水力发电的基本流程及发电系统设备简介
水力发电站的工作原理
水力发电站的工作原理
水力发电站是利用水流动能转化为电能的设施，是一种清洁、可再生能源发电方式。
水力发电站的工作原理主要包括水库调节水流、水流引导、水轮机转动和发电四个步骤。
首先，水力发电站通常建在河流、湖泊等水源丰富的地区，利用水库储存水资源。
水库的主要作用是调节水流，根据用电需求和水资源情况，控制水库的蓄水量，以确保水力发电站有足够的水流来驱动水轮机发电。
其次，水库中的水通过导流管道被引导到水轮机处。
水流经过导流管道的加速段，水流速度增加，压力降低，然后进入水轮机的叶片中。
水轮机是水力发电站的核心设备，它通过水流的冲击力驱动叶片旋转，进而带动轴的转动。
水轮机的转动带动发电机转动，发电机内部的线圈在磁场的作用下产生感应电动势，最终输出交流电。
这样，水流的动能被转化为电能，供给城市、工厂等用电单位使用，实现能源的可持续利用。
水力发电站的工作原理简单清晰，通过科学的水流控制和高效的水轮机转动，实现了水能资源的有效利用，为人类提供了清洁、可再生的能源。
水力发电站在能源结构调整和环境保护方面发挥着重要作用，是推动可持续发展的重要能源形式之一。
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
水力发电的原理与流程
水力发电的原理和优势水力发电的原理与流程高山上的雨水受重力作用而向下奔流，滔滔不绝，力量巨大，如果我们能想办法加以利用，这个巨大不息的力量，就可以为人类做许多工作。
水力发电的原理水力发电是利用河川、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能，就是利用流水量及落差来转动水涡轮。
再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。
若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。
如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。
因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。
因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合于家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。
水力发电依其开发功能及运转型式可分为惯常水力发电与抽蓄水力发电两种1.惯常水力发电流程惯常水力发电的流程为：河川的水经由拦水设施攫取后，经过压力隧道、压力钢管等水路设施送至电厂，当机组须运转发电时，打开主阀(类似家中水龙头之功能)，后开启导翼(实际控制输出力量的小水门)使水冲击水轮机，水轮机转动后带动发电机旋转，于发电机加入励磁后，发电机建立电压，并于断路器投入后开始将电力送至电力系统。
如果要调整发电机组的出力，可以调整导翼的开度增减水量来达成，发电后的水经由尾水路回到河道，供给下游的用水使用。
1.抽蓄式水力电厂抽蓄式水力电厂与惯常水力电厂不同，它的水流是双方向，设有上池及下池。
白天发电流程与惯常水力电厂相同，于夜间电力系统离峰时段，利用原有的发电机当作马达运转，带动水轮机将下池的水抽到上池。
如此循环利用，原则上发电后的水并不排掉。
1.1自然资源优势全球水电资源的蕴藏量十分可观，据有关最新资料统计，目前世界上已估算出的水电资源的理论蕴藏大约为40000~50000TWh/年，其中大约13000~14000TWh/年技术上具有开发的可行性。
水电站发电设备工作流程
水电站发电设备工作流程水电站作为一种可再生能源发电方式，利用水流的动力转换成电能，是一种清洁、环保的发电方式。
水电站发电设备的工作流程是整个水电发电系统中至关重要的一部分。
下面将详细介绍水电站发电设备的工作流程。
1. 蓄水和调度管理水电站的首要任务是进行蓄水和水力调度管理。
水库对水资源进行蓄积和调度，以确保在需要时有足够的水源供应。
水库通过调整各个水库之间的水位、泄洪方式和过水量来平衡水力发电的需求和实际情况。
2. 水轮发电机组运行水轮发电机组是水电站的核心部分，用于将水流的动能转化为机械能，并最终转化为电能。
