水电厂设备组成、结构和基本原理
水电站主辅设备介绍
➢ 水斗: 特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向 冲击转轮上的水斗作功。
目前，水斗式水轮机是冲击式水轮机中应用最广 泛的一种机型。
➢ 斜击式： 由喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮 上的水斗。
➢ 双击式：水流两次冲击转轮。
斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型 电站。
水斗式水轮机转轮
轮叶 轮盘
广泛应用的喷嘴
3. 折流板 使针阀缓慢关闭，降低水锤压力，使水流偏离水 斗，避免机组转速升高。
4. 机壳 把水斗中排出的水引导入尾水槽内。一般为铸钢 件。
5. 引水板 防止水流随转轮飞溅到上方，造成附加损失
斜击式水轮发电机组
斜击式水轮机转轮
冲击式水轮机的装置方式
(1) 为了提高机组转速及过流量，常在一个转轮上 装设两个或更多个喷嘴。有时又在一根轴上装 设两个(或多个)转轮，以提高机组的单机出力。
混流式水轮机
2. 轴流式：
➢ 特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平 行于主轴。
➢ 适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。
➢ 轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较 小，适用于水头变化不大的小型电站。
➢ 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)。适用于大型水电站。
机壳，射流制动器等组成。
(一)、混流式水轮机基本构造
水流—蜗壳—座环—导叶—转轮—尾水管—下游
1. 蜗壳：其作用是使水流产生圆周运动，并引导 水流均匀地、轴对称地进入水轮机。
水电站水轮机蜗壳
蜗壳组装
2. 座环
➢ 位于导水叶的外围。由上、下环和立柱组成。 ➢ 作用：是水轮机的骨架，承受机墩及传来的荷载，并
解析水电站调相压水的原理
解析水电站调相压水的原理解析水电站调相压水的原理一、概述水电站是以水能为动力的发电厂，利用水流的动能将发电机驱动发电。
在水电站的运行中，为了提高发电效率和稳定性，常常需要进行调相压水调节。
调相压水是通过改变水流的压力和流速，调整水的相位角，以达到控制发电机输出电压和频率的目的。
本文将解析水电站调相压水的原理，帮助读者更加深入地理解这一过程。
二、水电站调相压水的原理1.水电站的结构在了解调相压水的原理之前，首先需要了解水电站的基本结构。
水电站由水库、引水系统、水轮机、发电机以及电力输送系统组成。
水从水库流入引水系统，通过引水管道或放水渠道输送到水轮机，驱动水轮机旋转。
水轮机通过轴将动能传递给发电机，最终将机械能转变为电能。
发电机产生的电能通过电力输送系统送往用户。
在这个过程中，调相压水起到了重要的作用。
2.调相压水的作用调相压水是通过改变水轮机的入口压力和流速，来调节水轮机的转速，从而控制发电机的输出电压和频率。
电力系统的稳定性要求发电机的输出电压和频率保持在合理的范围内，且变化较小。
而水轮机的转速与发电机的输出电压和频率直接相关，因此调相压水可以实现对发电机输出的精确控制。
通过改变水流的相位角，调相压水可以使发电机输出电压和频率的微小变化在可接受范围内。
3.调相压水的原理水电站调相压水的原理基于调节水轮机叶片的开启程度和水流量来实现。
在水轮机叶片的调整过程中，通过改变引水系统中的闸门或调节叶片的角度，可以调节水流进入水轮机的流量和速度。
当需要调节发电机输出电压和频率时，控制系统会根据电力系统的需求，通过信号传输给调相装置。
