水力发电原理及水电站设备简介

水力发电原理及水电站设备简介PAGEPAGE10/48水力发电原理及水电站概况籍。一. 水力发电基本原理及水电站在电力系统中的工作方式水力发电基本原理出的电再通过输电线路送往用户，形成整个水力发电到用电的过程。出的电再通过输电线路送往用户，形成整个水力发电到用电的过程。1-1水库中的水体具有较大的势能，当水体经由压力管道流进安装在水电站厂房内的水轮机而排至水电站的下游时，水流带动水轮为电能。水电站的出力和发电量的计算出力公式如下：gVHP g gQHt t

9.81QH

(kW)g上式中的Q为水轮机的引用流量，H为水电站上、下游的高程差，称为水电站的g毛水头。水电站的实际出力公式如下：P9.81Q(Hh)9.81QHKQH(kW)gHK=水电站的出力系数，对于大中型水电站，K8.0～8.5，对于小型水电站，K6.5～8.0。水电站的运行特点风力发电厂、地热能发电厂联合工作。为了使得各风力发电厂、地热能发电厂联合工作。为了使得各为电力系统日负荷曲线图：一般来说，由于火电和核电机组在机组性季节，水电机组在承担电力负荷上选择性更为灵活。下面我们先了解一下水电站的运行特点：（1）水电站的工作情况随河川径流的多变而变化。水电站的出力和发电量受到天然径流来水量的影响，虽然水库具有调节径流的作用，但也只能是在一定程度上小幅度调节（水库库容越大，调节的作用就越明显往往由于库容不足弃水而导致水能难以利用。其发电量的多少主要与其来水径流量的多少有关，而其运行费用却基本不会因此而有所增减。因此，应当尽量使水电站多发电，而减少系统中火电厂的发电量，从而减低火电厂相应燃料的消耗，提高整个电力系统的经济性。或停机，增减负荷十分方便。因此利用水库调节，水电站适宜在电力系统中承担调峰、调频和事故备用等任务。站及其水库会提出各种综合利用要求，因而水电站及其水库的运行调度方式必然会受到他们的制约。水电站在系统中工作方式的一般原则和经济型最大化。具体的基本原则有以下几条：调节水电站在枯水期宜在峰荷工作，随着来水增多，可从峰荷逐步过渡到担任丰水期的基荷工作。基荷工作。但在丰水期，水电站还是应以全部装机容量在基荷工作，此时火电厂应担负峰荷，虽然单位煤耗有所增加，但可由于水电站减少弃水，从而在总体上节约了煤耗总量，使得电力系统的总成本下降。低负荷下运行。的安全性将受到影响，所以应优先保证核电机组在基荷位置运行。年调节水电站以及多年调节水电站。水库的调节能力不同，导致水电站在系统中的工作方式也不一样，但总体原则是尽量减少水库不必要的弃水，若水库库容不具备调节能力，应使水电站运行在基荷位置，充分利用水资源；若水库库容尚具备调节空间，应使水电站运行在峰荷或腰荷位置，以充分发挥水电机组调节能力强、运行灵活的特点。二. 水电站的基本类型河床式水电站进水口进入水轮机。坝后式水电站坝后式水电站一般修建在河流中上游的ft区峡谷地段，受水库淹没限制相对较小，所以坝可建得较高，水头也较大。由于水头较高，厂房不能承受上游过大水压力而建在坝后（坝下游间常用缝分开，上游水压力全部由坝承担。坝内式水电站特别注意防渗、防潮、通风、照明等问题。引水式水电站发电用水来自较长的引水道，厂房远离挡水和进水建筑物，厂房上游不承受水压力，厂房布置在引水系统末端的的河岸上。由于厂房布置在地面的河岸布置地面厂房有困难时，将厂房建在地下的ft体内，则此类可称为引水地下式厂房。抽水蓄能电站抽水蓄能电站可认为是一种特殊类型的水电站。水电机组具备启停迅速、运行灵活，适宜担任调峰、调频和事故备用负荷等特点，而抽水蓄能机组可将水电机组上述特点发挥到极致。抽水蓄能电站不是为了开发水能资源向系统提供电能，而是以水体为贮能介质，对电力系统起到调节作用。抽水蓄能电站包括抽水蓄能和放水发电两个过程，它有上下两个水库，一般用压力管道相连，蓄能电站厂房建在离下水库不远的地下ft体内。在系统负荷低谷时，利用系统多余的电能带动泵站机组（电动机+水泵）水抽到上库，以水的势能形式储存起来；当系统负荷高峰时，将上库的水放下来推动水轮发电机组（水轮机+发电机）发电，以补充系统中电能的不足。