水轮发电机组包括水轮机和发电机两部分。
水轮机负责将水的动力传递给发电机，常见的水轮机包括水轮轴流式水轮机、混流式水轮机和离心式水轮机。
水流经过水轮机叶片时，叶片受到冲击力而转动，推动转子转动。
发电机则负责将水轮机转动产生的机械能转化为电能。
发电机通过电磁感应原理，利用转动的转子在定子线圈中产生电磁感应，产生交流电。
交流电经过整流装置转为直流电，然后通过变压器升压，最终输出给电网。
3. 调速装置和调压装置为了保持水轮发电机组的稳定运行，水电站还配备了调速装置和调压装置。
调速装置用于控制水轮机的转速，以适应电网电压和负荷的变化。
常见的调速装置有调速器和调速水库。
调速器通过改变进水量或调整导叶的开度来控制水轮机的转速。
调速水库则通过改变水库出流量来实现调速。
调压装置用于控制发电机的电压和频率，以确保输出电能的质量和稳定性。
常见的调压装置有励磁系统和电压调节器。
励磁系统通过调节发电机的励磁电流来控制输出电压。
电压调节器则根据电网的电压需求，自动调节发电机的励磁电压，以保持稳定的输出电压和频率。
4. 监控系统和维护管理水电站发电设备的工作流程需要进行实时的监控和维护管理，以确保设备的安全可靠运行。
监控系统通过传感器和监测设备，实时监测水电站各个环节的运行状态，包括水位、水流量、水压、电压、电流等参数。
简述水力发电系统的基本原理
简述水力发电系统的基本原理水力发电是利用水的能量来产生电力的一种方法。
它是一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于发电领域。
水力发电系统由水库、水轮机、发电机和输电线路等组成，下面将从这几个方面来介绍水力发电系统的基本原理。
1. 水库水力发电系统的第一步是建设水库。
水库是用来储存水能的地方，通常由大坝构成。
当水位上升时，水库中的水势能也随之增加。
水库的设计要考虑水的储存量和供水的需求，以及对环境的影响。
2. 水轮机水轮机是水力发电系统中的核心设备，用于将水能转化为机械能。
水轮机根据工作方式分为分流式和直径式两种类型。
分流式水轮机将水引导到水轮机的一侧，水流经过水轮机后流出；而直径式水轮机则将水引导到水轮机中心，水流穿过水轮机后流出。
3. 发电机发电机是将机械能转化为电能的设备。
当水轮机转动时，通过轴将旋转的机械能传递给发电机，使其发电。
发电机由转子和定子组成，转子通过磁场与定子中的线圈相互作用，产生电压。
发电机的输出电压和频率可根据需要进行调整。
4. 输电线路输电线路用于将发电机产生的电能传输到用户地点。
输电线路通常是由导线、杆塔和变电站等组成。
输电线路的设计要考虑电能的传输损耗和输电距离，以及对环境和周围居民的影响。
水力发电系统的基本原理是利用水能转化为电能。
当水库中的水位上升时，水的潜能和动能也随之增加。
将水引导到水轮机中，通过水轮机的转动将水能转化为机械能。
然后，通过轴将机械能传递给发电机，使其产生电能。
最后，通过输电线路将电能传输到用户地点供电使用。
水力发电系统具有许多优点。
首先，水力发电是一种清洁的能源，不会产生污染物和温室气体。
其次，水力发电系统具有可再生性，水资源是可再生的，不会耗尽。
此外，水力发电系统的运行成本较低，且稳定可靠。
然而，水力发电系统也存在一些挑战，如对水资源的需求、对生态环境的影响等。
水力发电系统是一种利用水能来产生电能的方法。
它由水库、水轮机、发电机和输电线路等组成，通过将水能转化为机械能，再转化为电能，最终供电使用。
水力发电
一、常规水力电站 主要适用于地表径流，其利用的两个决定要 素：流量和落差。 落差：将沿径流的落差集中形成可资利用的 水头。 流量：采取人工措施将变化较大的径流控制 调节流量。
1、坝式 2、引水式 3、混合式
1、坝式水电站
在河道上拦河筑坝建水库抬高上游水位，集中发电水头， 并利用水库调节流量生产电能的水电厂，称为坝式水电站。 按照水电站厂房与坝的相对位置的不同，坝式水电站可 分为河床式和坝后式两种基本型式。 (1)坝后式水电站：当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的 推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。一般修建在河流的 中上游。
冲击式水轮机：仅利用水流的动能转换为机械能的水轮机。
