐减少。 二、水力发电的原理与种类 水力是天然循环的丰富资源，如果能善加运用，对人类造福无穷。但是如果不能加以控制，不但资源浪费，而且必危害无穷。由于水对农业、工业生产及人民生活有密切的关係，人类的生活，不论直接或间接，都不能没有水，因此各国对于水力的开发都极为重视。如果水力受到恰当的控制，不但可以消除水灾及旱灾，而且还可以利用水力来提高人类的生活水准。 (一) 水力的开发 1.水－天然的再生能源 雨水降落大地以后，除了一部份被泥土吸收或潜入地层，一部份直接被阳光蒸发及经由植物蒸发之外，其馀的都慢慢集合，汇流入溪涧河川。河流的流量与雨量有密切关係，雨季流量大，旱季流量小。而河流中每一秒钟水流体积的移动量叫做「流量」，流量的单位是每秒钟多少立方公尺。而水从高地流到低地的垂直距离叫做「落差」，又称为「水头」。如果水量一定，则落差越高所产生的「水力」也就越大。 2. 水力的开发与运用 水库的开发如果只是为了某一特定的目标，例如发电或灌溉，称为「单元开发」；如果同时能解
决多项问题，例如防洪灌溉发电等，称为「多元开发」，以经济部水利署所属的石门水库来说，就是多元开发。在这裡我们只着重于发电方面的开发，所以只就「水力发电」的部分阐述。水力开拓的必要条件是「落差」与「流量」。而落差和流量的取用方法是在河流上游适当的地方建筑一座水坝，拦阻河水，抬高水位或使水流顺着输水管路送到下游的水力发电厂取得落差，以推动厂内的水轮发电机，使天然的水力转变成电力。另外，水的能量包括动能与位能，水力机械中的水轮机可以把这两种能量转变为机械能，同时加以有效利用。 1. 水输出的功率 若总落差的高度为H 公尺，流量为每秒Q 立方公尺的水，功率如用瓩(kW) 为单位表示时，水输出的功率就是P ﹦9.8ηQH(kW)，式中的η为整体效率。以实例说明：有一发电厂总落差为100 公尺，其流量为每秒10立方公尺，则其理论上所能产生之输出功率即为：P = .8×0.9×10×100= 8,820 (kW) (二) 水力发电的原理与流程 高山上的雨水受重力作用而向下奔流，滔滔不绝，力量巨大，如果我们能想办法加以利用，这个巨大不息的力量，就可以为人类做许多工作。 1. 水力发电的原理 以具有位能或动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。这就是水力发电的基本原理。 1.惯常水力发电流程 惯常水力发电的流程为：河川的水经由拦水设施攫取后，经过压力隧道、压力钢管等水路设施送至电厂，当机组须运转发电时，打开主阀(类似家中水龙头之功能)，后开启导翼(实际控制输出力量的小水门)使水冲击水轮机，水轮机转动后带动发电机旋转，于发电机加入励磁后，发电机建立电压，并于断路器投入后开始将电力送至电力系统。
水电站建设 程序流程
水电站建设程序流程 1、如何办理水电站建设项目可行性研究报告、初步设计报告审批手续？ 在办理好以上七个方面的审批手续后，业主应委托有相应资质单位编制的《可行性研究报告》，并将编制好的《可行性研究报告》及上面所说的审批手续按照规定权限一并报计划部门办理审批手续。在完成项目立项工作后，业主应委托有资质单位编制的《初步设计报告》并将编制好的《初步设计报告》按规定权限报水行政主管部门审批。 2、水电站开工报告审批条件与提供的材料有那些？ 答：审批条件主要有：（1）项目初步设计已经批复；（2）项目法人已经组建，项目管理机构和规章制度健全；（3）建设资金已经落实，资金来源符合国家有关规定，资金承诺手续完备，年度实施计划已经批复；(4)项目主体工程施工单位已通过招标选定，施工承包合同已经签订；(5)项目施工监理单位已选定；(6)项目质量监督书已经签订；(7)项目征地、拆迁和施工场地“三通一平”（供电、供水、运输和场地平整）工作已经完成，项目主体工程施工准备工作已经完成，具备施工条件;(8)项目建设需要的主要设备和材料已经订货。 需要提交的材料主要有：项目开工申请报告、项目法人成立的批准文件及组织机构和主要人员情况表、初步设计批准文件、投资方案协议书、资金到位或承诺有关文件、有关土地使用权批准文件、项目施工承包合同、监理合同及质量监督书等。 4、水电站工程实施阶段主要有哪些验收？ 答：水电站工程建设实施阶段，应及时组织工程分部验收、阶段验收。阶段验收包括工程截流前验收、工程下闸蓄水验收、机组启动验收。下闸蓄水验收前应对工程进行蓄水安全鉴定。 当小水电站工程全部完建，进入试运行期间应限制水位运行，试运行满一年后应进行竣工验收。 3、水电站建设项目申请审批、核准前应依法办理哪些手续？ 答：水电站建设项目业主在向发展和改革行政主管部门申请审批、核准前，应办理如下手续： （1）水电站建设规划同意书。如实行水能资源有偿出让制度，水能资源的开发使用权通过组织的公开拍卖程序中取得。 （2）水电站建设项目防洪影响评价报告审批。应先提交由相关资质单位编制的《防
