水电站机电设备的介绍
水电站辅助设备
水电站辅助设备1. 简介水电站是利用水能转换为电能的设施，为了确保水电站正常运行，除了发电设备外，还需要配备辅助设备。
这些辅助设备包括调节设备、监控设备、安全保护设备等。
本文将重点介绍水电站辅助设备的功能、原理和作用。
2. 调节设备水电站调节设备的主要作用是调节水流和电能的输出。
常见的调节设备包括倾斜闸门、溢流闸门和节制闸门。
•倾斜闸门：倾斜闸门通过调节闸门的开度来控制水流量，从而达到调节发电机组转速和发电量的目的。
•溢流闸门：溢流闸门主要用于平衡水库的水位。
当水位超过设定的水位限制时，溢流闸门会打开，将多余的水流放出，从而确保水库的安全运行。
•节制闸门：节制闸门用于调节水流的流速，通过改变闸门的开度和高度，控制水流量和水压，保障水电站的正常运行。
3. 监控设备水电站的监控设备主要用于监测和控制水电站的各项运行参数。
常见的监控设备包括流量计、温度计、压力计和测速仪。
•流量计：流量计用于测量水流的流量，在水电站中起到关键的监测作用。
通过实时监测水流量，可以实现对水电站的运行状态进行控制和调节。
•温度计：温度计用于测量水电站设备的温度，对水电站的安全运行起到重要的作用。
通过监测温度变化，可以保证设备正常运行，并及时发现异常情况。
•压力计：压力计用于测量水电站水压的变化。
通过监测水压，可以了解水流的状态，并及时做出调节措施，保证水电站的正常运行。
•测速仪：测速仪用于测量水流的速度，对水电站的调节和运维起到重要的作用。
通过监测水流速度的变化，可以及时做出调节措施，保证水电站的稳定运行。
4. 安全保护设备水电站安全保护设备主要用于保护水电站设备和人员的安全。
常见的安全保护设备包括水位报警器、过压保护装置和防雷设备。
•水位报警器：水位报警器用于监测水位的变化，并在水位达到预警线时发出报警，提醒操作人员及时采取措施。
•过压保护装置：过压保护装置用于监测水电站电压的变化，当电压超出安全范围时，保护装置会自动切断电源，避免设备因过高电压而损坏。
水电站机电设备维修概述
水电站机电设备维修概述水电站在经过一段时间的运行之后，利用率会出现比较明显的下滑。
为了能够对其利用率做出一定保证，应当对设备的维护检修制度落实情况做出保证，对水电站利用率做出保证。
笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，提出一些水电站机电设备维修方法，希望可以对机电设备维修效率及维修效果做出保证，最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中，做出一定贡献。
标签：水电站；机电设备；维修1.问题研究背景及意义水电站故障维修也会被称为是水电站事后维修，指代的是在水电站设备发生故障之后就立即停机维修的一种维修模式。
水电站定期维修也会被称为是水电站预防维修，一般是依据水电站设备运行时间或者当量时间间隔开展维修工作，在此基础上可以了解到的是，水电站定期维修工作进行的过程中，并不会关心水电站设备的具体状态，等到了规定时间之后就会停机并开展维修工作。
水电站优化维修，水电站优化维修工作进行的过程中，收下会详细分析水电站设备实际运行过程中故障的具体形成原因，依据故障形成原因编制故障排除方案，是一种优化水电站设备工作性能的维修方法。
水电站设备运行状态维修，这一项工作是将设备运行状态监测结果作为依据，依据监测结果判断设备的运行安全性及稳定性，找寻出来带故障运行的设备，并在设备发生故障之前将故障排除掉，促使设备的运行安全性及稳定性得到大幅度提升，与此同时水电站也可以维持稳定运行，最终在我国水利事业发展进程向前推进的过程中，做出一定贡献。
2.水电站设备日常检修维护的原因因为水电站当中的机电设备一般情况下都是处于超负荷工作状态之下，因此在使用年限逐渐提升的背景下，机电设备实际运行的过程中产生各种故障的几率比较高。
除去上文中所说的问题之外，机电设备检修费用是水电站日常管理费用中的重要构成成分，也在水电站运行成本中占比较高。
在此背景下对水电站中各种机电设备检修方法形成深入的认识，不单单可以对水电站的运行安全性及稳定性做出一定保证，水电站机电设备检修维护领域中的支出也可以得到有效地控制。
水利工程中常见的机电设备基本知识
水利工程中常见的机电设备基本知识水利工程是指人类为了解决水资源的可持续利用和水灾害防治等问题，设计和建设的一类工程。
在水利工程中，机电设备起着重要的作用，包括水泵、发电机组、水闸、闸门、启闭机、调度设备等。
本文将就这些机电设备的基本知识进行详细介绍。