（1）水斗式
（2）斜击式 （3）双击式 反击式水轮机：同时利用水流的压能、动能转换成机械能的水轮机称 为，反击式水轮机是应用最广泛的一种水轮机。 （1）混流式
（2）斜流式 （3）轴流式 （4）贯流式
1、冲击式水轮机 根据水流冲击转轮的部位和方向的不同，冲击式水轮机可 分为水斗式、斜击式和双击式。后两种效率低、适用水头 较小，只用于小型水电站。 水斗式水轮机，是冲击式水轮机中应用最广泛的机型，它的主 要部件有转轮、喷嘴、喷针、折向器、主轴和机壳。 其特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的 水斗而作功，它的适用水头范围为100～2000m。
采用无压引水建筑物（明渠、无压隧道），用明流的方 式引水以集中落差的水电站。
原理：依靠引水道的坡降小于原河道的坡降，随着引水道 的增长，逐渐集中水头。引水道的坡降愈小，引水道愈长， 集中的水头也愈大。 引水道坡降不易太小，否则引水流速过小，引取一定流量 时要求很大的过水断面，造成引水道造价不经济。
无压引水式水电站一般水头较小、规模不大。
水力发电的介绍课件
潮汐能发电
定义
潮汐能发电是一种利用潮汐能来 发电的水力发电站。
工作原理
在潮汐现象明显的海岸线上建造潮 汐能发电厂，利用潮水的涨落来驱 动涡轮机转动，从而将潮汐能转化 为电能。
应用范围
潮汐能发电适用于海岸线较长、潮 汐现象明结合
利用太阳能发电的间歇性，可以与水力发电进行互补，提高电力系 统的供电能力。
储能技术应用
通过储能技术，可以解决水力发电的调峰问题，提高电力系统的运 行效率。
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水力发电的主要形式包括水坝、水轮机和潮汐能等。其中， 水坝是最常见的水力发电形式，利用水流对水坝进行冲击， 通过涡轮机将水流能量转化为机械能，再进一步转化为电能 。
水力发电的原理
水力发电的原理是利用水流的动力来驱动涡轮机旋转，从 而将水流能量转化为机械能，再通过变速器和发电机将机 械能转化为电能。
水力发电的未来发展趋势
持续发展
随着全球气候变化和能源需求的不断变化，水力发电将继续发挥 重要作用，为世界提供更多的清洁能源。
技术创新
未来，水力发电技术将持续创新，提高能源转换效率和降低环境影 响。
综合利用
水力发电将结合其他能源形式，形成综合能源利用模式，提高能源 利用效率。
05
水力发电的环保与可持续发展
断路器
在电路出现故障时，自动切断电源， 保护设备和人员安全。
输电线路
将电能输送到目的地，分为架空线路 和地下电缆。
无功补偿装置
提高输电效率，减少线路损耗。
03
水力发电的种类
堤坝式水电站
定义
堤坝式水电站是一种利用河流或 湖泊的水流能量来发电的水力发
水轮发电机操作流程
水轮发电机操作流程
水轮发电机是一种利用水能转化为电能的设备，通常被广泛应用于水电站。
下面将介绍水轮发电机的操作流程，让您更加了解这一设备的工作原理和操作步骤。
1. 检查设备
在操作水轮发电机之前，首先需要检查设备是否正常运行。
包括检查设备是否有损坏或异响现象，确认各个部件是否牢固连接，以及检查润滑油是否达到要求等。
2. 打开水闸门
在正式操作水轮发电机之前，需要打开水闸门，使水流经过水轮，驱动水轮旋转。
水轮发电机是通过水流旋转水轮产生动力，再通过轴传动发电机转子以产生电能。
3. 启动水轮发电机
一旦水轮旋转并传动发电机转子，可以启动水轮发电机。
通过适当的控制和监测，确保水轮发电机正常运行，并能够稳定地产生电能。
4. 调节输出电压
根据实际需求，可以通过调节水轮发电机的输出电压，来满足电力系统的需求。
调节输出电压可以通过调整发电机的励磁系统或控制系统来实现。
5. 监控运行情况
在水轮发电机运行过程中，需要不断监控其运行情况。
包括监测电流、电压、转速等参数，以确保设备正常运行，并及时发现问题并进行调整。
6. 关闭水轮发电机
当需要停止水轮发电机时，首先要关闭水轮发电机，并逐步减小水流量，以确保设备安全停止运行。
在关闭水轮发电机之后，需要进行设备的检查和维护，以保证设备的正常运行。
总结：
水轮发电机是一种重要的水力发电设备，了解其操作流程对保障设备正常运行、提高发电效率至关重要。
通过本文介绍的操作流程，希望能够让您对水轮发电机有更深入的了解，以便更好地操作和维护设备。