由于抽水蓄能电站较之常规水电站可运行的工况更多，因此其在对电力系统的调节功能上更为灵活。三. 水电站建筑物简介筑物。水电站枢纽一般由以下建筑物组成。挡水建筑物等水工建筑物，如混凝土重力坝、拱坝、土石坝、堆石坝及拦河闸等。泄水建筑物溢流坝、溢洪洞及放水底孔等。进水建筑物无压进水口等。引水建筑物建筑物，如渠道、隧洞、压力管道、尾水渠等。平水建筑物无压引水式水电站渠道末端的压力前池。厂区枢纽建筑物水电站厂区枢纽建筑物主要是指水电站的主厂房、副厂房、变压器场、高区域内形成厂区。厂区是发电、变电、配电的中心，是电能生产的中枢。过坝建筑物用以通船、过木及过鱼等的建筑物，如船闸、鱼道等。四. 水电站厂房的组成及布置生产人员工作状态是否良好影响是非常大的。水电站厂房的组成水电站厂房根据设备布置和运行要求的空间可划分为以下几大区域：是水电站厂房的主要组成部分。管理人员工作和生活的用房，统称为副厂房。的电能经变压器升压后，再经输电线路送给用户。开关站。安装高压配电装置的地方成为开关站。发电机侧（低压侧的配电装置，通常装设在厂房内，而其高压侧的配电装置一般在户外，称为高压开关站。开关站装设高压开关、高压母线和保护装置，高压输电线由此将电能送给电网和用户。主体。水电厂厂房的布置置均指立式机组的厂房布置。（一）主厂房设备的布置水电厂主厂房是安装水轮发电机组及其辅助设备的场所，根据设备布置的需要通常在高度方向上分为数层，如图4-1所示。通常以发电机层楼板高程为界 将主厂房分为上部结构和下部结构两部分。上下部结构高度之和（基底至屋顶的高度）横轴型上所占的范围，就是主厂房的宽度。发电机层设备布置。发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪表盘柜的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。如图4-2磁盘、桥式吊车等主要设备以及主阀孔、楼梯、吊物孔等厂内交通设施。水轮机层设备布置。水轮机层是指发电机层以下，蜗壳大块混凝土以上的4-3（蜗壳尾水管层的布置。如图4-4所示，蜗壳尾水管层除了过流部分外，大水泵、空气压缩机等设备。4-5安装间的面积可按一台机组扩大性检修的需要确定，等其它相关因素。（二）副厂房设备的布置面，可集中一处，也可分为两处布置。和车间、办公室及生活用房等。水电站主要机电设备系统简介水电站完成将水势能转化为电能的过程，除了需要形成集中水头、引导水流的水工建筑物外，还需要包括水轮机、发电机、变压器在内机电设备的正常工作。水轮机、发电机和变压器统称为水电站的三大主设备，而为了保证主设备完成生产过程，需要对主设备进行冷却、润滑、操作、控制、监视等操作。因此，根据水电站机电设备的不同功能，可将它们划分为不同的设备子系统，它们之间存在着相互关联、相互影响、相互配合的关系，共同支撑起整个电站的正常运行。下图是一个水电站厂房各设备系统或主要设备之间关系的简图。一. 水轮机水轮机的类型和应用范围（一）水轮机的基本类型站的开发方式不同，水电站的水头、和功率差别很大，因此需要有多种型式和种类的水轮机与之相适应。现在水轮机按水能转换的特征分为两大类，即反击式水轮机和冲击式水轮机。水轮机。机。上述两大类的水轮机还可细分为以下具体的转轮型式：转轮型式一般适应水头转轮型式一般适应水头（m）特点混流式25～450结构简单，运行可靠、效率高、应用水头范围广，一般适用于中高水头水电站。轴流定桨式3～50结构简单，但高效率区范围较窄，适用于负荷及水头边幅较小的水电站。轴流转桨式2～88结构较为复杂，由于导叶和桨页能双重调节，大流量和负荷变化较大的水电站。也可实现导叶和转轮叶片双重调节，具有较宽斜流式40～200的高效率区，但结构复杂，造价较高，一般用于大、中型水电站。贯流式2～30一般具有较高的效率，适用于低水头、大流量的河床式水电站。水斗式40～2000适用于高水头、小流量的水电站。斜击式25～300一般适用于中小型水电站。双击式泵水轮机