一、水泵水泵是一种将液体从低处输送到高处的装置。
在水利工程中，水泵主要用于输送水和液体，常见的有离心泵、轴流泵和混流泵等。
1. 离心泵：离心泵是水泵的一种常见类型，通过离心力将液体从中心吸入，然后从出口处排出。
离心泵的特点是结构简单、体积小、效率高、适用范围广。
2. 轴流泵：轴流泵是一种通过叶轮产生的动力将液体沿轴线方向输送的泵。
轴流泵的特点是流量大、占地面积小、输送液体的总能量相对较小。
3. 混流泵：混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵。
它既可以产生离心力带动液体外排，又可以通过叶轮的叶片引导液体沿轴线方向流动。
混流泵的特点是具有离心泵和轴流泵的特点，适用范围广。
二、发电机组发电机组是一种将机械能转化为电能的设备。
在水利工程中，发电机组主要利用水能进行发电，常见的有水轮发电机组和水电站发电机组。
1. 水轮发电机组：水轮发电机组是利用水流的机械能转化为电能的一种设备。
它将水流引入水轮中，通过水轮的旋转产生机械能，然后驱动发电机转子产生电能。
2. 水电站发电机组：水电站发电机组是一种利用大规模水流的机械能转化为电能的设备。
水电站通过引导并控制大规模的水流，既可以产生足够的机械能以驱动发电机转子产生电能，又可以对水资源进行合理利用。
三、水闸与闸门水闸是用于控制水位和调节水流的设备，闸门是水闸的重要组成部分。
1. 水闸：水闸是一种可以开闭的水坝结构，在水利工程中用于控制水位和调节水流。
水闸有多种类型，包括重力式水闸、边喷式水闸、斜面水闸等。
2. 闸门：闸门是水闸的一种门状结构，用于控制水流的通断和调节水位。
闸门有多种类型，包括滑门、升降闸、旋转闸等，根据实际需要选择合适的闸门类型。
水电站大坝工程投入施工主要机械设备表
水电站大坝工程投入施工主要机械设备表
1.推土机：负责清理工地上的杂物和垃圾，为后续施工做好准备。
2.挖掘机：用于挖掘大坝基础的土壤和岩石，确保基础牢固。
3.压路机：用于对大坝基础进行压实，确保基础的牢固性和稳定性。
4.混凝土搅拌车：负责将水泥、砂、石料等原材料混合制成混凝土，为浇筑大坝提供原料。
5.起重机：用于吊装大坝建筑中所需的各种材料和设备。
6.塔吊：主要用于大坝建筑中的高空作业，如浇筑混凝土、安装钢筋等。
7.砼泵车：将混凝土通过输送管道直接泵送到大坝建筑现场进行浇筑，提高施工效率。
8.钢筋加工设备：包括钢筋切断机、钢筋弯曲机等，用于加工大坝建筑所需的钢筋。
9.振动压路机：用于对混凝土进行振动压实，确保混凝土的密实性和均匀性。
10.起重钢架：用于在大坝建筑中悬吊和支撑施工所需的模板
和钢筋，保障施工安全。
以上这些机械设备是水电站大坝工程施工中不可或缺的重要设备，在施工过程中发挥着关键作用。
通过合理使用和管理这些机械设备，可以保障大坝工程施工的高效、安全和顺利进行。
水电站机电技术
水电站机电技术水电站是一种利用水能产生电力的工程设施，机电技术在水电站的建设和运行中起着关键作用。
本文将从水电站的机电技术应用、机电设备的种类和运行维护等方面进行探讨。
首先，水电站的机电技术应用广泛，涵盖了建设和运行的各个环节。
在水电站的建设过程中，机电技术可以用于选址、设计和施工等方面。
例如，通过机电技术，可以对潜水泵站进行选址和设计，确保最佳的水力资源利用效果。
在水电站的施工过程中，机电技术可以用于控制和监测设备的安装和调试，确保工程质量。
其次，水电站机电设备种类繁多。
常见的机电设备包括水轮发电机组、调速装置、变压器、发电机间隔、切换开关等。
其中，水轮发电机组是水电站的核心设备，用于将水能转化为机械能和电能。
调速装置用于控制发电机组的转速和输出功率，以适应电力系统的需求。
变压器则用于将发电机组产生的低压电能转变为输送、分配和使用所需的高压电能。
最后，水电站的运行维护十分重要，机电技术在其中起到至关重要的作用。
运行维护主要包括设备检修、故障排除和性能监测等内容。
机电技术可以通过定期的设备检修来确保水电站设备的正常运行。
当设备出现故障时，机电技术可以通过故障排除技术快速找出问题所在，并进行修复。
同时，机电技术还可以通过性能监测系统对水电站的运行状态进行实时监测和评估，为运维人员提供有针对性的维护建议。
总的来说，水电站机电技术在水电工程的建设和运行中具有重要意义。
通过机电技术的应用，可以提高水电站的发电效率，提高电力系统的稳定性和可靠性。
因此，对于水电站的建设者和运维人员来说，掌握和应用机电技术是十分必要的。
未来，随着科技的不断发展，机电技术在水电站领域的应用还将进一步拓展，为水电行业的可持续发展贡献更大的力量。