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一、水力发电原理1.1 引言水力发电是利用水能转化成机械能和电能的一种清洁型能源。
水力发电的原理非常简单，无非就是利用流动的水推动涡轮发电机转动，从而产生电能。
下面，我们逐步了解水力发电的原理。
1.2 水力发电的基本原理水力发电的基本原理是通过水流转动涡轮，使涡轮转动的能量转化为发电机电能。
常用的水力发电机组主要包括三部分：水电站、水轮机和发电机。
水电站是水力发电的运行控制中心，而水轮机则是水力发电机组中的旋转部件，通过水流作用于叶轮，控制水力发电机的转速和工作，再经过变压器后，交流电流进入电网，通过变电站和输电系统进行电能传输。
1.3 水力发电系统图及其工作原理水力发电系统包括水库、输水管道、冲洗水口、水轮机、发电机和变电站等组成。
水库水位升高之后，通过输水管道输送水到冲洗水口，并通过涡轮驱动发电机。
水电站通过控制水库水位和放水流量，实现了对整个水力发电系统的调度管理。
二、水电站设备简介2.1 涡轮发电机组涡轮发电机组是水电站最为核心的设备，其功能是将水能转化成机械能，并通过主轴将机械能传递到发电机，从而产生电能。
涡轮发电机组可根据水力资源、水位高差等因素，采用不同型号、不同类型的水轮机，如斜流式水轮机、锥流式水轮机、混流式水轮机等。
2.2 水闸和水泵站水闸是拦河建造、调节水流、排洪泄水的一种重要设施。
作用是通过维持不同水位的差异，实现水利工程的正常运行。
水泵站则是一种将水从低处抽到高处，或从某一个凹地里抽出来升高的设备。
在水力发电工程中，水泵站往往被用于把下游超过水电站的水泵回水，并通过量首进行控制。
2.3 排水泵站和固废处理设备排水泵站主要用于水利工程的排涝、灌溉、供水等方面，而固废处理设备则主要用于对水土流失、河流淤泥、垃圾处理等进行管理。
2.4 输电设备输电设备包括变电站、变压器、输电线路等。
在水力发电工程中，输电设备的主要作用是将水力发电站产生的电能输送到终端用户。
水电站培训资料
引言概述：水电站是一种利用水能转换为电能的设施，它在可再生能源领域起着重要作用。
为了确保水电站的安全运行和提高工作效率，培训成为了一项必不可少的任务。
本文将详细阐述水电站培训资料的内容，包括水电站的基本原理、设备和工作流程，以及工作中需要注意的安全事项和应急措施。
正文内容：一、水电站的基本原理1.水力发电原理：详细介绍水力发电是如何利用水的运动能量转换为电能的过程。
2.水电站的组成部分：包括水库、引水系统、发电厂房和输电系统，阐明各个部分的功能和作用。
3.水轮发电机组：介绍水轮发电机组的类型、结构和工作原理，包括水轮机、发电机和调速系统等内容。
二、水电站的设备和工作流程1.水闸系统：详细介绍水闸的类型、结构和工作原理，包括溢洪闸、引水闸和调速闸等。
2.水轮机系统：阐述不同类型的水轮机的特点和适用条件，以及水轮机的安装和调试过程。
3.发电机系统：介绍发电机的类型和选型原则，以及发电机的运行参数和维护方法。
4.输电系统：详细讲解输电线路的布置原则和安全要求，以及线路的维护和检修流程。
5.运行管理：阐述水电站的日常运行管理工作，包括设备巡检、运行记录和事故处理等方面内容。
三、水电站工作中的安全事项1.电气安全：介绍水电站电气设备的安全使用方法，包括绝缘、接地和维护等方面内容。
2.水闸操作安全：详细讲解水闸的开闭操作步骤和注意事项，以及可能出现的危险和对策。
3.水轮机安全：阐述水轮机的安装和维护过程中需要注意的安全事项，包括防护措施和操作规范等。
4.发电机安全：介绍发电机运行过程中需要遵守的安全规定，包括过载保护和紧急停机等方面内容。
5.输电线路安全：阐述输电线路的安全管理措施，包括对线路的定期巡检和防雷措施等。
四、水电站的应急措施1.突发事件处理：介绍水电站突发事件的分类和处理方法，包括洪水、地震和供电中断等情况。
2.设备故障处理：阐述设备故障处理的流程和方法，以及常见故障的排除方法和维修要点。
3.人员伤害应对：详细介绍水电站人员伤害的预防和应对措施，包括急救培训和紧急疏散预案等方面内容。
水力发电系统结构的组成以及原理
水力发电系统结构的组成以及原理
水力发电系统的组成主要包括水库、引水系统、水轮机和发电机等组成部分。
