水电站生产常识完整版

1、 1.1 水力发电的基本原理 在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定 的流量将的流量将“载能水载能水”输送到水轮机中，使输送到水轮机中，使水能水能旋转机旋转机 械能械能带动发电机组发电带动发电机组发电输电线路输电线路用户用户 水电站的出力和发电量的计算水电站的出力和发电量的计算 水电站的出力和发电量的计算水电站的出力和发电量的计算 gtQHP81. 9理论出力 KQHQHP81. 9实际出力 能量损失：能量损失： 1.HgH：损失水头：损失水头h，据经验，一般为，据经验，一般为Hg的的 3%10%，输水道短取小值。，输水道短取小值。 2

2、. ：k=9.81水电站出力系数。大中型水电站水电站出力系数。大中型水电站 k=8.08.5；中小型水电站；中小型水电站k=6.58.0。 出力：（功率） 水电站的出力和发电量的计算水电站的出力和发电量的计算 发电量：一定时段内水电站发出的电能总量， 单位为kWh TPE 水电站生产过程水电站生产过程 水能的基本要素是流量流量、水头水头。当水具有 一定的流量、水头以后，我们说水具有了 一定的能量。 N=9.81QH 由此可知发电必须要具有水头和流量 1.2 水电站类型水电站类型 水电站的基本类型水电站的基本类型 由P = 9.81QH可知，发电必须有流量和水头。 形成水头方式水电站的开发方式。

3、 按其集中水头的方式不同分为：坝式、引水式和混合式三 种基本方式。 抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。 按调节能力分成： 无调节水电站、有调节水电站 一般坝后式水电站和混合式水电站都是有调节的；河床式 和引水式水电站常是无调节的，或者只有较小的调节能力。 一、 坝式水电站 用坝集中水头的水电站称为坝式水电站 其特点有： 水头取决于坝高。 引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分，综合利 用效益高。 投资大，工期长。 适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。 1河床式电站 特点：特点： 一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上

4、，为 避免大量淹没，建低坝或闸。避免大量淹没，建低坝或闸。 适用水头：大中型：适用水头：大中型：25米以下，小型：米以下，小型：810米以米以 下。下。 厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房 也有抗滑稳定问题；也有抗滑稳定问题； 厂房高度取决于水头的高低。厂房高度取决于水头的高低。 引用流量大、水头低。引用流量大、水头低。 注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。 2、坝后式水电站 特点：特点： 当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将 厂房移

5、到坝后，厂房移到坝后，由大坝挡水由大坝挡水。 坝后式水电站一般修建在河流的中上游。坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 库容较大，调节性能好。库容较大，调节性能好。 坝后厂房坝后厂房 二、引水式水电厂（有压） 用引水道集中水头的电站称为引水式水电站用引水道集中水头的电站称为引水式水电站 特点：特点： 水头相对较高，目前最大水头已达水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。米以上。 引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率 较低，综合利用价值较差。较低，综合利用价值较差。 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量较电站库容很小，基本无水库淹没损失，

6、工程量较 小，单位造价较低。小，单位造价较低。 适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性 河段。河段。 一般修建于： 河道有弯道； 两条相近河流有较大水位差； 有急滩或瀑布处。 类型 无压引水式(free flow)：引水道是无压的 有压引水式(pressure flow)：引水道是有压的 1、引水式水电厂（无压） 1.无压引水电站 引水建筑物是无压的:渠道或无压隧洞 主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水 渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂 房，尾水渠。 2. 有压引水式电站 2. 有压引水式电站 引水建筑物是有压的：压力隧洞(pres

7、sure tunnel) 主要建筑物：低坝，有压隧洞，调压室，压 力水管，厂房，尾水渠。 3. 抽水蓄能电站 抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节 作用。主要解决电力系统的调峰问题； 建筑物组成包括：上下两个水库，用引水建 筑物相连，蓄能电站厂房建在下水库处，采 用双向机组 抽水蓄能和放水发电两个过程 低谷期：电能水能；高峰期：水能电能 1.3水电站的组成建筑物 一、枢纽建筑物 挡水建筑物：坝、闸 泄水建筑物：溢洪道、泄水洞、溢流坝 过坝建筑物：过船、过木、过鱼 1.3水电站的组成建筑物 二、发电建筑物 进水建筑物：进水口、沉沙池 引水建筑物：引水道、压力管道、尾水道 平水建筑物：前池、调压

8、室 厂区枢纽：主厂房、副厂房、变电站、开关站等 1.洞式进水口 有压进水口的类型及适用条件 2.墙式进水口 3.塔式进水口 1.4 水电站组成水电站组成 水工建筑物 水轮发电机组 励磁系统 调速系统 油水汽三大辅助系统 计算机监控系统 继电保护 安全自动化装置 配电装置 直流系统 厂用电系统 水工建筑物 挡水建筑物挡水建筑物 引水建筑物引水建筑物 输水建筑物输水建筑物 泄水建筑物泄水建筑物 挡水建筑物 u挡水建筑物就是大坝。 u作用：拦截河流的水，用以形成水库，积 蓄水量，抬高水位、集中落差，造成水力 发电的基本条件流量、水头。 水库参数 库容：108.77万m3 最大闸高为17.00m 闸顶