常规水电厂和抽水蓄能电厂运作原理及主要机电设备介绍
• 闸门 由于抽水蓄能电站上下水库水位差都较大（一般在 500M左右），设备性能要求高，这样决定了许多 机电设备的单一性。 抽水蓄能电站闸门多采用：
1、事故闸门 防止事故扩大，静水关闭，静水平压开启，多 应用于尾水管处。 2、检修闸门 引水隧道检修时的安全措施，多用于上下水库 进出水口。
抽水蓄能电厂主要机电设备简介——水轮机
常规电站主要辅助设备简介——水系统
1、技术供水系统及其作用 冷却、润滑、液压操作。 • 轴承在运行中的发热将使油劣化变质故需要冷却；发电机 、变压器在运行中有铁损、铜损，温度过高会使电机绝缘 老化或失去作用，故需要冷却；空压机散热等。
• 普通这些热量由冷却水带走，所以要有水系统。它需要满 足水温、水质、水压、水量的要求。技术供水的作用还有 润滑（橡胶轴承）、液压操作（水界牌的球阀） 2 、供水系统包括消防水供水（主变、发电机、油室消防） 、生活供水；
水能转化为旋转机械能
• 当具有以上三种表现形式能量的水流流经 水轮机发电机时，其大部分能量通过冲击 转轮带动水轮发电机转动，进而转化为水 轮发电机旋转的机械能！
旋转机械能转换为电能
旋转机械能转换为电能
水流驱动水轮机转动，水轮机带动同轴发电机转 动，由发电机将水轮机传来的旋转机械能转化为 电能
3、检修闸门 以上两种闸门检修时的安全措施。
4、 施工导流闸门 施工时用
常规电站主要机电设备简介——水轮机
二、水轮机
将水能转化为机械能的设备叫水轮机（水力原动机）。水 轮机由引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件组成。
常规电站主要机电设备简介——水轮机
1、引水部件 • 组成：引水室（蜗壳）、座环 • 作用：以较少的水力损失把水流均匀的、对称地引入导水 部件，并在进入导叶前形成一定的环量。
水力发电原理及水电站设备简介资料讲解
⽔⼒发电原理及⽔电站设备简介资料讲解⽔⼒发电原理及⽔电站概况本课程主要内容为介绍⽔⼒发电的基本原理，以及概述性地介绍⽔电站各组成系统的设备的类型、作⽤。
主要是让读者从总体上了解⽔电站是如何实现⽔能转化为电能？实现这个过程需要哪些设备的⽀撑？这些设备的具体分⼯是如何的？由于本课程为总体性概述，因此对于具体设备的⼯作原理和内部结构则不作具体性的阐述，若读者对这些问题感兴趣，可以参考其他⽔⼒专业性书籍。
⼀.⽔⼒发电基本原理及⽔电站在电⼒系统中的⼯作⽅式1.⽔⼒发电基本原理⽔⼒发电过程其实就是⼀个能量转换的过程。
通过在天然的河流上，修建⽔⼯建筑物，集中⽔头，然后通过引⽔道将⾼位的⽔引导到低位置的⽔轮机，使⽔能转变为旋转机械能，带动与⽔轮机同轴的发电机发电，从⽽实现从⽔能到电能的转换。
发电机发出的电再通过输电线路送往⽤户，形成整个⽔⼒发电到⽤电的过程。
如图1-1所⽰，⾼处⽔库中的⽔体具有较⼤的势能，当⽔体经由压⼒管道流进安装在⽔电站⼚房内的⽔轮机⽽排⾄⽔电站的下游时，⽔流带动⽔轮机的转轮旋转，使得⽔动能转变为旋转的机械能，⽔轮机带动同轴的发电机转⼦切割磁⼒线，在发电机的定⼦绕组上产⽣感应电动势，当定⼦绕组与外电路接通时，发电机就向外供电了。
如此，⽔轮机的选择机械能就通过发电机转变为电能。
2. ⽔电站的出⼒和发电量的计算⽔电站在某时刻输出的功率，称为⽔电站在该时刻的出⼒。
⽔电站的理论出⼒公式如下：)(81.9kW QH gQH t gVH P g g g t ===ρρ上式中的Q 为⽔轮机的引⽤流量，H g 为⽔电站上、下游的⾼程差，称为⽔电站的⽑⽔头。
⽔电站的实际出⼒公式如下：)(81.9)(81.9kW KQH QH h H Q P g ==?-=ηη上式中H 称为⽔轮机的⼯作⽔头，△h 为⽔头损失；η为⽔轮发电机组的总效率；K=⽔电站的出⼒系数，对于⼤中型⽔电站，K 值可取为8.0～8.5，对于⼩型⽔电站，K 值⼀般取为6.5～8.0。
水电站机电设备的介绍 ppt课件
水电站机电设备全系统图
引水系统
进水阀
桥
式 起
调速器
水轮机
重
机
励磁
发电机
油、气、水系统 辅监 继 通 工 暖 消 控控 电 讯 业 通 防 系系 保 系 电 空 系 统统 护 统 视 调 统
生污 活水 水处 系理 统
出口断路器 主变 GIS
低压交流 配电系统
❖ 水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运等综合利用目 的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。