调相装置会根据信号的输入，调整水轮机叶片的开启程度和水流量，使水流的相位角发生变化，从而实现对发电机输出的调控。
4.调相压水的影响因素调相压水涉及的影响因素主要包括水轮机的特性曲线、发电机和电力系统的需求、调相设备的性能等。
水轮机的特性曲线描述了水轮机在不同流量和压力条件下的输出特性，对调相压水的影响较大。
水电厂设备组成结构和基本原理
水电厂设备组成结构和基本原理水电厂是通过对水资源进行开发利用来发电的工业企业。
水电厂的设备组成结构和基本原理主要包括水源引导水工程、水轮发电机组、变电设备和输电线路等。
一、水源引导水工程水源引导水工程主要包括水库、溢洪道、引水渠道和尾水渠道等设施。
水库是储存水资源的地方，通过设置溢洪道控制水位，再通过引水渠道将水流引入水轮发电机组进行发电，尾水则通过尾水渠道排出。
水源引导水工程是水电厂的核心设施，其主要原理是利用水库积累足够的水量，以及通过溢洪道和引水渠道将水流引入发电机组，将水能转化为机械能，从而驱动发电机转动，产生电能。
二、水轮发电机组水轮发电机组是水电厂最重要的设备，主要由水轮机、发电机和调速装置等组成。
水轮机是将水流能量转换为机械能的装置，通常由水轮叶片、导叶和转子等部件构成；发电机是将机械能转化为电能的装置，通过转子和定子之间的磁场相互作用产生感应电动势。
水轮发电机组的基本原理是利用水的压力和动能将水轮机带动转动，通过转子和定子的磁场感应作用产生电流，进而产生电能。
三、变电设备变电设备主要包括变压器、开关设备和保护装置等。
变压器是将水轮发电机的低压电能升压为输电线路所需的高压电能的装置，通过变压器站将电能输送到输电线路上；开关设备用于对电流进行控制和启动，确保电流的正常传输；保护装置用于对电力系统进行监控和保护，如过流保护、短路保护和接地保护等。
变电设备的基本原理是将发电机产生的电能升压至输电线路所需的电压等级，并通过开关设备对电流进行控制和保护，保障电力系统的正常运行。
四、输电线路输电线路是将发电厂产生的电能送入用户所需地点的线路系统。
输电线路主要由输电塔、输电线、绝缘子、地线和断路器等组成。
输电塔用于支撑输电线，通过绝缘子将线路与电塔隔离，地线则用于防止电流通过人体产生危险，断路器用于对线路进行事故隔离和保护。
输电线路的基本原理是将发电厂产生的电能通过输电线路传输到用户所需地点，确保电能的稳定和可靠传输。
水电站的类型
第一章 绪论一、 水电站的类型根据集中水头方式的不同，水电站分为：坝式水电站，引水式水电站和混合式水电站 二、水力发电原理：水能→水轮机→机械能→发电机→电能→输变线路→用户 三、水轮机概念：水流能量转换成旋转机械能的动力机械。
四、水轮机的基本工作参数 ㈠工作水头Ｈ1、定义 ：水轮机进口断面和出口断面之间单位重量水流能量的差值。
设计水头Ｈr 、最大水头Ｈmax 、最小水头Ｈmin2、公式：水能由位置水头、压力水头、速度水头组成。
图1-1 立式水轮机的水头示意图⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=-=gV P Z g V P Z E E H ⅡⅡⅡⅡⅠⅠⅠⅠⅡⅠ2222αγαγ （1－1）式中 E ——单位重量水体的能量，m ；Z ——相对某一基准的位置高度，m ； P ——相对压力，N/m 2或Pa ； V ——断面平均流速，m/s ； α——断面动能不均匀系数；γ——水的重度，其值为9810N/m 3；g ——重力加速度，m/s 2。
式（1-1）中，计算常取g V ⅡⅠ2,12ααα==称为某截面的水流单位动能，即比动能（m ）；γP 称为某截面的水流单位压力势能，即比压能（m ）；Z 称为某截面的水流单位位置势能，即比位能（m ）。
g V 22α、γP 与Z 的三项之和为某水流截面水的总比能。