9、高程为1782.0m 闸（坝）顶总长为114.00m 水库水位：1776.51780m 引水建筑物引水建筑物 u引水建筑物是指从水库或河道中将所需要 利用的水引入水电站而造成的水工建筑物。 u对引水建筑物的基本要求：保证水电站所 需的足够水量，不能使泥沙、漂浮物等进 入引水隧洞。 u附加设备：拦污栅、工作闸门、检修闸门、 档沙坎。 引水建作用引水建作用 u拦污栅拦截杂物，避免使其进入压力 管道 u工作闸门开启、关闭进水口 u检修闸门用于检修工作闸门 u档沙坎拦截泥沙 输水建筑物 输水建筑物由引水隧洞、调压井和压力管 道等组成 阻抗式调压井定义：在圆筒式调压井的底 部设置阻力孔并与隧洞及压力钢管

10、连接的 调压调压井。 调压井的作用 由于发电站的引水管道较长，当机组运行 中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯 性作用，有很大的水锤效应，易损毁发电 设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和 其它过流部件。 调压井的作用 A、让水锤有一个释放的通道，以减小过流部 件的压力及水位波动，平稳水头。 调压井的作用 B、阻挡杂物进入压力水管和水轮机。调压 井中的流速较低，可以使泥沙沉降。 C、在调压井中设置快速闸门，可以对压力 钢管进行检修。 泄水建筑物泄水建筑物 u泄水建筑物：用以宣泄洪水及其他多余水量的建筑 物，同时可以用来排泥沙及其漂浮物等。 引水电站水流路径 水库 进水口 压力隧洞 调压井 压力钢

11、管 蝶阀 蜗壳 水轮机转轮 尾水 低水头轴流式水轮机转轮高水头轴流式水轮机转轮 基础 尾水管 泄水锥 轮叶 转轮体 转轮室 底环 蜗壳 座环 导叶 支持盖 顶盖 导叶操作机构 受油器永磁机 上机架 上挡风板 定子 转子 下挡风板 推力轴承 下风罩 推力支 架柱段 推力支 架锥段 空冷器 1.6 励磁系统 励磁系统：提供发电机磁场电流的装置， 包括所有调节与控制元件，还有磁场放电 或灭磁装置及保护装置 励磁系统由功率单元、 调节单元、灭磁单元组成。 励磁系统作用 维持发电机或系统电压水平； 并列运行机组间合理分配无功负荷； 提高发电机静稳定极限； 提高系统动稳水平； 发电机故障时快速灭磁。 1.

12、7 调速系统 调速系统：根据水轮发电机组转速偏差的 检测以开关水轮机导水机构控制进入水轮 机的流量来调节水轮机转速和出力的设备。 调速系统作用 未并网前：调整机组转速； 并网后：通过调整导叶开度调整机组有功 出力、有功功率的成组调节分配并列运行 的各机组之间的负荷； 正常开停机； 电气事故情况下紧急关闭导叶，以防止事 态扩大。 电压 频率 相位 1.8 油水汽三大辅助系统 油系统：水电站油主要分透平油和绝缘油。 透平油主要作用：润滑、散热、液压操作 绝缘油主要作用：绝缘、散热、灭弧。 水系统：主要用于机组各轴承，定子空冷 器冷却、主变冷却。 油水汽三大辅助系统 气系统：分为中压气（4.0Mpa

13、）和低压气 （0.7Mpa） 中压气作用：用于调速器压油装置 低压气作用：机组刹车制动、检修密封、 吹扫用气、风动工具用气、调相用气、空 气断路器及气动装置的隔离开关操作用气、 防冻吹冰。 油水气管路的着色油水气管路的着色 红压力油管、加油管； 黄排油管； 橙消防水管； 蓝进水管； 绿排水管； 黑排污管； 白压缩空气管。 1.9 计算机监控系统 以计算机网络为平台，通过开放、模块化 的结构设计，实现对水电厂生产过程的监 视、数据采集、控制、调节和保护，的一 种系统。 计算机监控系统包括：现在LCU单元、上位 机等组成，软件（南瑞EC2000，、中水科 H9000），各传感器等。 特点：计算速度快、精度高、存贮量大等 优点。 2.0 继电保护 继电保护：对运行中电力系统的设备和线 路，在一定范围内经常监测有无发生异常 或事故情况，并作用于断路器跳闸或发出 信号的自动装置。 继电保护要求：可靠性、选择性、速动性、 灵敏性 主要作用是：防止电力系统事故的发生和 发展，限制事故的影响及范围，保证电能 质量并提高供电的可靠性。 2.1 配电装置 发电厂和变电所电气主接线中，所装开关电器、 载流导体以及保护和测量电器等设备，按一定要 求建造而成的电工建筑物，称为配电装置。它的 作用是接受和分配电能，它是发电厂和变电所的