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水电厂生产流程及发电基本原理简介

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水电厂生产流程及发电基本原理 简介 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。 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) 水力发电厂流程简介 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 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 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 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 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* 原河段上。 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。 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。 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 。 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 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。 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。 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。 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*板闸 门和弧形闸门。 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。 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 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 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 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 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 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 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



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