• 河段水流的出力：
其中，Q为流量；H为水头；
水电站机电设备 的介绍 ❖ 按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房的相对位置，可分为：
坝后式（如：龙江水电站、冲乎尔水电站） 河床式（如：沙坡头水电站、下坊水电站、白竹洲水电站） ❖ 按照水头集中方式和工程布置方式分为： 坝式水电站（如：冲乎尔水电站） 引水式水电站（如：波波娜水电站、齐热哈塔尔水电站） 混合式水电站（如：龙江水电站、波波娜水电站） ❖ 按径流调节程度分： 有调节水电站（如：龙江水电站、冲乎尔水电站、波波娜水电站） 无调节水电站（如：齐热哈塔尔水电站） ❖ 根据装机容量分为：
球阀
1、球阀的阀体由两个可拆卸的半球构成。 2、球阀的结构：主要由球形壳体、球筒形活门、密封装置和附属部件组成。
闸阀
1、闸阀的形式：明杆式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖外，不与水接触）、暗杆 式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖内，与水接触） 2、闸阀的结构：主要由阀体、阀盖、闸板、操作机构及其附属装置组成。
水电站机电设备的介绍
水电站机电设备的介绍
❖ 在直径和水头相同时，轴流 式过流能力（Q）比混流式 大，受空化和强度限制；（ <70m）
水电站发电运行方案的机电设备选型与优化
水电站发电运行方案的机电设备选型与优化水电站是一种利用水流能源进行发电的重要设施，其发电效率和设备选择对于发电运行的成功至关重要。
本文将重点讨论水电站发电运行方案的机电设备选型与优化的问题。
一、机电设备选型1. 水轮机的选型水轮机是水电站发电的核心设备，其选型应根据水电站的水资源情况和发电需求进行合理选择。
常见的水轮机类型包括混流式、轴流式和螺旋桨式等。
在选型时需要考虑水头、流量和效率等因素，并结合水轮机的特性和性能参数进行综合评估，确保选用的水轮机能够高效稳定地发电。
2. 发电机的选型发电机是将水轮机的机械能转化为电能的关键设备，其选型应考虑发电容量、功率因数和转速等因素。
常见的发电机类型包括同步发电机和异步发电机等。
在选型时需要综合考虑水电站的发电需求和电网要求，确保选用的发电机能够满足稳定发电和电网对接的要求。
3. 变压器的选型变压器是将发电机产生的电能升压或降压后送入电网的关键设备，其选型应考虑水电站的发电电压和电网的要求。
在选型时需要综合考虑变压器的容量、变比和效率等因素，并确保选用的变压器能够稳定可靠地进行电能转换。
二、机电设备优化1. 提高水轮机效率水轮机的效率是影响水电站发电效果的重要因素，可以通过优化水轮机的叶轮形状和布置方式来提高其效率。
同时，合理选择水轮机的运行工况和调节方式，以及定期进行维护和保养，也能够有效提升水轮机的效率。
2. 提高发电机效率发电机的效率直接影响水电站发电的经济性和环境友好性，可以通过改进发电机的磁路设计和减小磁损耗来提高其效率。
此外，合理选择发电机的运行工况和调节方式，以及定期进行维护和保养，也能够有效提升发电机的效率。
3. 优化变压器性能变压器的性能对于电能输送和电网运行的稳定性起着重要作用，可以通过优化变压器的磁路设计和减小电阻损耗来提高其性能。
此外，合理选择变压器的运行工况和调节方式，以及定期进行维护和检修，也能够有效优化变压器的性能。
三、机电设备选型与优化的案例分析以某水电站为例，根据其水资源情况和发电需求，选型了混流式水轮机和同步发电机，并进行了相关优化措施。
水电站大坝工程投入施工主要机械设备表
水电站大坝工程投入施工主要机械设备表设备名称用途钻机用于岩石钻孔，便于爆破和边坡加固等工作掘进机用于开挖和地下巷道的施工推土机用于对土石方进行推平和压实挖掘机用于土方的挖掘和搬运起重机用于吊装重量较大的设备和材料混凝土搅拌运输车用于将混凝土从搅拌站运输到施工现场混凝土泵车用于将混凝土通过泵送到施工现场，提高施工效率混凝土搅拌站用于混合水泥、沙子、石子和水，生产混凝土盾构机用于隧道的施工，提高施工效率压路机用于道路、边坡等的压实铲运机用于土石方搬运水泵组用于排水、供水等工作引水机用于引水至施工现场建筑起重机用于施工现场的吊装和搬运工作预应力张拉液压泵用于对预应力钢筋进行张拉预应力张拉设备用于预应力钢筋的张拉和固定预拌混凝土生产线用于生产预拌混凝土泄洪设备用于调节水库水位，防止洪水发生导航雷达用于导航施工船只，确保施工的精确性桩工机用于桩基础的施工，包括桩钻和桩机锚杆机用于河床的疏浚，保护大坝的稳定电焊机用于焊接工作喷淋设备用于浇灌和抗冻工作以上是水电站大坝工程投入施工中常用的主要机械设备表。