水轮机水头H 又称净水头，是水轮机做功的有效水头。
上游水库的水流经过进水口拦污栅、闸门和压力水管进入水轮机，水流通过水轮机做功后，由尾水管排至下游。
上、下游水位差值称为水电站的毛水头g H ，其单位为m 。
水轮机的工作水头又可表示为1-∆-=A g h H H （1-2） 式中gH ——水电站毛水头，m ；h ∆——水电站引水建筑物中的水力损失，m 。
从式（1-2）可知，水轮机的水头随着水电站的上下水位的变化而改变，常用取几个特征水头表示水轮机水头的范围。
特征水头包括最大水头Ｈmax 、最小水头Ｈmin 、加权平均水头Ｈa 、设计水头Ｈr 等，这些特征水头由水能计算给出。
水电厂基础必学知识点
水电厂基础必学知识点
1. 水电厂的组成：水电厂一般由水源、水坝、水轮发电机组、变电设备和输电线路等组成。
2. 水电的发电原理：水电利用水流的动能转换成机械能，再通过水轮发电机组将机械能转换成电能。
3. 水电站的分类：按水流状况分为常年型和调节型水电站；按设计用途分为电力型和供水型水电站。
4. 水坝的作用：水坝用于拦截水流，形成蓄水库，增加水头压力，提供足够的水能。
5. 水轮发电机组的结构：水轮发电机组一般由水轮机、发电机和其他辅助设备组成。
6. 供水型水电站的特点：供水型水电站的主要目的是为城市、农村等供应生活用水和灌溉水，发电量较少。
7. 电力型水电站的特点：电力型水电站的主要目的是发电，发电量较大，通常用于为大型城市或工业区供电。
8. 水电站的调度控制：水电站需要按照电力需求和水流情况进行调度控制，以保证供电的稳定性和效益的最大化。
9. 水电站的环保措施：水电站建设和运营应遵循环保要求，采取合适的措施减少环境污染，保护生态环境。
10. 水电厂的安全措施：水电厂应具备安全设备和消防设施，制定安全操作规程，确保人员和设备的安全。
水电厂设备的组成、结构和基本原理
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分为两大类，即反击
式水轮机和冲击式水 轮机。 1)反击式水轮机。转 轮利用水流的压力能
和动能做功的水轮机
称为反击式水轮机。 2）冲击式水轮机。 转轮只利用水流的动
能作功的水轮机称为
冲击式水轮机。
常见水轮机的特点及应用范围
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水轮机的型号的含义
水轮机产品型号由三部分组成，各部分用一短线分开。水轮机型号排列顺序如下：
水轮机调速器系统——调速器基本组成
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1）测量元件。在调速器中主要是测量机组转速。微调 中以硬、软件结合进行数字测频。 2) 综合元件。将测频元件、反馈元件送来的信号加以 综合，并将综合后的信号作为调节信号送给放大元件。微 调中是由软件来控制。 3) 放大元件。将综合元件送来的调节信号加以放大， 以操作执行元件。微调中由电路与液压部分联合完成。 4) 执行元件。根据放大后的调节信号，操作导水机构， 改变导叶开度。执行元件一般均指水轮机接力器。 5) 反馈元件。用于保证调节的适度性和稳定性。微调 中均采用位移传感器完成信号反馈。
调节实质：调节转速
水轮机调节所用的调节装置称为水轮机调速器。 水轮机+导水机构+调速器——水轮机自动调节系统 调节流量Q的途径：
反击式：通过改变导叶开度，同时改变桨叶片转角。
冲击式：通过改变喷嘴开度。 水轮机调节的作用： 能自动调节水轮发电机组的转速，使其保持在额定转速允许偏差内运转，以满足电网对频率质量的要求。 能使水轮发电机组自动或手动快速启动，适应电网负荷的增减，正常停机或紧急停机的需要。 当水轮发电机组在电力系统中并列运行时，调速器能自动承担预定的负荷分配，使各机组能实现经济运行。