水力发电的基本流程及发电系统设备简介
水力发电的基本流程及发电系统设备简介 水力发电的基本流程 1、什么是水电站？水电站枢纽的组成。 水电站是将水能转变为电能的水力装置，它由各种水工建筑物，以及发电、变电、配电等机械、电气设备，组成为一个有机的综合体，互相配合，协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成，机电设备则安装在各种建筑物上，主要是在厂房内及其附近。 （1）挡水建筑物。是拦截水流、雍高水位、形成水库，以集中落差、调节流量的建筑物，例如坝和闸。 （2）泄水建筑物。其作用主要是泄放水库容纳不了的来水，防止洪水漫过坝顶，确保水库安全运用，因而是水库中必不可少的建筑物，例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。 （3）进水建筑物。使水轮机从河流或水库取得所需的流量，如进水口。 （4）引水建筑物。引水建筑物是引水式或混合式水电站中，用来集中落差（对混合式水电站而言，则只是集中总会落差）和输送流量的工程设施，如明渠、隧洞等。有时水轮机管道也被称为引水建筑物，但严格说来，由于它主要是输送流量的，所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。 有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道，这也属于引水建筑物。 （5）平水建筑物。其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时，借以调整供水流量及压力，保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。 （6）厂区建筑物。包括厂房、变电站和开关站。厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一，它不同于一般的工业厂房，而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物；变电站是安装升压变压器的场所；而开关站则是安装各种高压配电装置的地方，故也称高压配电场。 （7）枢纽中的其它建筑物。此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。为了综合利用水资源，它们在整个水电站枢纽中也是不可分割的一部分，对枢纽的布置和运用也有重要的影响。 将水能转变成电能的生产全过程是在整个水电站枢纽中进行的，而不仅仅是在厂房中进行的。 2、水电站的基本类型。 水电站是借助于建筑物和机电设备将水能转变为电能的企业。水电站包括哪些建筑物以及它们之间的相互关系，主要取决于集中水头的方式。所以按集中水头的方式来对水电站进行分类，最能反映出水电站建筑物的组成和布置特点。 （1）按集中水头的方式对水电站进行分类，水电站可分为：坝式、引水式和混合式。 坝式水电站。它的水头是由坝抬高上游水位而形成。分为坝后式和河床式。 坝后式水电站：厂房建在坝的后面，上游水压力由坝承受，不传到厂房上来。对于水头较高的坝式水电站，为了不使厂房承受上游的水压力，一般常采用这种布置方式。这时厂房
水电站建设-审批权限、审批步骤和审批流程
一、水电站的开发程序包括哪些步骤？ 答：水电站的开发程序包括10个方面： 1、流域水电规划 2、开展项目核准的前期工作。 3、项目核准。 4、初步设计报告。（权限在省上的项目放在核准前，不在省上的放在核准后） 5、工程招标。 6、质量监督。 7、开工许可。 8、工程验收。 9、电网建设。 10、建后管理。 二、水电站建设的审批权限？ 电源开发权包括勘察设计权及开发建设权。勘察设计权是指依法取得的对特定电源项目开展勘察设计的权利，包括完成一定投入后经审定的前期工作成果和有价值的信息资料；开发建设权是指依法取得并按照审定的工程技术方案在规定的时间内对特定电源项目进行开发建设和获取电能的权利。 流域综合规划实行分级管理。流域面积500平方公里以