这些设备在施工过程中起着重要的作用，可以提高施工效率和质量，保证工程的顺利进行。
同时，在使用这些机械设备时，需要严格按照安全操作规程进行操作，确保工作人员的安全。
在投入施工之前，工程方会根据工程的具体情况和需要，选取合适的机械设备，并组织人员进行培训，提高操作人员的技术水平和安全意识。
此外，对于机械设备的维护和保养也是非常重要的，定期进行检查和维修，确保设备的正常运行，延长设备的使用寿命。
总而言之，水电站大坝工程投入施工主要机械设备的选择和使用，对工程的顺利进行和工程质量的保证起着至关重要的作用。
合理的选择和使用机械设备，将极大地提高工程效率，保证工程的安全和质量。
文档结束。
水电站机电设备之第二章
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管和气蚀
（3）绘制 f ( R ) 辅助曲线
外半径 Ri
ai Ri ra
可求出对应每一个Ri中间断面的尺寸
ai , ni , mi 及 bi b0 ni mi
中间断面面积为
1 2 1 2 Fi ai bi mi tg ni tg 2 2 ( i 1,2 ,.....)
p动力 V22 V52 ( h d ) 2g 2g d 2 V2 V22 2g 2g 显然， 5、h d 越小， d 越大 V
问题： ηd或动力真 空值越大越好吗？
d 0.4 ~ 0.85
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管和气蚀
对于低水头轴流式水轮机，其
2V22
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管和气蚀
④尾水管的高度h：是指水轮机底
环平面至尾水管底板的高度，它
决定尾水管性能的主要参数，直 接影响尾水管效率、厂房土建投
资、机组运行的稳定性。
转桨式水轮机：h≥2.3D1，最低不得小于2.0D1； 高水头混流式水轮机：（D1＞D2），h≥2.2D1； 低水头混流式水轮机：（D1<D2），h≥2.6D1，最低不得小 于2.3D1。
（1）径向分速度 V ： r
Qmax Vr constant Da b0
（水流必须均匀地、 轴对称地进入导水机构）
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管和气蚀
（2）圆周分速度 Vu ：沿径向的变化有两种假定
a. Vu r K（K为蜗壳常数）保证水流环量分布满
足均匀、轴对称的要求
b. Vu C 不能保证水流环量分布满足均匀、轴对 称的要求，影响稳定性，但减小了水头损失。
水电厂设备的组成结构和基本原理
转子连接 推力轴承
法兰
配合面
缸体连 接法兰
水导轴承 配合面
主轴密封。主轴密封是用以降低主轴与
固定部件之间漏水旳装置，是水轮机正常
工作旳主要保护装置。
水轮机导轴承。导轴承是保持主轴中
心位置，并承受径向力旳轴承。水轮机 导轴承旳主要作用是承受机组运营中主 轴传来旳径向力和振摆力，约束主轴轴 线位置。
另外水轮机还具有补气装置和真空破坏阀 等部件。
入转子励磁绕组，产生恒稳旳磁场。当转子被原动机带动旋转
后，定子绕组（也称电枢绕组）不断切割磁力线，就在其中感
应出电动势来。感应电动势旳方向由右手定则拟定。因为导线 有时切割N极，有时切割S极，因而感应出旳是交流电动势。
转子不断地旋转，A、B、C三相绕组先后切割转子磁场旳磁 力线，所以在三相绕组中电动势旳相位是不同旳，依次差120°， 相序为A、B、C。
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水轮机进水蝶阀液压系统——蓄能器
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工作原理：囊内装氮气，囊外充液
压油。当油泵将液压油压入蓄能器 壳体 4 内时皮囊就受压变形，气体 体积随压力增长而降低。液压油被 逐渐储存。若液压系统工作需要液 压油时，则蓄能器将液压油排出。
充气环节：蓄能器上面孔充氮气，
先打开上盖 1，然后把充氮工具旳 出口接头装在充气阀 2上，把充氮 工具旳进口接头装在氮气瓶上，打 开氮气瓶上旳截止阀，氮气就进入 蓄能器皮囊 3 内，充氮压力 8~9MPa，用充氮工具或充氮小车 充入，蓄能器下面孔进液压油。
当发电机带上负荷后，三相定子绕组中旳定子电流（电枢
