水电厂生产流程与发电基本原理简介

水电厂生产流程与发电基本原理简介第一页，共30页。一、水力发电基本原理

水力发电是利用河流、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力即利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，通过主轴带动发电机转子转动,在发电机转子加以励磁电流,随着水轮发电机组转动,切割磁力线,

发电机定子便可发出电来，即旋转机械能转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。因水力发电厂所发出的电力电压较低，要输送给距离较远的用户，就必须将电压经过变压器增高，再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所，最后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压，并由配电线输送到各个工厂及家庭。

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水电厂的出力和发电量的计算公式为P=9.81ηQH(kW)η代表水轮发电机效率Q代表单位流量（m3/s）H代表上下游水位落差（m）第三页，共30页。第四页，共30页。水力发电厂流程简介第五页，共30页。1、进水口、尾水闸门2、压力钢管3、主阀4、水轮机5、发电机6、控制室7、发电机开关8、主变9、配电装置10、输电线第六页，共30页。二、水电厂在电力系统中的作用承担基荷无调节水电厂宜全年担负系统基荷工作调峰有调节水电厂在枯水期宜在峰荷工作，日调节水电厂可尽量担任系统峰荷调频多年调节电站及大容量机组可作系统调频机组事故备用只需几分钟就可启动或停机，宜于作事故备用第七页，共30页。三、水电厂的分类常规水电站抽水蓄能电站混合型水电站（既有常规机组又有抽水蓄能机组）潮汐电站第八页，共30页。常规水电站分类坝内式电站(河床式电站)坝后式电站引水式电站混合式电站第九页，共30页。1、坝内式电站河床式水电厂的厂房与大坝一起建筑在河床中，成为坝体的一部份，因而厂房本身应能承受上游水压力，起挡水作用，厂房结构设计与坝体相同。这种水电厂适用于水头较低而所挡水建筑物很长的情况下，通常是在平原河段上。第十页，共30页。2、坝后式电站坝后式水电厂的厂房建筑物在坝后，厂房不挡水，因而也称坝下式水电厂。其特点是水头较高，厂房本身不承受上游水压。第十一页，共30页。3、引水式电站当天然河流坡降较大时，可借助坡降较小的引水道引水用以集中水头，采用这种开发方式为引水式开发。根据引水道的形式不同，又分为无压引水式开发水电厂和有压引水式开发水电厂两种。第十二页，共30页。4、混合式电站在一个河段上，用筑坝和有压引水道共同来集中河段上两部分落差的开发方式称为混合式开发。这种开发方式的水电厂称为混合式水电厂。第十三页，共30页。四、水电站的组成部分水工建筑物水力机械设备发电设备变电设备配电设备输电设备控制及辅助设备

第十四页，共30页。1、水工建筑物各组成部分挡水建筑物——坝；泄水建筑物——溢洪道、泄水孔；闸门；用水建筑物——水电站进水引水建筑物和厂房。第十五页，共30页。坝的作用坝的作用是拦截水流、抬高水位、形成水库，造成上下游之间的水位差，使其具备水力发电的基本条件。在有调节库容的坝式水电站上，坝同时实现集中河段落差和调节河流中的流量的双重作用，不仅为发电部门服务，同时也为防汛、灌溉、航运、给水等部门服务。第十六页，共30页。溢洪道、泄水孔的作用泄水建筑物的主要作用是宣泄洪水，故又称泄洪建筑物。它可防止洪水漫顶，确保大坝安全，是水利枢纽中不可少的主要建筑物。有的泄水建筑物还可以用来放空水库或施工导流等。泄水建筑物按泄流方式可分为溢流道和深式泄水道两类。第十七页，共30页。闸门的作用闸门的作用是调节流量和控制洪水。闸门可根据它所在位置的不同而分为低水头闸门和高水头闸门，即表面闸门和深水闸门。发电用的进水口闸门和底孔闸门属于高水头闸门；溢洪道上的闸门属于低水头闸门。从其结构来划分，最常见的是平板闸门和弧形闸门。第十八页，共30页。用水建筑物的作用进水和引水建筑物：它包括进水口和引水道，其作用是自水库或河流引取厂房机组所需的流量。进水口按电厂布置方式可分为有压进水口和无压进水口。引水道可分渠道、隧洞（无压和有压）、压力水管、渡槽和倒虹吸等。此外，一些引水式水电站在引水建筑物上还设有压力前池、凋压室和调压阀等。水电厂厂房：是用来装设动力设备的。装设水轮发电机组及其辅助设备的厂房称主厂房。装设配电设备及其运行管理设施的厂房称为副厂房。第十九页，共30页。2、水力机械设备的组成及作用主阀:球阀、蝶阀水轮机（立式、卧式）反击式：轴流式、混流式、斜流式、贯流式冲击式：一般用于小机组第二十页，共30页。2.1水轮机的组成部分及作用蜗壳：形成水力环量座环：承受机组全部重量底环及顶盖：固定活动导叶并形成转轮室转轮：水能转化成机械能活动导叶：控制水流量轴：传递机械能导轴承：承受径向水推力及控制摆度尾水管：回收能量并导出水流第二十一页，共30页。3、发电设备的组成及作用发电机定子：产生感应电势转子：产生旋转磁场推力轴承：承受轴向水推力及机组转动部件自重导轴承：承受径向水推力并限制摆度轴：传递机械能第二十二页，共30页。4、变电设备的组成及作用变压器：改变交流电的电压等级（升、降电压）干式：铁芯、绕组油浸式：底座、钟罩、油枕、铁芯、绕组第二十三页，共30页。5、配电设备的组成开关（断路器）闸刀（隔离开关）电压互感器电流互感器避雷器汇流母线第二十四页，共30页。6、水电站辅助设备组成油系统：绝缘油、润滑油水系统：技术供水、渗漏排水、检修排水气系统：高压气、中压气、低压气第二十五页，共30页。6.1技术供水系统主要对象：发电机空气冷却器、发电机推力轴瓦及导轴承冷却器、水轮机导轴承及主轴密封、水冷式变压器、水冷式空气压缩机、深井泵的润滑等。技术供水水源：上游水库（压力钢管或蜗壳取水、坝前取水）、下游水库、地下水源技术供水方式：自流供水、水泵供水、混合供水、射流泵供水及其他供水方式。第二十六页，共30页。6.2排水系统排水系统作用：防止厂房内部积水和潮湿，保证机组过水部件和厂房水下部分的检修。排水包括：生产用水的排水、检修排水、渗漏排水、厂区排水。第二十七页，共30页。6.3油系统润滑油：透平油（润滑、散热以及对设备进行操作控制及传递能量）、空气压缩机油、机械油及润滑脂绝