水力发电系统的工作原理是利用水能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
具体的工作过程如下：
1. 水库：水力发电系统首先需要一个水库来蓄积水源。
水库通常是由大坝建造而成，水坝的作用是把大量的水储存在上游，形成一定的水头（水位高度差）。
2. 引水系统：水库中的水通过引水系统被引导到水轮机的进口处。
引水系统主要由引水渠道、进水口、导流系统等部分组成，目的是将水流导入水轮机。
3. 水轮机：水轮机是水力发电系统的核心部分，通过水流的冲击力使叶轮转动，从而带动水轮机轴上的转子旋转。
水轮机转子连同转子上的发电机转子一起旋转。
4. 发电机：水轮机通过传动装置将机械能传递给发电机，使发电机转子旋转，通过电磁感应现象将机械能转化为电能。
发电机的输出电能可以通过变压器升压后传输到电网上。
总结起来，水力发电系统是利用水的重力势能和动能进行能量转化的过程。
水库储存大量水源，形成一定的水头，通过引水系统将水引导到水轮机的进口，水流
的冲击力使水轮机轮叶转动，带动发电机转子旋转，进而产生电能。
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。
水利发电
四、抽水蓄能电站
抽水蓄能电站
抽水蓄能：系统负荷低时， 利用系统多余的电能带动 泵站机组将下库的水抽到 上库(电动机+水泵)， 以 水的势能形式贮存起来； 放水发电：系统负荷高时， 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。
黑麋峰抽水蓄能电站
上水库 发电 系统
万家寨坝后式水电站
坝后厂房
向家坝水电站
三峡水电站
坝后厂房
泄洪坝段
坝后厂房
2.坝内式水电站
（二）河床式水电站
（二）河床式水电站特点
一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为避 免大量淹没，建低坝或闸。
适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以下。
厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房也 有抗滑稳定问题； 厂房高度取决于水头的高低。 引用流量大、水头低。 注：厂房本身起挡水作用是河床式电站的主要特征。
建坝 电站 蓄水 发电
2.水力发电的转换过程
水利系统
机电系统
建筑物和设备
水轮机
发电机
天然水能
可利用水能
旋转机械能
电能
二、水力发电特点
优点：
① 不耗燃料，成本低廉
② 水火互济，调峰灵活 ③ 综合利用，多方得益 ④ 取之不尽，用之不竭 ⑤ 环境优美，能源洁净
缺点：
① 受自然条件限制；
② 一次性投资大，移民 多，工期长； ③ 事故后果严重；
三、水 力 发 电
一、水力发电的概念
水力发电:利用河流中蕴藏的水能来生产电能。 在天然河流上，修建水工建筑物(进水、引水、厂 房、排水、水轮发电机组及其附属设备的厂房和 变电站等)，集中水头，通过一定方式将“载能水”
水电厂生产流程及发电基本原理简介
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。
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、地下水源
• 技术供水方式：自流供水、水泵供水、混合供水、
射流泵供水及其他供水方式。
6.2 排水系统
• 排水系统作用：防止厂房内部积水和潮湿，
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。
保证机组过水部件和厂房水下部分的检修。
• 排水包括：生产用水的排水、检修排水、
渗漏排水、厂区排水。
1.水力发电原理、类型、设备、接线方式
坝式开发的优点
由于形成蓄水库，可同时用于调节流量， 故坝式水电站引用流量大，电站规模大， 水能的利用程度较充分。 目前，世界上装机规模超过200万千瓦的巨 型水电站，绝多数是坝式水电站。 坝式水电站因有蓄水库，综合利用效益高， 可同时解决防洪和其他兴利部门的水利问 题。
坝式开发的缺点
形成蓄水库会带来淹没问题，造成库区土地、 森林、矿产等的淹没损失和城镇居民搬迁安 置工作的困难，要花淹没损失费、移民搬迁 安置费，所以，坝式水电站一般投资大，工 期长，单位千瓦造价贵。 适用条件 坝式开发适用于河道坡降较缓，流量较 大，有筑坝建库条件的河段。
