水力发电技术

水力发电技术第一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三发电、输电与配电第二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三火力发电厂第三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水力发电的生产过程第四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三第五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三第六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三第七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三第八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水电站的类型1筑坝式开发（1）坝后式水电站（2）河床式水电站2引水式开发（1）无压引水式水电站（2）有压引水式水电站3混合式开发4阶梯开发第九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三广西龙滩水电站第十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三葛洲坝水电站第十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三四川二滩水电站第十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三伊泰普水电站第十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三阿斯旺水电站第十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三1、坝式水电站

（坝后式）坝式水电站靠坝来集中水头；水电站厂房位于非溢流坝坝趾处。如丹江口水电站、三峡水电站丹江口水电站第十五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三坝式水电站结构第十六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三2、河床式水电站位于河床内的水电站厂房本身起挡水作用，从而成为集中水头的挡水建筑物之一；一般见于河流中、下游，水头较低，流量较大；如广西西津水电站第十七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三西津（河床式）水电站第十八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三西津（河床式）水电站平面布置图第十九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三西津（河床式）水电站厂房横剖面图

第二十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三3、引水式水电站引水式水电站的引水道较长，并用来集中水电站的全部或相当大一部分水头。根据引水道中的水流是有压流或明流，又分为有压引水式水电站及无压引水式水电站．这种水电站常见于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域开发方案，最高水头已达1767m（奥地利莱塞克水电站），我国广西天湖水电站最大静水头也达1074m。第二十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三广西天湖水电站（引水式）第二十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三有压引水式水电站示意图第二十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三无压引水式水电站示意图

第二十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三红岩水电站（引水式）第二十五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三4、储能水电站1，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；2，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；第二十六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三潮汐电站利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能（发电）的过程。

第二十七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三最大的潮汐电站－－法国朗斯电站第二十八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三江厦潮汐电站第二十九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三虹吸式水电站由前池底部通过拦污栅进入虹吸式流道，越过驼峰后经过渐变段进入压力水管，然后接入水轮机。第三十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三虹吸式水电站工作原理打开充水阀给压力水管充水，同时打开真空阀排出压力管内空气，待水管中水位与前池水位相同（水轮机压力表指示）时，关闭充水阀和真空阀，充水结束。开启水轮机导叶，水轮机旋转，使虹吸管中形成水流，随着导叶开度增大，虹吸管中水流增大，逐渐形成虹吸。

第三十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三6、虹吸式水电站第三十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水轮机的类型1、反击式2、冲击式混流式水斗式轴流式斜击式斜流式双击式贯流式第三十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三1、混流式水轮机水流径向流入转轮，轴向流出。适用范围：H=30~700m单机容量：几万kW~几十万kW优点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。（刘家峡）第三十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三混流式水轮机第三十五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三混流式水轮机的工作原理第三十六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三导叶结构示意图导叶转盘第三十七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三导叶操作结构图第三十八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三2、轴流式水轮机水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。改变叶片转角时需要停机进行。结构简单，效率低。适用H、Q变化不大的情况（工况较稳定），H：3~50m。轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度）。适用水头流量的变化，高效率区广，大中型电站多采用。H：3~80m。（葛洲坝：17万kW、12.5万kW，Hr=27m）。

第三十九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三轴流定浆式水轮机叶片不能随工况的变化而转动。改变叶片转角时需要停机进行。结构简单，效率低。适用H、Q变化不大的情况（工况较稳定），H：3~50m。第四十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三轴流定浆式水轮机工作原理第四十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三轴流转浆式水轮机转轮叶片可以转动（双调），H、N变化时，水轮机具有较高的效率。第四十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三转浆式水轮机叶片第四十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三3、斜流式水轮机水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，该种水轮机的特点是：斜流式水轮机一般都是转浆式，比轴流式水轮机适应的水头较高，功率较大，效率也较高，应用较广。

H=40~120m。第四十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三斜流式水轮机工作原理水流进出转轮叶片时均与水轮机主轴成一倾斜角，故称为斜流式水轮机。

第四十五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三4、贯流式水轮机水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。H<20m,小型河床电站。全贯流式：发电机转子安装在转轮外缘。优点：水力损失小，过流量大，结构紧凑。半贯流式：轴伸式、竖井式、灯炮式。第四十六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三贯流式水轮机结构图第四十七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三灯泡贯流式水轮机剖面图第四十八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三灯泡贯流式水轮机第四十九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三轴伸式贯流水轮机第五十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三5、冲击式水轮机

由喷管和转轮组成。水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部。第五十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三冲击式水轮机(1)、水斗式：特点是由喷泉嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。

适用H：100~2000m；使用最广泛（高水头，小流量）。(2)、斜击式：H：25~300m。

斜击、双击水轮机构造简单，效率低，(3)、双击式：H：5~80m。

多用于小型电站。第五十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水斗式冲击水轮机第五十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三双喷嘴水斗式水轮机第五十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水斗式冲击水轮机第五十五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三冲击式水轮机的喷嘴第五十六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三6、斜击式水轮机第五十七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三7、双击式水轮机第五十八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水轮机的水头与比转速类别使用水头比转速(r/min)小型大、中型冲击式

反击式水斗式大于100大于30010-35(单喷嘴)斜击式20^300

30^70轴流式定桨式3^70200^800转桨式3^80200^800贯流式定桨式小于20600-1000转桨式小于20600-1000混流式5-20030-70050^300斜流式定桨式40-120150^350转桨式40-120150^350比转速：在lm水头下发出1kW功率时的转速

第五十九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三三、水轮发电机第六十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三发电机的原理－－磁生电

导体在磁场中运动，在导体中会产生电流。第六十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三电生磁在线圈中通入电流，会产生磁场。通入直流电流，产生恒定磁场。通入交流电流，产生交变磁场。第六十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三二极同步发电机第六十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三四极同步发电机第六十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水轮发电机第六十五页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水轮发电机

立式水轮发电机第六十六页，共七十七页，编辑于2023年，星期三水轮发电机

卧式水轮发电机第六十七页，共七十七页，编辑于2023年，星期三发电机的画法第六十八页，共七十七页，编辑于2023年，星期三发电机的同期并网第六十九页，共七十七页，编辑于2023年，星期三同期并网的调节原理第七十页，共七十七页，编辑于2023年，星期三四、水电站的阀门第七十一页，共七十七页，编辑于2023年，星期三闸门的类型闸门主要有三种类型：1、蝴蝶阀（蝶阀）2、闸阀3、球阀第七十二页，共七十七页，编辑于2023年，星期三1、蝶阀150M以下中低水头用外形尺寸小，重量较轻，价格便宜，操作力矩小，启闭灵活，用于中低水头，能有效控制机组速率上升及减少水锤效应；止水密封不严密，易漏水，活门在水中有一定阻力，容易引起气蚀。第七十三页，共七十七页，编辑于2023年，星期三蝶阀的控制手动、电动（小型）、液压（大中型）旁通阀：蝶阀为静水开启，故设旁通阀先平压，即两边注满水。空气阀：充水时，排出空气用浮筒自行关阀；排水时，补充空气用，浮筒自行下降。

第七十四页，共七十七页，编辑于2023年，星期三2、闸阀高水头用（100M以上）结构：明杆式、暗杆式第七十五页，共七十七页，编