5～15050～700

结构简单，制造方便，但效率低，一般适用于小型水电站。实现水轮机和水泵的功能。（三）水轮机的工作参数、型号和公称直径数作解释，有兴趣的读者可以参阅专业的书籍。分用一短线分开。水轮机型号排列顺序如下：转轮型号用该水轮机的比转速表示，用阿拉伯数字表示。水泵水轮机在型式代号后面加汉语拼音字母“B1-1所示。第二部分代表主轴布置形式和结构特征，有两个汉语拼音字母组成，前者所示。第三部分代表水轮机转轮公称直径D以及其他有关参数，用阿拉伯数字表示，单位为cm。1水轮机型号示例如下：1)HL180—LJ—550：表示混流式水轮机，转轮型号为180，立轴，金属蜗壳，转轮公称直径为550cm。2)ZD760—LH—12（φ=+10°120cm，转轮叶片装置（安装）角为+10°。3)XLB200—LJ—300200300cm。立式混流式水轮机构成部件的介绍式的水轮机，请参阅水电专业书籍。（一）转轮转轮是水轮机将水流能量转变为旋转机械能的核心部件，要求转轮具有良34726511-1（二）导水机构叶传动机构（包括导叶臂、连杆、连接板）和接力器等部件。导水机构接力器的工作原理，如图2-2所示。图中示出两个直缸式接力器的工作情况，图示所在位置是导叶正处于中间开度，当接力器腔体内接受调速器系统送来的压力油后，便可控接力器的推拉杆，改变导叶的开度，达到调节水轮机流量的目的。和顶盖之间。导叶的断面形状为翼型，首端较厚，尾端较薄，这样既可以保证强度又可以减少水力损失。导叶一般由导叶体和导叶轴组成。另外还有导叶轴套和相应密封、以及传动机构作为导叶的附件支撑导叶的正常工作。上，它与顶盖形成流道，并用来安装导叶的下轴套。控制环。是传递接力器作用力，并通过传动机构转动导叶的环形部件。强度和刚度。（三）引水部件及泄水部件混流式水轮机的引水部件主要由金属强度和刚度。（三）引水部件及泄水部件混流式水轮机的引水部件主要由金属成。1)金属蜗壳。引水室是将水引入导水机构的通流部件。蜗壳是蜗状的有压引水室。混流式水轮机应用于中高水头电站（一般H≥40m蜗壳引导水流一方面作圆周运动，另一方面作径向运动，使得水流均匀轴对称地进入导水机构，故水力损失小，结构紧凑。座环。座环位于引水部件（蜗壳）间若干流线形立柱（也称固定导叶）组成。其作用是承受水轮发电机的部分重量、水轮机的轴线水推力、顶盖的重量级部分混凝土重量，并将其荷载通过立柱传给下部基础。同时，座环也是水轮机的过流部件和水轮机的安装基准件。转轮的基础部件，也是安装时水轮机转动部分的承重件，埋设于混凝土中，转轮的下环在其内转动。地引向下游，回收转轮出口处水流的动能并利用转轮高出下游水位的位能。常见的尾水管型式为弯肘形，其由直锥管、弯肘段和水平扩散段三部分组成。（四）水轮机其他部件接水轮机转轮。它的作用是将水轮机的旋转机械能传递给发电机，从而带动发电机转子旋转。此外，主轴还承受转轮轴向水推力和转动部件的重量。轮机正常工作的重要保护装置。轮机导轴承的主要作用是承受机组运行中主轴传来的径向力和振摆力，约束主轴轴线位置。导轴承在结构布置上应尽量靠近转轮，以缩短转轮至轴承距离，保证主轴和转轮运行稳定性和可靠性。按润滑介质不同，水轮机导轴承可分为水润滑和油润滑两种。用。二. 发电机及其励磁系统发电机的基本知识水电站中的发电机都为同步电机（以下发电机均指同步发电机机的旋转机械能转变为电能，通过输电线路等设备送往用户。有电流流过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。2-1120A—X、B—Y、C—Z，转子上有励磁绕组（也称转子绕组）R—L。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生恒稳的磁场。当转子被原动机带动旋转后，定子绕当转子被原动机带动旋转后，定子绕（也称电枢绕组就在其中感应出电动势来。