上或跨设区市的河流综合规划由省水利厅会同省发改委编制并组织有关部门及专家论证后报省政府审批。（福建规定）省管河流由市（州）发展计划部门和水利部门转报省审批。州管河流由市（州）发展计划部门会同州级相关部门审查。报市（州）政府批准；县管河流由县发展计划部门会同县级相关部门审查，报县政府批准（四川规定）。 非主要河流上开发水电项目，装机容量小于2.5万千瓦且符合河流（河段）水电规划、无综合利用要求且不需要省协调外部条件的，由市（州）、县（市、区）发展改革部门办理电源开发权行政许可事项，报省发展改革部门备案；主要河流上开发水电项目或非主要河流上开发水电项目装机容量大于2.5万千瓦（含2.5万千瓦）的，由省发展改革部门办理电源开发权行政许可事项（四川规定） 各市（州）有不同的规定：绝大部分是电站装机0.5万千瓦以下由县上相关部批,但凉山州是0.25万千瓦以上由州上审批。 25万千瓦以上由国家发改委批,100万千瓦以上的由国务院批。任何水电站开发项目必须经核准后方可开工建设。水电站开发实行核准制，未经核准不能开工建设。 三、要获得流域规划的审批需作哪些工作？ （一）、流域规划的送审
各种电力发电方式
各种电力发电方式 电力工业是国民经济的重要基础工业，是国家经济发展战略中的重点和先导产业，它的发展是社会进步和人民生活水平不断提高的需要，中国作为一个电力大国，电力来源很多，有火电、水电、风电、太阳能、核电等，这里为大家简要介绍一下。 火电 火力发电（thermal power，thermoelectricity power generation），利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。 能量转换 燃料化学能→蒸汽热能→机械能→电能，简单的说就是利用燃料发热，加热水，形成高温高压过热蒸汽，推动气轮机旋转，带动发电机转子（电磁场）旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。 然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽轮机转子高速旋转，汽轮机带动发电机发电。最后又被给水泵进一步升压送回锅炉中重复参加上述循环过程，发电机发出的电经变压器升压后输入电网。火力发电中存在着三种型式的能量转换过程： 原理 火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。 流程 火力发电的流程依所用原动机而异。在汽轮机发电方式中，其基本流程是先将燃料送进锅炉，同时送入空气，锅炉注入经过化学处理的给水，利用燃料燃烧放出的热能使水变成高温、高压蒸汽，驱动汽轮机旋转作功而带动发电机发电。热电联产方式则是在利用原动机的排汽（或专门的抽汽）向工业生产或居民生活供热。在燃气轮机发电方式中，基本流程是用压气机将压缩过的空气压入燃烧室，与喷入的燃料混合雾化后进行燃烧，形成高温燃气进入燃气轮机膨胀作功，推动轮机的叶片旋转并带动发电机发电。在柴油机发电中，基本流程是用喷油泵和喷油器将燃油高压喷入汽缸，形成雾状，与空气混合燃烧，推动柴油机旋转并带动发电机发电。 效率 在火力发电方面，燃气轮机和蒸汽轮机发电厂目前已经实现了迄今最高的能源效率超过60%。由于启动时间非常短，这类电厂最适宜于补充风力发电带来的自然
水力发电的基本知识
水力发电的基本知识 1.大中小型小电站是如何划分的? 按现行部标，装机容量小于50000kW（50MW）的为小型;装机容量50000～250000Kw（50-250MW）的为中型;装机容量大于250000kW（250MW）为大型。 2.水力发电的基本原理是什么? 水力发电就是利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转"换过程。 3.水力资源的开发方式和水电站的基本类型有哪几种? 水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式：即堤坝式、引水式和混合式等。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。 4.水利水电枢纽工程及相应农工住筑物按什么标准划分等级? 应严格按照原水利电力部颁发的《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SDJ12-78执行，按工程规模(水库总容积、电站装机容量)大小来划分等级。 5、什么是流量、径流总量、多年平均流量?流量是指性单位时间内水流通过河流(或水工建筑物)过水断面的体积，以立方米/秒表示;径流总量是指在一个水文年内通过河流该断面水流总量之和，以104m3或108m3表示;多年平均流量是指河流断面按已有水文系列计算的多年流量平均值。 6.小型水电站枢纽工程主要由哪几部分组成?主要由挡水建筑物(坝)、泄洪建筑物(溢洪道或闸)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括调压井)及电站厂房(包括尾水渠、升压站)四大部分组成。
