水电站生产常识

水电站生产常识——王钊1.1水力发电的基本原理在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定的流量将“载能水”输送到水轮机中，使水能→旋转机械能→带动发电机组发电→输电线路→用户水电站的出力和发电量的计算水电站的出力和发电量的计算能量损失：1.Hg→H：损失水头△h，据经验，一般为Hg的3%~10%，输水道短取小值。2.η

：k=9.81η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。出力：（功率）水电站的出力和发电量的计算发电量：一定时段内水电站发出的电能总量，单位为kW·h水电站生产过程水能的基本要素是流量、水头。当水具有一定的流量、水头以后，我们说水具有了一定的能量。N=9.81QHη由此可知发电必须要具有水头和流量1.2水电站类型水电站的基本类型由P=9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。形成水头方式——水电站的开发方式。按其集中水头的方式不同分为：坝式、引水式和混合式三种基本方式。抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。按调节能力分成：无调节水电站、有调节水电站一般坝后式水电站和混合式水电站都是有调节的；河床式和引水式水电站常是无调节的，或者只有较小的调节能力。一、坝式水电站用坝集中水头的水电站称为坝式水电站其特点有：水头取决于坝高。 引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分，综合利用效益高。投资大，工期长。适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。1．．河河床床式式电电站站特点点：：一般般修修建建在在河河道道中中下下游游河河道道纵纵坡坡平平缓缓的的河河段段上上，，为为避避免免大大量量淹淹没没，，建建低低坝坝或或闸闸。。适用用水水头头：：大大中中型型：：25米米以以下下，，小小型型：：8~10米米以以下下。。厂房房和和挡挡水水坝坝并并排排建建在在河河床床中中，，共共同同挡挡水水，，故故厂厂房房也也有有抗抗滑滑稳稳定定问问题题；；厂房高度度取决于于水头的的高低。。引用流量量大、水水头低。。注：厂房房本身起起挡水作作用是河河床式水水电站的的主要特特征。2、坝后式水水电站特点：当水头较较大时，，厂房本本身抵抗抗不了水水的推力力，将厂厂房移到到坝后，，由大坝挡挡水。坝后式水水电站一一般修建建在河流流的中上上游。库容较大大，调节节性能好好。坝后厂房房坝后式水水电站二、引水式水水电厂（（有压））用引水道道集中水水头的电电站称为为引水式式水电站站特点：水头相对对较高，，目前最最大水头头已达2000米以上上。引用流量量较小，，没有水水库调节节径流，，水量利利用率较较低，综综合利用用价值较较差。电站库容容很小，，基本无无水库淹淹没损失失，工程程量较小小，单位位造价较较低。适用条件件：适合合河道坡坡降较陡陡，流量量较小的的山区性性河段。。一般修建建于：河道有弯弯道；两条相近近河流有有较大水水位差；；有急滩或或瀑布处处。类型无压引水水式(freeflow)：引水水道是无无压的有压引水水式(pressureflow)：引引水道是是有压的的1、引水式水水电厂（（无压））1.无压压引水电电站引水建筑筑物是无无压的:渠道或无无压隧洞洞主要建筑筑物：低低坝，进进水口，，沉沙池池，引水水渠(洞洞)，日日调节池池，压力力前池，，压力水水管，厂厂房，尾尾水渠。。2.有有压引水水式电站站2.有有压引水水式电站站引水建筑筑物是有有压的：：压力隧隧洞(pressuretunnel)主要建筑筑物：低低坝，有有压隧洞洞，调压压室，压压力水管管，厂房房，尾水水渠。3.抽水蓄能能电站抽水蓄能能电站是是以水体体为储能能介质，，起调节节作用。。主要解解决电力力系统的的调峰问问题；建筑物组组成包括括：上下下两个水水库，用用引水建建筑物相相连，蓄蓄能电站站厂房建建在下水水库处，，采用双双向机组组抽水蓄能能和放水发电电两个过程程低谷期：电能→→水能；；高峰期：水能→→电能1.3水水电站站的组成成建筑物物一、枢纽纽建筑物物挡水建筑筑物：坝坝、闸泄水建筑筑物：溢溢洪道、、泄水洞洞、溢流流坝过坝建筑筑物：过过船、过过木、过过鱼1.3水水电站站的组成成建筑物物二、发电电建筑物物进水建筑筑物：进进水口、、沉沙池池引水建筑筑物：引引水道、、压力管管道、尾尾水道平水建筑筑物：前前池、调调压室厂区枢纽纽：主厂厂房、副副厂房、、变电站站、开关关站等1.洞式式进水口口有压进水水口的类类型及适适用条件件2.墙式式进水口口3.