感应电动势的方向由右手定则确NS交流电动势的频率f，决定于电机的极对数p和转子转速n，即：fpn(Hz)上式中，n的单位为r/min。BC120A、B、C。当发电机带上负荷后，三相定子绕组中的定子电流（电枢电流电机也由此而得名，它的特点是旋转与频率间有严格的关系，即：n 60p水轮发电机的类型及基本参数（一）水轮发电机的类型置三种。其中绝大数水轮发电机组采用的是立式（竖轴）无特制均指立式水轮发电机组。轴承，装在转子下方的下部机架上或者装在位于水轮机顶盖上推力支架上。式。（二）水轮发电机的型号其表示法为：我国水轮发电机型号部分由汉语拼音组成，表示符号为SF 立式空冷水轮发电机；SFS 立式水内冷水轮发电机；SFW 卧式水轮发电机；SFD 水轮发电—电动机；SFG 贯式水轮发电机。（三）水轮发电机的基本参数水轮发电机的基本参数，通常有额定电流I、额定电压U、额定容量S或n n nP、额定功率因数cosφ、额定转速n、飞逸转速n、转动惯量J、效率η、电n n n fXKd

等。以上基本参数的定义概念在此不再予以解释，需要了解的读者可以参阅相关的专业书籍。水轮发电机的主要组成部件（一）定子线等其它部件组成。定子机座。主要作用是固定定子以及承重。在交变磁通，才在定子绕组上感应出交变电流。因此，把定子铁芯称为磁电交换元件，并在铁芯齿槽中固定定子绕组。生交变电动势和交变电流，从而完成水能→机械能→电能的最终转换。（二）转子转子是水轮发电机的旋转部件，位于定子里面，与定子之间保持一定的空气间隙。转子通过主轴与下面的水轮机连接。它的作用是产生磁场并通过与定转子支架、磁轭和磁极等部分组成。磁极是显露的（凸极结构、首尾两磁极与转子引线相连接，转子引线接至集电环，运行时由励磁装置向集电环供给直流电。械能传递给发电机转子，另外主轴还承受由于推力负荷引起的拉应力，以及承受单边磁拉力和转动部分的机械不平衡力。件，并起到固定磁轭和传递转矩的作用磁轭。磁轭也叫轮环。它的作用是产生转动惯量和固定磁极，同时也是磁路的一部分。产生磁场的部件。（三）机架一般分为装在发电机定子上部的上机架和装在定子下部的下机架；按照机架的承载情况，可分为负荷机架和非负荷机架；按照机架的支臂结构型式可分为辐射型、井字型和桥型等。（四）推力轴承水轮发电机组的推力轴承是一种承受整个水轮发电机组转动部分的重量以及水轮发电机的轴向水推力的滑动轴承，按液体润滑理论，在镜板和推力瓦之间由于镜板的旋转运动，会建立起厚度为0.1mm左右的油膜，形成良好的润滑条件，同时经推力轴承将这些力传递给水轮发电机的荷重机架。它是水轮发电机组最重要的组成部件之一，其工作性能的好坏，将直接关系到机组的安全和稳定运行。（五）导轴承导轴承，有的发电机仅具有上导轴承或下导轴承之一。（六）通风冷却系统全空冷方式冷却，具有制作工艺简单、运行稳定可靠等优点。（七）制动器制动器一般位于转子制动环的下方，中、小型机组一般直接安装在下支架上，大型发电机制动器则有独立的基础，即在对应制动环的下部设若干支墩，1～2机组在停机过程中，为了避免推力轴承因机组长期在低转速下惯性转动而导致制动器强制机组较快停下来，从而保护了推力轴承瓦面。水轮发电机的励磁系统从前面介绍发电机发电基本原理时已知道，发电机是通过定子切割由转子则是由于励磁系统向其磁极绕组供给了直流的励磁电流。由此可知，励磁系统是指向发电机转子供给励磁电流的一系列相关设备的统称。励磁系统主要包括励磁变压器（或者励磁机、励磁开关、整流桥、励磁调节器、灭磁开关、启励装置、强励装置和欠励限制器等装置。励磁系统通过调节供给转子磁极绕组的励磁电流的大小，可以达到实现对发电机无功功率调节的目的。当发电机处于过励运行状态时，发电机向电网输出滞后无功功率（输出电感性无功功率机向电网吸收滞后无功功率（输出电容性无功功率。需要说明的是调节励磁电流只能调节无功功率，不能改变有功功率。只有调节原动机的转矩，也就是调节水轮机的进水量，才能调节发电机的有功功率。三. 主变压器变压器基本知识为另一种或几种频率相同但数值不同的电压和电流。