水电厂主要构成和原理

水电厂主要构成和原理-水利施工一、水力发电根本原理水力发电根本原理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(发电机),随着水轮机的旋转便可发出电来，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旋转机械能又变成电能的转换过程。 依据原理可推算出水力发电的出力公式如下：P=9.81ηHQP：出力单位：kW〔千瓦〕机组机端传出的功率。H：水头单位：m〔米〕作用在水轮机上的有效水头，它等于水库水位与下游水位之差〔即：毛水头〕减去引水局部水头损失，水头值。Q：流量单位：m3/s〔立方米/秒〕水电厂水轮机的引用流量。η：水轮发电机组效率，包括水轮机的效率和发电机的效率，η不但k=9.81η，则可把出力公式简化为：P=kHQk：水电站出力系数。大中型水电站 k=8.0~8.5；中小型水电站k=6.5~8.0，对小型电厂：k=6.0~6.5。0.5kW以下的水电站定为小水电站，万～10kW为中型水电站，10万～100kW为大型水电站，100万kW的为巨型水电站。二、水电厂在电力系统中的作用在电力系统中，发电厂一般有火电厂、水电厂、核电厂、风电场、太阳能电厂等几类。在水力资源贫乏地区，火电厂所占比例较大，而在水力资源丰富且开发程度较高的地区，水电厂则占有较大的比例，风电场和太阳能属于能源，最近几年进展比较快速。水电厂在电力系统的主要作用有以下几项：供给电能。是水电厂的主要任务。调峰。有调整力量的主力水电厂担当。50±0.2Hz。调相。具备调相运行力量，可依据电网要求参与系统无功功率平衡。作为事故备用。由于水轮发电机组具有快速起动投入并网发电的特点，当电力系统突然发生事故时，急需补充电量，常把水电厂的机组作为事故备用机组。蓄能作用。抽水蓄能水电厂低谷时抽水用电储能，在用电顶峰时发电向系统供电，满足负荷需要。式一般遵循以下原则：充分利用水能。无调整力量的一般担当基荷运行，主要是径流般逐步过渡到基荷运行，调峰任务转交给火电厂。为降低火电厂煤耗，节约资源，枯水期水电厂参与调峰运行，度参与调峰运行，最大限度削减弃水。合理安排负荷，尽量使水电机组在高效率区运行。水电机组一般避开在低水头、低负荷区运行，在低水头、低负荷区运行时，不但命。三、水电站组成局部及作用水电站一般主要由挡水建筑物(坝)、泄洪建筑物(溢洪道或闸)、引水建筑物()及电站厂房()四大局部组成。主要组成局部有：水工建筑物、水力机械设备、发电设备、变电设备、配电设备、输电设备和掌握及关心设备。1.水工建筑物的组成 挡水建筑物——坝泄水建筑物——溢洪道、泄水孔、溢流坝、泄洪洞 闸门——进水闸门、尾水闸门、溢洪道闸门用水建筑物——水电站进水引水建筑物〔渠道或隧洞、压力钢管、进水口〕和厂房 2.水工建筑物的作用坝的作用：是拦截水流、抬高水位、形成水库，造成上下游之间的仅为水电厂效劳，同时还有防汛、浇灌、航运、工业给水等作用。溢洪道泄水孔的作用宣泄洪水防止洪水漫顶确保大坝安全，故又称泄洪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洪道和深式泄水道两类。 闸门的作用调整流量和掌握洪水闸门可依据它所在的位置的不同分为低水头闸门和高水头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。从其构造划分，最常见的有平板闸门和弧形闸门。尾水闸门主要是设备检修时使用。用水建筑物的作用：可分为进水和引水建筑物，它包括进水口和引水道，其作用是将坝内的水引到厂房供水轮发电机组使用。引水道可分为：渠道、隧洞〔有压和无压、压力水管、渡槽和倒虹调压井等主厂房：用来安装水轮发电机组及其关心设备的厂房，以及组装、检修发电机组的装配场。副厂房：安装配电设备及其运行治理设施的厂房。副厂房一般包括水电站的运行、掌握、试验、治理用房，以及操作人员工作、生活的用房。