水力发电的基本流程与发电系统设备简介
水力发电的基本流程及发电系统设备简介 一.水电站枢纽的组成 1.水电站是将水能转变为电能的水力装置，由各种水工建筑物（挡 水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房）以及机械、电气设备组成的统一有机整体，互相配合、协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或水利枢纽。 2.水力发电的基本流程：具有水头的水力——经压力管道或压力隧 洞（或直接进入水轮机）进入水轮机转轮流道——水轮机转轮在水力作用下旋转（水能转变为机械能）——同时带动同轴的发电机旋转——发电机定子绕组切割转子绕组产生的磁场磁力线（根据电磁感应定理，发出电来，完成机械能到电能的转换）——发出来的电经升降压变压器后与电力系统联网。 二.发电系统设备简介 水轮发电机组及辅助设备简介：水轮机、发电机、调速器、励磁系统、油水气系统 升压站及其它主要设备简介：变压器、高压配电装置、互感器 水轮发电机组及辅助设备简介 1.水轮机：水能---机械能；按水流能量转换特征，分为反击式和冲击式
●反击式：利用水流的势能和动能，转轮在工作过程中全部浸在 水中， 压力水流流经转轮叶片时，受叶片的作用而改变压力、流速的大小和方向，同时水流对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮转动。 反击式又分为混流式、轴流式、斜流式、贯流式； 混流式：水流流经转轮时是辐向流进而轴向流出； 轴流式：水流流经转轮时是轴向流进而轴向流出； 斜流式：水流进出转轮叶片都是斜向的； 贯流式：与轴流式类似，水流基本沿轴向流过转轮； ●冲击式：利用水流的动能，又分为切击式（水斗式）和斜击式两 种 切击式，喷嘴射流沿转轮圆周切线方向冲击斗叶； 斜击式，喷嘴射流方向与转轮轮旋转平面成一夹角； 2.发电机
水力发电基本概念知识
水力发电基本概念知识 1．大中小型小电站是如何划分的? 按现行部标, 装机容量小于50000kW 的为小型; 装机 容量50000~250000kW勺为中型;装机容量大于250000kW为大型. 2．水力发电的基本原理是什么? 水力发电就是利用水力（具有水头）推动水力机械（水轮机）转动, 将水能转变为机械能, 如果在水轮机上接上另一种机械（发电机）随着水轮机转动便可发出电来, 这时机械能又转变为电能. 水力发电在某种意义上讲是水勺势能变成机械能, 又变成电能勺转" 换过程. 3．水力资源勺开发方式和水电站勺基本类型有哪几种? 水力资源勺开发方式是按照集中落差而选定, 大致有三种基本方式: 即堤坝式、引水式和混合式等. 但这三种开发方式还要各适用一定勺河段自然条件. 按不同勺开发方式修建起来勺水电站, 其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同, 故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型. 4．水利水电枢纽工程及相应农工住筑物按什么标准划分等级? 应严格按照原水利电力部颁发勺《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SDJ12-78执行，按工程规模（水库总容积、电站装机容量）大小来划分等级. 5、什么是流量、径流总量、多年平均流量? 流量是指性单位时间内水流通过河流（或水工建筑物）过水断面勺体积,以立方米/秒表示;径流总量是指在一个水文年内通过河流该断面水流总量之和，以104m3或 108m3表示;多年平均流量是指河流断面按已有水文系列计算的多年流量