要将一定大功率的电能输送到远方用户去，如果用较低的电压，则电流将很大，而线路的功率损耗与电流的平方成正比，这将造成巨大的能量损失。另故必须采取升高电压减小电流的措施。电能送到受端时，输电线的高电压必须经降压变压器，将电压降到用户所需的数值，以供使用。变压器型号表示方式如下：变压器的主要参数包括有：额定容量S、额定电压U、额定电流I、阻抗n n n电压U、短路损耗△P、空载损耗△P、空载电流I、温升、接线组别。以上基d d 0 0籍。变压器的分类变压器。按相数分类可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。循环变压器、干式变压器和充气式变压器。变压器的基本结构目前，主变压器大多数为油浸式变压器，它主要由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管出线装置、冷却装置和保护装置等部分组成。其基本结构组成部分如下：（一）铁芯装而成。（二）绕组开关来考虑的。（三）变压器的冷却这些热量依靠变压器油不间断的循环二散发出来。大型变压器一般采用强迫油循环冷却来达到散热目的。强迫油循环冷却包括风冷、水冷两种。（四）安全保护装置气的接触面，减少油受潮和氧化的程度（油枕上安装吸湿器与空气连通。吸附剂干燥时为蓝色，当吸收水分后会逐渐变为淡红色，此时必须更换或对其进行干燥。防爆管（安全通道器内部发生故障时，防止油箱内产生高压力的释放保护。（五）变压器的调压装置电力系统正常运行时，必须控制电压波动范围，保证电能质量。电压波动5变压器的绕组匝数的调压方式。双绕组变压器只在高压侧装设改变绕组有效匝数的分接开关。三绕组变压器在高、中压侧分别装设改变绕组有效匝数的分接开关。按照调压方式，变压器调压可分为无载调压和有载调压两种。四. 水电站的电气主接线电气主接线概述性的作用，并长期影响这运行安全和质量。便，一般将三相电路绘成单线图，必要时局部用三线表示。器、载流导体等的型号、规格和数量，并确定其连接方式。（一）对电气主接线的基本要求电可靠性问题，始终是电气主接线设计和运行好坏的重要指标。具有一定的灵活性。能因误操作而造成的损失，并易于实现自动化。经济合理。线。（二）电气主接线形式等。无母线的主接线有：单元接线、桥形接线和多角形接线等。具有母线的主接线：一般具有四回以上进、出线就可设置母线。其优点是进、出线回路数可以增加，缺点是扩大了配电装置的结构，并增加了故障几率。出线回路数受到限制。常用主接线的类型特点及其适用范围线类型请读者自行参阅相关专业书籍。线类型请读者自行参阅相关专业书籍。（一）单母线接线接线方式如图4-1所示：优点：简单明显，采用设备少，操作方便，便于扩建，造价低。缺点：供电可靠性低，母线及母线隔离开关等任一元件故障或检修时，均需使整个配电装置适用范围：一般只在变电所建设初期无重要适用范围：一般只在变电所建设初期无重要（所中使用。（二）4-2优点：具有单母线接线简单清晰、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性。该母线上的所有回路都要长时间停电。（三）单元及扩大单元接线该母线上的所有回路都要长时间停电。（三）单元及扩大单元接线1)单元接线在水电站中，发电机与变压器直接连成一个单元，称为发电机 变压器单元接线（称单元接线这种接线应用在将发电机发出的全部电能以升高电压（35kV以上）输入电网水电厂中，由于采用的变压器不同，单元接线又可分为发电机 双绕组变压器单元接线和发电机 三绕组（或自耦）变压器单元接线两种。障时短路电流减小，电气设备减少，操作简便和继电保护简化。缺点：对于发电机 变压器单元接线，当一组单元中某个元件故障或检修时，整个单元将停止运行。2)扩大单元接线采用两台（或三台）2)扩大单元接线采用两台（或三台）4-4外任一机组停机都不会影响自用电的供给。验表明，主变压器的事故率是很少的，因此，目前（四）多角形接线4-54-5多角形接线的各种断路器的经济型。