水力机械设备的组成 主阀 水轮机 轴 导轴承 尾水管水力机械设备的作用〔球阀、蝶阀〕事故时，紧急迫断水流，防止机组飞逸事故发生；机组检修时，切断水流；长时间停机时，关闭蝶阀，削减漏水量，节约水资源。水轮机：按安装方式可分为立式、卧式；按水流能量转换的特征，可分为还击式〔利用水流体的动能和势能〕和冲击式〔仅利用水流。还击式：轴流式〔定浆：：3~50m，转浆：：3~80m、混流式H=30~700m、斜流式〔H=40~200、贯流式〔～30〕。冲击式：适用于高水头、小流量的小型机组，水斗式水轮机〔切击式〔40~2023m，一般常用水头范围 40~800m、斜击式水轮机50~400、双击式水轮机6~150水轮机的组成局部及作用蜗壳：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：水能转换成旋转机械能。活动导叶：掌握水流量，到达调整转速和出力的目的。轴：传递机械能。导轴承：承受径向水推力和掌握摆度。尾水管：回收能量并导出水流。〔三、发电机的组成局部及作用发电机主要组成局部定子、转子、推力轴承、导轴承、轴、机架、冷却器、制动器。发电机主要组成局部的作用定子：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：承受径向水推力和掌握摆度。轴：传递机械能。上机架：安装推力轴承、上导轴承、集电环等。下机架：安装下导轴承、制动器。冷却器：轴承冷却器用于冷却轴承，空气冷却器用于冷却发电机。制动器：停机时制动发电机，防止长时间低速旋转损坏推力轴承。〔四1.变电设备组成油浸式变压器底座钟罩油枕铁芯绕组及散热装置等。干式变压器：铁芯、绕组、箱体及散热装置等。 2.变电设备的作用变压器：上升沟通电压或降低沟通电压。 1.配电设备主要有：断路〔开关隔离开关〔闸刀、互感器、避雷器、母线、导线等。2.配电设备的作用 断路器〔开关：关合、承载、开断运行回路正常电流、过载电流。 隔离开关〔闸刀：合闸时承载正常回路电流过载电流分闸时符合绝缘距离和有明显断开标志。〔五、配电设备的组成及作用 电压互感器〔PT：把高电压降为标准电100V。电流互感器C5A1A。避雷器：限制过电压以保护电气设备。 母线：集合、安排和传送电能。〔六1.输电设备的组成线路、铁塔〔电杆、避雷线等。 2.输电设备的作用 线路：传送电能。 铁塔〔电杆：固定导线和避雷线。 避雷线：保护架空输电线路〔七、掌握设备的组成及作用1.掌握设备主要有：励磁装置、调速装置、继电保护、同期装置、自动装置、计算机监控系统、直流系统等。2.掌握设备的作用励磁装置：为发电机转子供给直流电建立磁场，掌握发电机机端电压或调整机组无功功率。调速装置：掌握机组转速或调整机组有功功率。自动快速地、有选择地发出跳闸命令，将故障设备从系统中切除，保性，最大限度地保证向用户安全、连续供电。同期装置：不同电源间的同期并网。类型：自同期、准同期〔自动准同期、手动准同期、灯光熄灭准同期。自动装置：完成肯定功能的自动装置。类型：重合闸装置、低周启动装置、高周切机装置。计算机监控系统：通过对电站各种设备信息进展采集、处理，实现自动监视、掌握、调整、保护等功能，保证设备安全稳定运行，按电力系统要求进展优化运行，合理充分利用水能，保证电能质量，削减运行与维护本钱，改善运行条件，实现无人值班或少人值守。硬件组GPSUPSLCU、数据采集设备及通信设备等。直流系统：为开关设备的操作、二次设备供给牢靠能源。直流系统组成：蓄电池、充电装置、配电装置。〔八、关心设备的组成及作用水电厂关心设备的组成：水系统：技术供水、渗漏排水、检修排水。油系统：绝缘油、润滑油。气系统：高压气、中压气、低压气。水电厂关心设备的作用技术供水系统：深井泵润滑水、消防用水等。技术供水水源：上游水库〔压力钢管或蜗壳、坝前取水、下游水库、地下水源等。技术供水的方式：自流供水、水泵供水、混合供水、射流泵供水。下局部的检修。包括：生产用水的