水机设备组成及用途
水电厂生产流程及发电基本原理简介
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。
水电厂生产流程及发电基本原理简 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
水电厂生产流程及发电基本原理简 介
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
设备的。装设水轮发电机组及 其辅助设备的厂房称主厂房。 装设配电设备及其水运电厂行生管产流理程及设发电基本原理简 施的厂房称为副厂房。 介
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
水电厂生产流程及发电基本原理简 介
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
水电厂生产流程及发电基本原理简 介
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
水电厂生产流程及发电基本原理简 介
2、坝后式电站
• 坝后式水电厂的厂房建筑物在坝后，厂房
水电厂基础知识1
第一章概述第一节、水电厂基础知识一、水电站分类水电站可分为：1.坝后式：电站主厂房紧靠坝体，与坝体为一体。
如三峡电站。
2.引水式：电站主厂房在水库下游一定距离，发电用水由引水隧洞或渠道引入厂房，这种形式最为常见。
3.混合式：就是将以上两种形式融为一体。
在我们国家不常见。
4.抽水蓄能式：在系统电力过剩时将做过功的水抽入水库在系统电力紧张时再次用于发电。
5.潮汐式：利用海水涨、退潮时的落差发电。
二、水电站主要工作方式：水电站主要工作方式及电能的产生过程：水库引水隧洞（或明渠）调压井（或前池）压力钢管主阀水轮机导流部件水轮机转轮（转动：这是水电站对水能的利用过程）主轴发电机转子发电机定子出口断路器主变压器（升压变压器）开关站（电站生产过程完结）电力系统注解：水库集存水能能量，水能从取水口进入引水隧洞（或明渠），再由引水隧洞（或明渠）引入调压井（或前池），经过调压闸（只有调压井有，前池没有该设备）进入压力钢管，再经过主阀（有蝴蝶阀和球阀之分）进入水轮机的导水机构，冲动水轮机转轮，使其转动。
水轮机转轮带动主轴（主轴是连接发电机转子的）旋转，使发电机转子与其做同步旋转，由发电机定子绕着切割转子磁极的磁力线产生交流电能（电能产生），发电机生产的电能经过出口断路器进入主变压器（升压变压器）升压后经开关站分配给系统，再由变电站降压后分配给用户线路，最后经线路变压器（我们在路边可以看到的变压器）分配给用户。
三、水电站设备分类水电站设备分为：水文、水工、水动、电气一次、电气二次和计算机监控（现代设备）设备。
1.水文设备：提供水能资源的实时和预报数据，用于水库的实时调度（发电用水和防洪泄水依据）。
2.水工设备：保证水电站建筑的安全的设备（如：泄洪闸门、取水口闸门、栏污栓等）。
3.水动设备：把水能转换为旋转机械能的设备及其控制他的机械设备（如水轮机、调速器等）。
4.电气一次设备：是生产、传输电能的设备及其测量、使用电能的机械设备（如断路器、变压器、互感器、电动机等）。
水电厂水系统原理
水电厂水系统原理水电厂是一个重要的能源生产设备，其基本构成是由水轮机、发电机和水电站的电气设备组成。
水电厂的水系统原理是指水从水库中流向水轮机，通过水轮机的驱动，将机械能转化为电能，最终输出电源。
下面，我们将详细讲述水电厂水系统的原理。
1. 水库水电站设在水库中，其主要目的是为了储存水量。
水库可以在雨季时储存大量的水，以便多方面利用。
当然，这些水也可以用于防洪。
水库也可以使能源更加稳定。