电流），将合成产生一种旋转磁场。该磁场于转子以同速度、 同方向旋转，这就叫同步发电机。
水电站中旳发电机都是同步发电机。
水轮发电机——主要构成部件
水电站机电设备介绍
•
河段水流的出力：
其中，Q为流量；H为水头；
水电站分类
按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房的相对位置，可分为： 坝后式（如：龙江水电站、冲乎尔水电站） 河床式（如：沙坡头水电站、下坊水电站、白竹洲水电站） 按照水头集中方式和工程布置方式分为： 坝式水电站（如：冲乎尔水电站） 引水式水电站（如：波波娜水电站、齐热哈塔尔水电站） 混合式水电站（如：龙江水电站、波波娜水电站） 按径流调节程度分： 有调节水电站（如：龙江水电站、冲乎尔水电站、波波娜水电站） 无调节水电站（如：齐热哈塔尔水电站） 根据装机容量分为： 大型水电站 ：75万kW以上 大1型；25万kW~75万kW大2型 中型水电站 ：2.5万kW～25万kW 小型水电站 ：2.5万kW以下
水电站的辅机—油系统设备
定义：用管网将用油设备、油泵、储油罐、油处理设备、油化验设备 和监测控制元件等连接起来组成的系统叫做油系统。 作用： 润滑和散热作用：透平油的黏度适中时，以油膜的液态摩擦代替 固体之间的干摩擦，从而降低摩擦系数，起到润滑作用。同时，由于 油的流动性，它还可将设备转动部件因摩擦产生的热量以对流的方式 携带出来，与空气或冷却水进行热量交换，从而起到散热的作用。 能量传递作用：在调速器和其他液压操作设备中的透平油主要起 能量传递作用，用来进行液压操作。 分类：水电站用油分为润滑油和绝缘油两大类。其中润滑油中以透平 油（又称汽轮机油）最为重要，绝缘油中以变压器油最为重要，为水 电站的主要用油。 油系统的任务：主要是接受新油、储备净油、给设备充油或添油、从 设备中排出污油、油的净化处理、油的监督维护取样化验以及废油收 集与处理。
球阀
1、球阀的阀体由两个可拆卸的半球构成。 2、球阀的结构：主要由球形壳体、球筒形活门、密封装置和附属部件组成。
水电站机电技术
水电站机电技术水电站是一种重要的能源发电设施，利用水能转换为电能，是目前全球广泛使用的一种清洁、可再生能源发电方式。
水电站的机电技术在水能资源的开发利用和电力的生成方面发挥着重要作用。
本文将探讨水电站机电技术的原理、设备及其应用。
水电站的机电技术基本原理是将水能转化为电能。
水电站主要由水库、引水系统、水轮机/涡轮发电机组、变压器和电网组成。
首先，水库用来储存水资源，通过引水系统将水引入水轮机/涡轮发电机组。
水轮机/涡轮发电机组通过水能的作用，产生机械能，进而带动发电机转动，产生电能。
然后，通过变压器将产生的电能升压，并通过电网输送到用户。
整个过程中，机电设备起到了重要作用，实现了水能到电能的转换。
水轮机/涡轮发电机组是水电站最核心的机电设备之一。
水轮机根据能量转换方式可分为水轮式和水涡轮式，根据叶轮类型可分为斜流式和轴流式。
水轮机通常由发电机、水轮机和调节装置组成。
水能通过水轮机的作用，推动叶轮旋转，从而驱动发电机转动，产生电能。
为了实现水能的高效利用和电力的稳定输出，水轮机/涡轮发电机组通常配备有调节装置，用于调整水流量和水位，以保持水能转化为电能的稳定性。
除了水轮机/涡轮发电机组，水电站还包括其他重要的机电设备。
引水系统用来引导水流到水轮机/涡轮发电机组，通常包括引水渠道、溢流堰和取水口。
其中引水渠道和溢流堰起到引导和控制水流的作用，取水口则用于将水引入引水系统。
变压器是将发电机产生的电能进行升压的关键设备，以适应电网的需要。
电网通过输电线路将变压器输出的电能传输到用户，实现供电功能。
水电站的机电技术在能源领域具有广泛的应用。
首先，水电站是一种清洁、可再生能源发电方式，在能源转型和环境保护方面具有重要意义。
水电站通过水能转化为电能，不会产生二氧化碳等有害气体的排放，对减少大气污染和缓解气候变化具有积极的影响。
其次，水电站的机电技术稳定可靠，发电效率高。
水能资源丰富，通过水电站的合理开发利用，可以实现电力的稳定供应。
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导体在磁场中运动并切割磁场的磁感线时，导体中将产生电流。因此，要发 电必须同时满足：
（1）要有产生磁力线的磁场 （2）运动的导体必须切割磁感线 励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统：