平均值. 6．小型水电站枢纽工程主要由哪几部分组成? 主要由挡水建筑物（坝）、泄洪建筑物（溢洪道或闸）、引水建筑物（引水渠或隧洞, 包括调压井）及电站厂房（包括尾水渠、升压站）四大部分组成. 7．什么是径流式水电站?其特点是什么? 无调节水库的电站称为径流式水电站. 此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择. 全年不能满负荷运行, 在保证率为80%., 一般仅达到180 天左右的正常运行; 枯水期发电量急剧下降,小于50%,有时甚至发不出电.即受河道天然流量的制约,而丰水期又有大量的弃水. 8．何谓出力?怎样估算水电站的出力和计算水电站的发电量? 在水电站（厂）中, 水轮发电机组发出的电力功率称为出力, 河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源. 所谓水流的出力就是单位时间内的水能. N=9. 81n QH 式中,Q为流量（m3/S）;H为水头（m）;N为水电站出力（W）; n为水轮发电机的效率系数. 对于小型水电站出力近似公式为N=（6 . 0~8. 0）QH 年发电量公式为 E=N? F 式中,N 为平均出力;T 为年利用小时数. 9．什么是保证出力?有什么作用? 水电站在较长时段工作中, 该供水期所能发出的相应于设计保证率的平均出力, 称作该水电站的保证出力. 水电站的保证出力是一项重要指
水力发电的基本流程及发电系统设备简介终审稿)
水力发电的基本流程及发电系统设备简介 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
水力发电的基本流程及发电系统设备简介 一. 水电站枢纽的组成 1.水电站是将水能转变为电能的水力装置，由各种水工建筑物（挡水建筑 物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房）以及机械、电气设备组成的统一有机整体，互相配合、协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或水利枢纽。 2.水力发电的基本流程：具有水头的水力——经压力管道或压力隧洞（或直接 进入水轮机）进入水轮机转轮流道——水轮机转轮在水力作用下旋转（水能转变为机械能）——同时带动同轴的发电机旋转——发电机定子绕组切割转子绕组产生的磁场磁力线（根据电磁感应定理，发出电来，完成机械能到电能的转换）——发出来的电经升降压变压器后与电力系统联网。 二. 发电系统设备简介 水轮发电机组及辅助设备简介：水轮机、发电机、调速器、励磁系统、油水气系统 升压站及其它主要设备简介：变压器、高压配电装置、互感器 水轮发电机组及辅助设备简介 1.水轮机：水能---机械能；按水流能量转换特征，分为反击式和冲击式 反击式：利用水流的势能和动能，转轮在工作过程中全部浸在水中， 压力水流流经转轮叶片时，受叶片的作用而改变压力、流速的大小和方向，同时水流对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮转动。 反击式又分为混流式、轴流式、斜流式、贯流式；
混流式：水流流经转轮时是辐向流进而轴向流出； 轴流式：水流流经转轮时是轴向流进而轴向流出； 斜流式：水流进出转轮叶片都是斜向的； 贯流式：与轴流式类似，水流基本沿轴向流过转轮； 冲击式：利用水流的动能，又分为切击式（水斗式）和斜击式两种 切击式，喷嘴射流沿转轮圆周切线方向冲击斗叶； 斜击式，喷嘴射流方向与转轮轮旋转平面成一夹角； 2.发电机 水轮发电机：机械能---电能；由转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机和永磁机等主要部件组成。 同步发电机的工作原理 转子转动——转子中由励磁电流产生的按正弦分布的旋转磁场切割定子三相对称绕组——定子三相绕组中产生三相正弦交变电动势——定子三相绕组与负载连通后，电路在电动势的作用下有电流通过——向负载输出电能。 3.调速器： 国民经济各部门对电能生产的要求：供电可靠性；保证电能质量 调速器的主要作用是调节发电机频率和有功负荷。具体说，水轮机调节的基本任务，就是根据电网负荷的变化，不断地相应调节水轮发电机组有功功率的输出，以维持机组转速或频率在规定范围内。 4.励磁系统：供给发电机励磁电流的直流电源及其附属部件； 主要作用是调节发电机电压和无功功率。
水电厂发电流程
水电厂发电流程 希望对您有所帮助。 水电厂参观实习报告（1） 一、实习时间 全文结束》》年5月24日 二、实习地点 全文结束》》水电站 三、实习要求 1、不乱碰电站设备，保证电站设备安全和人身安全； 2、认真听取电站工作人员的讲解，了解电站的运行方式和供电方向； 3、参观了解电站坝堤； 四、实习目的及意义 通过见习，把书本上的理论和现实中的技术结合起来，让我们对所学过的各种仪器设备有一个感性的直观认识，用所学过的知识去分析解决现实中的问题。除此外，见习还是我们在大学期间一门意义重大的必修课，是学院为培养高素质工程技术人才安排的一个重要实践性教学环节，是将学校教学与生产实际相结合，理论与实践相联系的重要途径。其目的是使我们通过见习在专业知识和人才素质两方面得到锻炼和培养，从而为毕业后去电力部门尽快熟悉工作，也开拓了我们的眼界。