在炎热的夏季，水库可以调节水位，为夏季提供充足的水源。
2. 引水管道引水管道是从水库引出水的管道。
在水库水位高的时候，水通过引水管道流向水轮机。
在此过程中，为了保证水流的速度，会通过流速放缓、增加直径或经过U形的压力传递等方式使水流更加平稳。
3. 水轮机水轮机是水电厂中最重要的电源。
水轮机通过旋转将水的运动能量转化为机械能，再通过与发电机的配合，将机械能转化为电能。
水轮机主要有垂直和水平两种类型，垂直轴流和水平轴流两种类型，具有结构简单、效率稳定等优点。
同时，通过水轮机、水轮轴和发电机的互相联动，将电能输出到输电线路上。
4. 发电机发电机是水电厂中最重要的设备之一。
发电机将水轮机传回的机械能转化为电能。
发电机的转矩，电流和电压都是固定不变的。
发电机的大小和水轮机的大小成正比，因此在设计水电厂时，需要根据供给的电力的大小来确定发电机的大小。
5. 输电电缆输电电缆是水电厂中将电能输出的重要设备。
输电线路是将电力从水电厂输送到远方的铁路、公路和工厂。
输电电缆主要有铁塔输电、木杆输电、地下输电等几种方式。
以上是水电厂水系统原理的详细介绍。
水轮机和发电机的功能互补，它们在水系统中扮演着重要的角色。
因此，在设计水电厂时，需要充分考虑这些因素来确保其稳定运行并大量地输出电力。
同时，我们也要保护水资源，避免随意开采或污染水库，保护环境。
水电厂设备的组成结构和基本原理培训
水电厂设备的组成结构和基本原理培训首先，水电厂的主要组成部分包括水库、水轮机、发电机、变压器、升压站、导线和控制设备等。
水库是用来储存水的地方，通常由大坝拦截河流而形成。
水轮机是将水流转化为机械能的设备，其基本原理是利用水的动能推动涡轮旋转。
在水轮机旋转的同时，发电机也在旁边旋转，将机械能转化为电能。
发电机产生的电能会通过变压器升压后，送往升压站，并通过导线输送到各个需要用电的地方。
水电厂的基本原理是通过水流的动能来发电。
水流经过水轮机时，推动水轮机旋转，从而产生机械能。
而这个机械能又通过发电机转化为电能。
最终，这些电能会通过输电线路输送到城市、乡村等需要用电的地方，为人们的生活提供便利。
总的来说，水电厂的设备组成结构和基本原理非常简单，但是利用水的动能来发电的过程却是非常神奇和高效的。
希望上面的介绍能够为您提供一些帮助和了解。
水电厂是一种利用自然水流动能转化为电能的装置，广泛应用于世界各地。
水电厂一般由水库、阀门、水导管、水轮机、发电机、变压器、升压站、输电线路和控制设备等组成。
水电厂的基本原理是，在水库上游筑坝蓄集水进行蓄能，然后通过水闸控制流量，使水流经水轮机，水流作用于水轮机叶片上，带动其旋转，水轮机通过轴稍带动发电机转动，发电机转换水轮机的机械能转化为电能，最终将电能送入变压器进行变压升高后，经输电线路输送到各地。
水电厂是一种优质、清洁、可持续的能源，对环境友好，是重要的能源供应形式之一。
1.水库：水库是用来储存水的地方，一般由拦河大坝筑成，将河水聚集成水库。
水库的主要功能是调节水流、提供稳定的水源，同时也用于发电、防洪、灌溉和供水等用途。
水库的选址和规划是十分重要的，需要考虑到地形、水量、气候和环境等因素，以确保运行的稳定和安全。
2.水导管：水导管是将蓄积的水通过管道引到水轮机处的重要设施，一般分为压力管道和自由流管道。
其作用是将蓄水库中蓄积的水通过水流管道输送到水轮机处，使水流具备一定的动能，顺利推动水轮机旋转。
水电厂工作原理与工作过程_概述说明以及解释
水电厂工作原理与工作过程概述说明以及解释1. 引言1.1 概述水电厂作为一种重要的清洁能源发电方式，利用水流动能转化为电能，为人们的生活和工业生产提供了稳定可靠的电力供应。
本文旨在介绍水电厂的工作原理与工作过程，并对其进行解释与说明。
1.2 文章结构本文分为五个部分组成。
引言部分从整体上概括了文章的主题，并对各个章节进行简要介绍。