由于发电机转子通过接通直流电流从而产生磁场，励磁系统的基本功能就是 通过产生可以任意控制大小的直流电流（励磁电流）来维持发电机的稳定。
按径流调节程度分： 有调节水电站（如：龙江水电站、冲乎尔水电站、波波娜水电站） 无调节水电站（如：齐热哈塔尔水电站）
根据装机容量分为：
大型水电站 ：75万kW以上 大1型；25万kW~75万kW大2型 中型水电站 ：2.5万kW～25万kW 小型水电站 ：2.5万kW以下
坝后式水电站
万家寨坝后式水电站
主变压器；GIS组合电器或室外开关站；中、低压配电系统；厂用变压器； 柴油发电机组；接地和避雷器；中低压电缆；照明等
二次设备：保护系统；监控系统；辅机控制系统；直流系统；通讯系统；
工业电视系统；消防控制系统等
暖通消防设备
消防系统、暖通系统、生活用水系统、污水处理系统等
水电站机电设备全系统图
球阀
1、球阀的阀体由两个可拆卸的半球构成。 2、球阀的结构：主要由球形壳体、球筒形活门、密封装置和附属部件组成。
闸阀
1、闸阀的形式：明杆式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖外，不与水接触）、暗杆 式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖内，与水接触） 2、闸阀的结构：主要由阀体、阀盖、闸板、操作机构及其附属装置组成。
波波娜水电站水轮机进水球阀
河床式电站
沙坡头河床式电站
无压引水式水电站
有压引水式水电站
波波娜有压引水式水电站
能源类型 千瓦投资 建设工期 地理位置 技术条件 运营成本
经济效益 社会效益
环境影响 工作寿命
水电站的优势
（以30万千瓦机组为例与火电厂比较）
水电
火电
清洁可再利用
一次性能源、污染
~8000RMB
~4500RMB
桥式起重机
桥式起重机一般包括主 厂房桥式起重机和GIS 室桥式起重机。
主厂房桥式起重机的跨 度与主厂房的跨度相匹 配、最大起吊重量与水 轮发电机组转子吊装重 量相匹配。
GIS室桥式起重机的跨 度与GIS室跨度相匹配 ，最大起吊重量与GIS 设备检修起吊重量相匹 配。
冲乎尔主厂房桥式起重机
作用是承受立轴水轮发 电机组转动部分全部重 量及水推力等负荷，并 将这些负荷传给负荷机 架。
导轴承
作用是承受水轮发电机 组转动部分的径向机械 不平衡力和电磁不平衡 力，并约束轴线径向位 移和防止轴的摆动。
盘车：上到下依次为盘车圆盘、上导 轴承、推力头、推力轴承、镜板。
励磁系统设备—水轮发电机附属设备
水电站的主阀
主阀的作用
1、岔管引水的水电站，为检修机组构成安全的工作条件。 2、停机时可减少机组漏水量和缩短重新启动时间。 3、防止水轮发电机组飞逸事故的扩大。当机组和调速系统发生故障时
，可以在动水中紧急关闭主阀，截断水流，防止机组飞逸时间超过 允许值，避免事故扩大。
主阀设置条件
1、由一根输水总管向几台机组供水时，每台水轮机前均应装设进水主 阀。
水轮机类别划分
在直径和水头相同时，轴流 式过流能力（Q）比混流式 大，受空化和强度限制；（ <70m）
混流式水轮机应用范围最广 （50～600m）；
冲击式水轮机应用水头最高 （400~1800m)；
水头应用范围受设计水平、 加工精度、材料性能影响， 将随着科学技术的发展逐步 扩大。
较长，～5年 地势落差、降雨量等要求
2年 无特殊要求
成熟
成熟
0.04～0.09元/千瓦时 受自然条件影响
～0.19元/千瓦时，随煤价 变化
效益明显
发电、防洪、灌溉、航运等； 涉及移民等社会问题
库区淹没
发电 空气污染
（大坝）设计使用寿命约50年 设计使用寿命25～30年
水电站主厂房结构布置示意图
水电站机电设备系统介绍
2、水头高于120m单元供水的水轮机前应考虑装设进水主阀。 3、对于最大水头小于120m单元供水管，在水轮机前可不设主阀，但应
在进水口装设快速闸门。
蝴蝶阀
1、蝴蝶阀的组成与形式：蝴蝶阀主要是由圆筒形的阀体、可在其中绕轴转动的 活门和止水结构、旁通阀、空气阀、锁定装置等附属部分组成。 2、蝴蝶阀的结构：主要由阀体、活门、轴承、密封装置、锁定装置及附属部件 组成。
调压室：快速闸 门及其门槽埋件 。
尾水系统：尾水 闸门及其门槽埋 件。
金属结构—启闭设备
进水口：清污 机、泄洪排沙 闸等门式启闭 机，进水口工 作闸门、检修 闸门启闭门机 等。
调压室：调压 室闸门卷扬式 启闭机。
尾水闸门：尾 水闸门门式启 闭机。
冲乎尔坝顶门机
波波娜水电站尾水系统
水电站的辅机—油系统设备
定义：用管网将用油设备、油泵、储油罐、油处理设备、油化验设备 和监测控制元件等连接起来组成的系统叫做油系统。