五、实习单位简介 1、xx电站位于xx的xx市信都xx水口村，属珠江流域西江水系，xx电站建成于xx年，电站属坝后式电站，主要建筑物有宽缝重力坝或拦河大坝、坝后式厂房、升压站、船筏道及灌溉渠道。拦河大坝最大坝高，坝顶长198m，溢流段净宽81m，6个溢流孔，每个孔宽，水库总容量亿立方米。 2、xx水电站是一座以发电为主，结合灌溉、航运等综合利用的睡了枢纽xx年至xx年，电站投入资金对整个枢纽进行更新改选，对4台机组进行挖潜增容，装机从4台单机容量是万Kw增加到4台单机容量2万Kw，合面狮电站总装机8万Kw。 六、实习过程及内容 1、xx年5月24日早晨，经过将近一个小时的车程，我们终于来到了xx市xx电力子公司----xx水电站。我们的车子一进入电站小区，就感到了一份浓浓的电气独有的气息。当车子开往坝堤的那一刻，不禁觉得有一种熟悉而又神秘之感。熟悉是因为我们是电气人，神秘是因为第一次接触实际的东西。车子继续前行，经过一条蒙阴道，而蒙阴道旁边就是奔涌的xx，闻到的是一股清凉的河水味，是水电站流出来的味道。车子停了，原来我们已经到了坝底。 2、下车时，看到的是一些工作人员在修剪电站变电区的草坪，每个人都穿着工作服和安全帽。虽然不是道闸操作、检修操作，但是凡在现场环境下工作的，都必须按规章穿好工作服和戴
水力发电的原理与流程
水力发电的原理和优势 水力发电的原理与流程 高山上的雨水受重力作用而向下奔流，滔滔不绝，力量巨大，如果我们能想办法加以利用，这个巨大不息的力量，就可以为人类做许多工作。 水力发电的原理 水力发电是利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，就是利用流水量及落差来转动水涡轮。再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合于家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。 水力发电依其开发功能及运转型式可分为惯常水力发电与抽蓄水力发电两种 1. 惯常水力发电流程 惯常水力发电的流程为：河川的水经由拦水设施攫取后，经过压力隧道、压力钢管等水路设施送至电厂，当机组须运转发电时，打开主阀(类似家中水龙头之功能)，后开启导翼(实际控制输出力量的小水门)使水冲击水轮机，水轮机转动后带动发电机旋转，于发电机加入励磁后，发电机建立电压，并于断路器投入后开始将电力送至电力系统。如果要调整发电机组的出力，可以调整导翼的开度增减水量来达成，发电后的水经由尾水路回到河道，供给下游的用水使用。 1. 抽蓄式水力电厂 抽蓄式水力电厂与惯常水力电厂不同，它的水流是双方向，设有上池及下池。白天发电流程与惯 常水力电厂相同，于夜间电力系统离峰时段，利用原有的发电机当作马达运转，带动水轮机将下池的水抽到上池。如此循环利用，原则上发电后的水并不排掉。 1.1自然资源优势 全球水电资源的蕴藏量十分可观，据有关最新资料统计，目前世界上已估算出的水电资源的理论蕴藏大约为40000~50000TWh/年，其中大约13000~14000TWh/年技术上具有开发的可行性。从理论上讲，这种可以依赖当今技术水平开发的水电资源完全可以满足当前全球的用电需求。并且，由于水流按照一定的水文周期不断循环，从不间断，因此水力资源是一种再生能源。 1.2 环境优势 水力发电相比于火力发电等传统发电模式在污染物排放方面有着得天独厚的优势，水力发电直接利用水能，几乎没有任何污染物排放。 1.3 经济优势 水力发电发电成本低，水力发电只是利用水流所携带的能量，无需再消耗其他动力资源。另外，由于水电站的设备比较简单，其检修、维护费用也较同容量的火电厂低得多。如计及燃料消耗在内，火电厂的年运行费用约为同容量水电站的10倍至15倍。因此水力发电的成本较低，因此有很高的能量回报率，可以提供廉价的电能。 1.4 高效率 水力发电主要动力设备的水轮发电机组效率较高，先进机组（例如三峡水电站）效率高达90%以上，而一般火电站仅有40%出头。 1.5 灵活性 水力发电主要动力设备启动、操作灵活。它可以在几分钟内从静止状态迅速启动投入运行；