接下来的第二部分将重点讲解水电厂的工作原理，包括涡轮机和发电机、调节装置和控制系统以及能量转换过程。
第三部分将详细描述水电厂的工作过程，包括水库调度与水流控制、进水及导流系统运行以及发电系统运行与监测。
第四部分将对相关内容进行解释与说明，包括环保考虑与对策措施、风险管理与安全防范措施以及经济效益评估与优化方案。
最后，结论部分会对全文进行总结并提出展望。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入了解水电厂的工作原理和工作过程，从而加强对清洁能源发电方式的理解。
同时，通过对环保、安全与经济效益等方面的解释与说明，提高人们对水电厂的认识，促进可持续发展和绿色能源利用的意识。
2. 水电厂工作原理2.1 涡轮机和发电机水电厂的工作原理基于涡轮机和发电机的协同作用。
首先，水流经过引导设施进入涡轮机，通过高速旋转的涡轮叶片使水压能被转化为动能。
然后，旋转的涡轮将动能传递给连接在其上的发电机。
涡轮是水力发电中最关键的设备之一。
根据水流特性和设计需求，可以使用不同类型的涡轮，如混流式、轴流式或螺旋式涡轮。
这些涡轮通过转动产生一个旋转磁场，在发电机中感应出电压。
发电机是将机械能转换为电能的装置。
当涡轮带动转子旋转时，构成铁芯线圈（称为定子）周围会产生一个变化的磁场。
同时，在转子内部也有一个磁场产生（由直流激励器提供）。
这两个磁场之间的相对运动导致感应出交变电压，并且经过外部回路输出。
2.2 调节装置和控制系统为了保持水力发电站在不同负荷条件下的稳定工作，水电厂需要安装调节装置和控制系统。
这些系统主要用于监测并控制水流速度、涡轮转速、发电机功率等参数。
水力发电原理及水电站设备简介
水力发电原理及水电站设备简介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。
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另外水轮机还具有补气装置和真空破坏阀 等部件。
水机设备组成及用途
2 进水阀
水轮机的进水蝶阀系统
系统的构成、用途与特点、主要组成部分说明
发电机原理
通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引 入转子励磁绕组，产生恒稳的磁场。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。感应电动势的方向由右手定则确定。由于导线 有时切割N极，有时切割S极，因而感应出的是交流电动势。
转子不停地旋转，A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁 力线，所以在三相绕组中电动势的相位是不同的，依次差120°， 相序为A、B、C。
水机设备组成及用途
3 调速器
水轮机调速器系统
系统的构成、用途与特点、主要组成部分说明
油压装置系统
液压系统的构成、部分元器件原理
水轮机调速器系统——调速器
➢ 水轮机调节的定义：
➢
随着电力系统负荷变化，水轮机相应地改变导叶开度，使水轮机组转速维持在某一预定值，或按某一
预定的规律变化，这一过程称为水轮机调节
水轮机调速器系统——调速器压油装置
03 电气设备组成及基本原理
电气设备组成及基本原理
电气 设备
水轮发电机 主变压器 配电装置 厂用电系统
水机设备组成及用途
1 发电机
发电机基本原理 发电机主要部件及原理
水轮发电机——工作原理
水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机 械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力 设备。