中一台断路器检修时，多角形接线就要开环运行，故降低了安全可靠性。主接线上常见的电气设备简介（一）高压断路器在发电厂和变电所中，高压断路器是指1000V）6真空断路器。（二）隔离开关有的灭弧装置，因此不能用来拉合负荷电流和短路电流。隔离开关的主要作用包括：以保证工作人员和设备的安全。隔离开关和断路器相配合，进行倒闸操作，以改变运行方式。可用来断开小电流电路和旁路电流。（三）互感器互感器包括电流互感器和电压互感器，是一次设备和二次设备间的联络元件，将一次回路中的大电流、高电压变为二次回路中的小电流和低电压，分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，从而正确反映电气设备的正但又有其特殊性，在此就不再赘述。（四）避雷器电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。五. 技术供水系统技术供水系统的对象及其作用作用是对运行设备进行冷却，有时也用来进行润滑及水压操作。技术供水系统的主要供水对象包括：水冷式空气压缩机；水轮机导轴承的润滑和冷却；水轮机主轴密封用水；压油装置集油槽油冷却器；其他用水设备（如一些高水头水电站的进水阀操作用水等。技术供水的水源、供水方式及设备配置方式技术供水系统的水源有上游水库、下游尾水和地下水源，其中上游水库有压力钢管或蜗壳取水，坝前取水两种方式。供水的方式有自流供水、水泵供水、混合供水、其他供水方式。其中，自20~120m120m12m定，一般有以下几种类型：备取水，通过全电站公共的供水干管供给各机组用水。这种设备配置集中，运行、维护比较方便，适用于中、小型水电站。供水设备。这种设备配置方式适用于大型机组。特别对于水泵供水的大中型水电站，每台机组各自设一台（套）工作水泵，其特点是：虽然水泵台数可能多些，但机组之间互不干扰，可靠性高，容易实现自动化，便于运行与维护。匀；或管道直径过大给设备布置带来困难。采用单元供水，设备数量又过多。此时，可以将机组分成若干组，每组构成一个完整的供水系统。其特点是：既减少了设备，又方便了运行。技术供水系统图和设备的尺寸和高程。六. 排水系统排水系统是水电站辅助设备中最基本的系统之一。在水电站，排水系统是严重威胁水电站的安全和运行。排水系统的作用及排水方式和厂房水下部分的检修。水电站的排水包括：生产用水的排水、检修排水、渗漏排水和厂区排水。高，一般都不设置排水泵，而是靠自流的形式排至下游河道或尾水管内。蜗壳、尾水管、引水管道内的积水排除。检修排水的特点是：排水量大、位置较低，只能采用水泵排水。的生产排水、厂房下部生活用水的排水、厂房水工建筑物的排水一般采用渗漏排水。特点是来水零星且量小，位置较低，一般采用集水井收集，再用水泵排水。水电厂的排水泵一般都采用离心泵、深井泵和潜水泵，高水头水电厂也有采用射流泵排水的。七. 油系统等工作。器油、电缆油和开关油，主要作用是绝缘、散热和消弧。油系统的用油用户主要包括推力轴承、上导轴承、下导轴承、水导轴承和调速器压油系统，还可能包括机组进水口油压启闭机、主阀操作压力油。八. 压缩空气系统压缩空气的用途主要作用如下：供液压操作油压装置压力油罐用气；机组停机过程中的制动用气；水轮发电机组调相运行时转轮室压水用气；机组、设备在安装、检修中的风动工具及设备吹扫清污用气；水轮机主轴检修围带密封充气、发电机封闭母线微正压用气；蝴蝶阀止水围带充气；前池或压力管道进口拦污栅处防冻吹冰用气；大中型机组水轮机强迫补气；气动配电装置中空气断路器及气动隔离开关操作和灭弧用气。水电站的厂内压缩空气系统，一般设置两个气压等级，其中，高压气系统一般≥2.5MPa，供压油装置等用气；低压气系统一般为0.7MPa，供检修密封围带、制动风闸、调相压水和风动工具的用气。压缩空气系统的任务和组成同时满足用气设备对气压、清洁和干燥的要求。压缩空气系统由四个部分组成：空气压缩装置。包括空气压缩机、电动机、储气罐和气水分离器；输送和分配压缩空气。器、电磁阀等。其主要作用是监测、控制，保证压缩空气气系统的正常运行。