作用：
润滑和散热作用：透平油的黏度适中时，以油膜的液态摩擦代替 固体之间的干摩擦，从而降低摩擦系数，起到润滑作用。同时，由于 油的流动性，它还可将设备转动部件因摩擦产生的热量以对流的方式 携带出来，与空气或冷却水进行热量交换，从而起到散热的作用。
漏油装置 漏油装置的作用是收集调速系统各处的漏油及液压操作元件的排油和漏油， 并借助油泵将漏油箱中的油送回到油压装置的回油箱中。
调速系统设备
压油罐
油压装置
调速器阀组
漏油、集油装置
压油泵
水轮发电机的分类
按布置方式分：卧式和立式 卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机； 一般低、中速的大中型机组多采用立式发电机；
• 河段水流的出力：
其中，Q为流量；H为水头；
水电站分类
按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房的相对位置，可分为： 坝后式（如：龙江水电站、冲乎尔水电站） 河床式（如：沙坡头水电站、下坊水电站、白竹洲水电站）
按照水头集中方式和工程布置方式分为： 坝式水电站（如：冲乎尔水电站） 引水式水电站（如：波波娜水电站、齐热哈塔尔水电站） 混合式水电站（如：龙江水电站、波波娜水电站）
功能： 进行机组的正常操作（启停机、增减负荷等） 保证机组安全运行（事故情况下紧急、安全停机） 实现机组经济运行（转浆式机组双调节）
分类 按调速器各部件工作原理分：机械液压 电气液压
主要设备： 调速器 油压装置 漏油装置等
油压装置 油压装置是向水轮发电机的调速系统供给压力油的能源设备
龙江水电站水轮机进水蝶阀
水电站的主机
—水轮发电机组
水轮发电机组即为水电站的主机，包括水轮机和水 轮发电机。
水轮机是将水的势能转换成动能的设备，发电机是 将水轮机的动能转换成电能的设备。
调速系统设备（调速器）是水轮机的附属设备，励 磁系统设备是发电机的附属设备。
油、气、水系统设备是主机设备的辅助设备，所以 又称辅机设备。
水轮机的分类
根据转轮内水流运动的特征和转轮转换水流能量形式的不 同，现代水轮机分为反击式和冲击式流式 贯流式
冲击式
切击式 斜击式 双击式
轴流式、斜流式、贯流式根据
叶片能否转动又分别分为定浆式 和转浆式
混流式水流沿径向——轴向通 过转轮，又称法兰西式（Francis) 轴流式水流先径向——轴向进 入转轮，再轴向——轴向通过转 轮，又称卡普兰式（Kaplan) 切击式也称水斗式或培尔顿式 （pelton)，是冲击式水轮机中唯 一用于大型机组的机型
引水系统
进水阀
桥
式 起
调速器
水轮机
重
机
励磁
发电机
油、气、水系统 辅监 继 通 工 暖 消 控控 电 讯 业 通 防 系系 保 系 电 空 系 统统 护 统 视 调 统
生污 活水 水处 系理 统
出口断路器 主变 GIS
低压交流 配电系统
厂用变
直流&UPS
柴油发电机组
水电站水流通道主要构筑物及设备
清污机
水轮机主要结构
水轮机示意图（轴流式）
水轮机转动部分（转轮+主轴）
导水机构部分（座环、导叶、顶盖） 水机室（接力器、控制环、水导及油盆、主轴）
水轮机主要结构
尾水管 导水机构
蜗壳 转轮（混流式）
调速系统设备—水轮机附属设备
原理： 将水轮发电机组的实际转速与给定值进行比较，转速偏差信号经调速器变换 以后，产生一个能消除这个转速偏差的调节作用即接力器的位移，从而保证 机组（交流电频率）稳定运行。
按发电机推力轴承的位置立式发电机分：悬式和伞式 在转子上部为悬式，中高速适用悬式结构； 下部为伞式，中低速大容量水轮发电机多采用伞式结构；
按冷却方式分：空气冷却和水冷却。
水轮发电机的构成
构成：水轮发电机由定子、转子、机架、推力轴承、 导轴承等组成。
定子
水轮发电机定子主要由机 座、铁芯和三相绕组线圈 等组成
• 磁轭的作用是构成磁路 并固定磁极；
• 转子支架的作用是固定 磁轭。
转子吊装
水轮发电机的构成
机架
推力轴承机架是立轴 水轮发电机安置推力 轴承、导轴承、制动 器等的支撑部件。
机架由中心体和支臂 组成，按其所处的位 置分为上、下机架。
上机架
定子吊装（定子上部为上机架）
水轮发电机的构成
推力轴承
水电站的定义
将水能转换为电能的综合工程设施，一般包括由挡水建筑物、泄水建筑物 形成的水库、水电站引水系统、发电站厂房和机电设备等。借助水工建筑 物形成和集中水头，从高位水源向低位引水，利用水的压力或流速冲击水 轮机使之旋转，将水能转换成旋转的机械能，并带动发电机切割磁感线产 生交流电。