磁极装配
集电环组件 转子引线
水轮发电机——主要组成部件
机架 推力轴承 导轴承 制动器
机架是水轮发电机不可缺少的重要部件之一。按照机架所安放的位置不同， 一般分为装在发电机定子上部的上机架和装在定子下部的下机架
水轮发电机组的推力轴承是一种承受整个水轮发电机组转动部分的重 量以及水轮发电机的轴向水推力的滑动轴承，按液体润滑理论，在镜板和 推力瓦之间由于镜板的旋转运动，会建立起厚度为0.1mm左右的油膜，形 成良好的润滑条件，同时经推力轴承将这些力传递给水轮发电机的荷重机 架。它是水轮发电机组最重要的组成部件之一，其工作性能的好坏，将直 接关系到机组的安全和稳定运行。
2) 定子铁芯。定子铁芯是 水轮发电机磁路的主要通道。 由于定子铁芯中存在交变磁通， 才在定子绕组上感应出交变电 流。因此，把定子铁芯称为磁 电交换元件，并在铁芯齿槽中 固定定子绕组。
3) 定子绕组。定子绕组的 作用是，当交变磁场切割绕组 时，便在绕组中产生交变电动 势和交变电流，从而完成水能 →机械能→电能的最终转换。
当发电机带上负荷后，三相定子绕组中的定子电流（电枢 电流），将合成产生一个旋转磁场。该磁场于转子以同速度、 同方向旋转，这就叫同步发电机。
水电站中的发电机都是同步发电机。
水轮发电机——主要组成部件
定子
定子是水轮发电机的固定 部件之一。它主要由机座、铁 芯、绕组以及引出线等其它部 件组成。
1) 定子机座。主要作用是 固定定子以及承重。
特点
阀门在全关位置设有液压锁锭装置和机械锁锭装置，防止检修水轮机时因 误操作阀门发生意外事故；阀门全开到位后主接力器采用保压措施，保压电磁 球阀动作提供液压持住力保证蝶阀处在全开位置。
控制系统以 PLC（可编程控制器）为核心。可就地操作进水阀、旁通阀的 开和关，也可由中控室对整个进水阀系统进行自动控制。
➢ 调节实质：调节转速
➢ 水轮机调节所用的调节装置称为水轮机调速器。
➢ 水轮机+导水机构+调速器——水轮机自动调节系统
➢ 调节流量Q的途径：
➢ 反击式：通过改变导叶开度，同时改变桨叶片转角。
➢ 冲击式：通过改变喷嘴开度。
➢ 水轮机调节的作用：
➢ 能自动调节水轮发电机组的转速，使其保持在额定转速允许偏差内运转，以满足电网对频率质量的要求。
河床式 水电站
水电站基本类型
坝后式水电站一般修建在河流中上游的山区峡谷地段，受水库淹没限制相对较小， 所以坝可建得较高，水头也较大。由于水头较高，厂房不能承受上游过大水压力而 建在坝后（坝下游）。其特点是：水电站厂房布置在坝后，厂坝之间常用缝分开， 上游水压力全部由坝承担。
坝后式 水电站
水电站基本类型
液压系统
液压系统的构成、部分元器件原理
水轮机进水蝶阀系统——系统的构成
水轮机进水蝶阀系统——用途与特点
用途
当机组甩负荷又恰逢调速器发生故障不能动作时，进水阀可以在动水情况下 关闭，切断水流，防止机组过速的时间超过允许值，避免事故扩大。检修水轮机 时，用以截断水流。
当机组长时间停机时，关闭进水阀，可大幅度减少导叶漏水量。 当机组暂时停运时，不需关闭引水管进水闸门，只需关闭进水阀，以便引水 管保持充水，使机组能快速启动。 当电站由一根总引水管引水，同时供给几台机组发电时，如果其中一台机组 需要检修，这时只需关闭该机的进水阀，而不会影响其他机组的正常运行。
定子绕组
引出线
定子机座
定子铁芯 空冷器
水轮发电机——主要组成部件
转子
转子支架
顶轴
1) 主轴。主轴的主要作用是起到连 磁轭
接发电机与水轮机，将水轮机的旋 转机械能传递给发电机转子，另外 主轴还承受由于推力负荷引起的拉 应力，以及承受单边磁拉力和转动 部分的机械不平衡力。 2) 转子支架。大、中型水轮发电机 的转子支架式连接主轴和磁轭的中 间部件，并起到固定磁轭和传递转 矩的作用 3) 磁轭。磁轭也叫轮环。它的作用 是产生转动惯量和固定磁极，同时 也是磁路的一部分。 4）磁极。当直流励磁电流通入磁极 线圈后就产生发电机磁场，因此磁 极是产生磁场的部件。