用气设备。如压油装置的压力油罐、制动闸、风动工具等。九. 水轮机进水阀进水阀的作用水阀。进水阀只有全开和全关两种工作位置，不调节流量。其作用是：为机组检修提供安全工作条件。停机时可减少机组漏水量和缩短重新启动时间。防止机组飞逸事故扩大。设置进水阀的条件置进水阀时，一般应符合以下条件：联合供水方式的电站，应在每台水轮机前设置进水阀。120m机组和运行方便，可考虑在每台水轮机前设置进水阀。120m水管进水口设置快速闸门。进水阀的型式阀的使用最广泛。进水阀的操作方式进水阀的操作方式按动力不同分为手动操作、电动操作和液压操作三种方式。不论进水阀是哪种型式和操作方式，在开启时都应满足三个基本条件：进水阀的上下两侧水压力基本相等、密封装置退出工作位置、锁锭退出，才能将阀开启。机组正常运行关闭时应满足两个条件：水轮机导叶完全关闭、锁锭退出，进水阀才能进行关闭。当机组在运行中发生事故，进水阀在接到事故关机信号后，只需锁锭退出就可在水轮机导叶没有完全关闭的情况下进行动水关闭。十. 水轮机调节基本知识水轮机调节的任务为了保证用户用电的质量，当今的电力系统对电能的频率和电压都要求保持在额定值附近的某个范围。按规定，系统频率应保持在50Hz，其偏差不得超过±0.5Hz，对于大容量系统，频率的偏差不得超过±0.2Hz。但由于电力系统的负荷是不断变化的，存在周期为几秒至几十分钟的负荷2%~3之内系统负荷有早、晚两个高峰和中午、深夜两个低谷，这种负荷变化基本上是可以预见的。电力系统负荷的不断变化将导致系统频率的波动。维持机组的转速（频率）调节，简称水轮机调节。如下：调节器称为水轮机调节系统。调速器的作用及基本要求自动或手动调整机组的转速；自动或手动启动、停机或事故停机；当机组并列运行时，自动分配各机组之间的变动负荷。水轮机自动调节系统已被调节参数（调频）的偏差作为调节导叶开度的依据。所以在负荷变动时，总是先产生一定的转速偏差，然后在调节器的作用下，逐步消除这一偏差。这一过程称为调节系统的过渡过程（调节过程是，调节系统各参数（转速、调节信号、导叶开度等）不随时间而变化的工作状态称为平衡状态（稳定状态。算的要求。调速器的分类调速器的分类大致有以下几种：现在大中型水电站广泛应用的为PID型微机调速器。水轮机调速器的基本构成无论是哪种类型的调速器，其基本构成原理都是一致的，只是实现手段、10-2行数字测频。信号作为调节信号送给放大元件。微调中是由软件来控制。调中由电路与液压部分联合完成。行元件一般均指水轮机接力器。反馈元件。用于保证调节的适度性和稳定性。微调中均采用位移传感器完成信号反馈。十一.厂用电系统概述水电站厂用电系统的组成分使用交流电，少量使用直流电。流电源等所构成的总体。水电站厂用电负荷由以下几部分组成：机组润滑系统、调速器压油装置、主变压器冷却系统、技术供水泵等。当它们停止工作后，会引起主机减少出力或停止发电，甚至可能使得主机或辅助设备损坏。因此此类负荷，允许电源中断的时间非常短，仅为电源操作切换时间，10min。车、照明等。当它们停止工作后，一般不会影响水电站机组的出力，可由运行人员采取措施使它们恢复工作。对于二类负荷，运行短时停电数十分钟，但必须设法恢复。时间停电，当它们停止工作后，可以较长时间进行修理以恢复工作，不会影响水电站的运行。一类负荷的供电，以满足水电站安全、经济、稳定运行的需要。水电站对厂用电接线的基本要求安全可靠、运行灵活。投资少、运行费用低，接线简单、清晰。分段设置，互为备用。与电气主接线的关系。整体规划，便于扩建。大中型水电站中厂用电接线方式大多采用两级电压（6kV380V）线分段接线。厂用电电源种类使全厂机组停机也可从系统中取得电源，并且容易保证第一类厂用电动机的自启动。目前发电机厂用电几乎全由主发电机供给。这种方式多应用于某些孤立运行的水电站中，或者作为水电站厂用电的应急电源，以应对当电力系统发生非常严重事故时，厂用电系统不能及时供电的情况发生。装设柴油发电机作为紧急备用电源。源。厂用配电装置（一）厂用高压开关电器