塔式进水水口1.4水电站组成水工建筑物水轮发电机组组励磁系统调速系统油水汽三大辅辅助系统计算机监控系系统继电保护安全自动化装装置配电装置直流系统厂用电系统水工建筑物挡水建筑物引水建筑物输水建筑物泄水建筑物挡水建筑物挡水建筑物就就是大坝。作用：拦截河河流的水，用用以形成水库库，积蓄水量量，抬高水位位、集中落差差，造成水力力发电的基本本条件——流流量、水头。。水库参数库容：108.77万m3最大闸高为17.00m闸顶高程为1782.0m闸（坝）顶总总长为114.00m水库水位：1776.5——1780m引水建筑物引水建筑物是是指从水库或或河道中将所所需要利用的的水引入水电电站而造成的的水工建筑物物。对引水建筑物物的基本要求求：保证水电电站所需的足足够水量，不不能使泥沙、、漂浮物等进进入引水隧洞洞。附加设备：拦拦污栅、工作作闸门、检修修闸门、档沙沙坎。引水建作用拦污栅——拦拦截杂物，避避免使其进入入压力管道工作闸门———开启、关闭闭进水口检修闸门———用于检修工工作闸门档沙坎——拦拦截泥沙输水建筑物输水建筑物由由引水隧洞、、调压井和压压力管道等组组成阻抗式调压井井定义：在圆圆筒式调压井井的底部设置置阻力孔并与与隧洞及压力力钢管连接的的调压调压井井。调压井的作用用由于发电站的的引水管道较较长，当机组组运行中突然然甩负荷关闭闭导叶时，由由于水流的惯惯性作用，有有很大的水锤锤效应，易损损毁发电设备备，如无调压压井，水锤会会击毁导水叶叶和其它过流流部件。调压井的作用用A、让水锤有有一个释放的的通道，以减减小过流部件件的压力及水水位波动，平平稳水头。调压井的作用用B、阻挡杂物物进入压力水水管和水轮机机。调压井中中的流速较低低，可以使泥泥沙沉降。C、在调压井井中设置快速速闸门，可以以对压力钢管管进行检修。。泄水建筑物泄水建筑物：：用以宣泄洪洪水及其他多多余水量的建建筑物，同时时可以用来排排泥沙及其漂漂浮物等。引水电站水流流路径水库进水口压力隧洞调压井压力钢管蝶阀蜗壳水轮机转轮尾水1.5水轮轮机混流式轴流式其他发电机1.混流式2.轴流式低水头轴流式式水轮机转轮轮高水头轴流式式水轮机转轮轮3.灯泡贯流式水轮发电电机组组总体结结构基础尾水管泄水锥轮叶转轮体转轮室底环蜗壳座环导叶支持盖顶盖导叶操作机构受油器永磁机上机架上挡风板定子转子下挡风板推力轴承下风罩推力支架柱段推力支架锥段空冷器1.6励磁系统励磁系统：提提供发电机磁磁场电流的装装置，包括所所有调节与控控制元件，还还有磁场放电电或灭磁装置置及保护装置置励磁系统由功功率单元、调节单元、灭灭磁单元组成成。励磁系统作用用维持发电机或或系统电压水水平；并列运行机组组间合理分配配无功负荷；；提高发电机静静稳定极限；；提高系统动稳稳水平；发电机故障时时快速灭磁。。1.7调速系统调速系统：根根据水轮发电电机组转速偏偏差的检测以以开关水轮机机导水机构控控制进入水轮轮机的流量来来调节水轮机机转速和出力力的设备。调速系统作用用未并网前：调调整机组转速速；并网后：通过过调整导叶开开度调整机组组有功出力、、有功功率的的成组调节分分配并列运行行的各机组之之间的负荷；；正常开停机；；电气事故情况况下紧急关闭闭导叶，以防防止事态扩大大。电压频率相位1.8油水汽三大辅辅助系统油系统：水电电站油主要分分透平油和绝绝缘油。透平平油主要作用用：润滑、散散热、液压操操作绝缘油主要作作用：绝缘、、散热、灭弧弧。水系统：主要要用于机组各各轴承，定子子空冷器冷却却、主变冷却却。油水汽三大辅辅助系统气系统：分为为中压气（4.0Mpa）和低压气气（0.7Mpa）中压气作用：：用于调速器器压油装置低压气作用：：机组刹车制制动、检修密密封、吹扫用用气、风动工工具用气、调调相用气、空空气断路器及及气动装置的的隔离开关操操作用气、防防冻吹冰。油水气管路的的着色红－压力油管管、加油管；；黄－排油管；；橙－消防水管管；蓝－进水管；；绿－排水管；；黑－排污管；；白－压缩空气气管。1.9计算机监控系系统以计算机网络络为平台，通通过开放、模模块化的结构构设计，实现现对水电厂生生产过程的监监视、数据采采集、控制、、调节和保护护，的一种系系统。计算机监控系系统包括：现现在LCU单元、上位机机等组成，软软件（南瑞EC2000，、中水科H9000），各传感器器等。特点：计算速速度快、精度度高、存贮量量大等优点。。2.0继电保护继电保护：对对运行中电力力系统的设备备和线路，在在一定范围内内经常监测有有无发生异常常或事故情况况，并作用于于断路器跳闸闸或发出信号号的自动装置置。继电保护要求求：可靠性、、选择性、速速动性、灵敏敏性主要作用是：：防止电力系系统事故的发发生和发展，，限制事故的的影响及范围围，保证电能能质量并提高高供电的可靠靠性。2.1配电装置发电厂和变电电所电气主接接线中，所装装开关电器、、载流导体以以及保护和测测量电器等设设备，按一定定要求建造而而成的电工建建筑物，称为为配电装置。。它的作用是是接受和分配配电能，它是是发电厂和变变电所的重要要组成部分。。包括：断路路器、隔离离开关、互互感器、避避雷器、母母线、电缆缆、高压熔熔断器。分