坝内式 水电站
水电站基本类型
发电用水来自较长的引水道，厂房远离挡水和进水建筑物，厂房上游不承受水压力， 厂房布置在引水系统末端的的河岸上。由于厂房布置在地面的河岸上，因此称为引 水河岸式水电站。
引水式 水电站
水电站基本类型
抽水蓄 能电站
抽水蓄能电站可认为是一种特殊类 型的水电站。水电机组具备启停迅 速、运行灵活，适宜担任调峰、调 频和事故备用负荷等特点，而抽水 蓄能机组可将水电机组上述特点发 挥到极致。抽水蓄能电站不是为了 开发水能资源向系统提供电能，而 是以水体为贮能介质，对电力系统 起到调节作用。抽水蓄能电站包括 抽水蓄能和放水发电两个过程，它 有上下两个水库，一般用压力管道 相连，蓄能电站厂房建在离下水库 不远的地下山体内。在系统负荷低 谷时，利用系统多余的电能带动泵 站机组（电动机+水泵）将下库的水 抽到上库，以水的势能形式储存起 来；当系统负荷高峰时，将上库的 水放下来推动水轮发电机组（水轮 机+发电机）发电，以补充系统中电 能的不足。由于抽水蓄能电站较之 常规水电站可运行的工况更多，因 此其在对电力系统的调节功能上更 为灵活。
常见水轮机的特点及应用范围
水轮机的型号的含义
水轮机产品型号由三部分组成，各部分用一短线分开。水轮机型号排列顺序如下：
例：HL180—LJ—550：表示混流式水轮机，转轮型号为180，立轴，金属蜗壳，转轮公称直径为550cm。
立式混流式水轮机构成部件——转轮
转轮是水轮机将水流能量转变为旋转机械能的核心部件，要求转轮具有良好的水力性能，足够的强度和刚度。 混流式水轮机转轮一般有上冠3、叶片4、下环7、止漏装置2和6、泄水锥5和减压装置1组成。
混流式水轮机的引水部件主要由金属蜗壳、座环和基础环组成。水轮机的泄水部件主要由尾水管、泄水锥组成。
引水部件作用：以较 小的水力损失把水流 均匀地、对称地引入 导水部件，并在进入 导叶前形成一定的环 量。
泄水部件作用：引导水流进 入下游，尾水管同时还在转 轮后形成真空，利用转轮出 口到下游尾水之间的位能， 恢复转轮出口处的部分动能 损失，以提高效率。
02 水机设备组成及用途
水机设备组成及用途
水机设备 组成
水轮机 主阀
调速器
水机设备组成及用途
Hale Waihona Puke 1 水轮机水轮机的类型和应用范围
水轮机的基本类型、常见水轮机的特点和应用范围、水轮机参数 和型号
立式混流式水轮机构成部件的介绍
转轮、导水机构、引水机构、泄水部件及其他部件
水机机的基本类型
水轮机按工作原理 分为两大类，即反击 式水轮机和冲击式水 轮机。 1)反击式水轮机。转 轮利用水流的压力能 和动能做功的水轮机 称为反击式水轮机。 2）冲击式水轮机。转 轮只利用水流的动能 作功的水轮机称为冲 击式水轮机。
立式混流式水轮机构成部件——其他部件
主轴。主轴是水轮机的主要部件之一，它的一端于发电机连接，另一端接水轮机转轮。它的作用是将水轮机的旋 转机械能传递给发电机，从而带动发电机转子旋转。
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。主轴密封是用以减少主轴
与固定部件之间漏水的装置，是水轮
坝内式水电站是指将厂房布置在拦河坝体内部，采用如此布置主要是由于河谷狭窄 不足以布置坝后式厂房，而坝高足够允许在坝内留出一定大小的空腔布置厂房。由 于坝内式水电站的厂房布置在溢流坝内，坝体内部的空腔削弱了坝体强度，并使得 坝体应力复杂化。由于厂房尺寸受到坝体尺寸的限制，因此此类水电站的机电设备 选择在尺寸上也受到相应的限制。
目录 /Contents
01
水电站基本类型
02
水机设备组成及用途
03
电气设备组成及基本原理
04
辅助设备组成及作用