水电站：为实现上述能量的连续转换而修建的水工建筑物和所安装的水 轮发电设备及其附属的总体。
1 水力发电的基本原理及特点
1.4 水电站的主要参数
一. 水流能量与出力 水流能量 当设法抬高上游水位（如筑坝），就会集中上下游之间的水位差，形 成水头。若坝前水库中有体积为W（m3）的水量，单位重量的水所具有的 位能为H，则水体所含有的总能量为 E=HWγ （N· m） 式中 H——水头，m；W——体积，m3；γ——水的重度，γ=9810N/m3 。 水流出力 当利用具有能量的W体积的水来做功，则单位时间内所作的功即为水 流的出力，用符号“N0”表示，则
HW N0 HQ 9810 QH ( N m / s ) 9.81QH (kw ) t 从上式可知，水流出力的单位可用kW表示，即为功率的单位。
1 水力发电的基本原理及特点
1.4 水电站的主要参数
二.水电站出力和发电量 水流中的能量，必须首先通过水力机械转变为机械能， 再通过发电机，把机械能转变为电能，才能加以利用。在这 种能量转换过程中，不可避免的要产生能量损失。因此，上 式计算出的水流能量为理论出力，而水流可以被利用的出力 还要打一折扣。这个折扣就是“效率”,以η表示，则水流的 可利用出力为
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一、水力发电原理水力发电是利用水流的动力转换成机械能，再通过发电机将机械能转换为电能的一种能源转化方式。
它是一种可再生能源，具有无污染、资源丰富、可调节性强等优点。
水力发电的原理包括以下几个方面：1. 水能转换为机械能水通过水坝或水库的拦截，形成高位水库，水库内的水在受到控制后通过管道输送至水轮机（也叫水力透平）的喷嘴处，由于喷嘴的压力和速度使得水流动能被转化为水流的动能。
2. 机械能转换为电能水流进入水轮机喷嘴后，推动水轮机转动，水轮机通过转动带动连接在其轴上的发电机旋转，利用磁感应原理将机械能转化为电能。
发电机内部由导体线圈和永磁体组成，当导体线圈随着水轮机的转动在磁场中运动时，导体线圈内部会产生感应电动势，进而产生电能。
3. 输电与利用发电机将产生的电能输出至变电站，通过变压器将电能调整为适合输送和利用的电压，然后通过电网输送至用户。
用户可将电能用于照明、供电等各个领域。
二、水电站设备简介水电站作为水力发电的核心设施，包含了多个重要设备。
以下是水电站设备的简要介绍：1. 水坝（大坝）水坝是水流的拦截设施，用于建造水库，形成高位水面。
水坝分为土石坝和混凝土坝两种，其主要功能是积蓄水量，控制水流，调节水位。
2. 水轮机水轮机是水动力转化为机械能的主要设备，也是水电站的核心装置。
根据设计要求和水流条件，水轮机分为竖轴水轮机和横轴水轮机。
其结构包括叶片、轮盘、轴等部分，通过水流的冲击和动能转换实现转动。
3. 发电机发电机是将水轮机的机械能转化为电能的设备，也是水电站不可或缺的一部分。
发电机通过电磁感应原理将机械能转化为电能。
按照不同的结构和工作方式，发电机分为同步发电机和异步发电机。
4. 变压器变压器是将发电机产生的电能进行调整的设备，通过改变电压大小实现电能的输送和利用。
主要包括高压变压器和低压变压器，用于将发电机输出的高压电能转换为适合输电和使用的低压电能。
5. 输电线路输电线路是将发电站产生的电能通过电网输送至用户的重要组成部分。
发电的基本流程和水力发电设备简介之欧阳德创编
水力发电的基本流程及发电系统设备简介水力发电的基本流程1、什么是水电站？水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置，它由各种水工建筑物，以及发电、变电、配电等机械、电气设备，组成为一个有机的综合体，互相配合，协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。
它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成，机电设备则安装在各种建筑物上，主要是在厂房内及其附近。
（1）挡水建筑物。
是拦截水流、雍高水位、形成水库，以集中落差、调节流量的建筑物，例如坝和闸。
（2）泄水建筑物。
其作用主要是泄放水库容纳不了的来水，防止洪水漫过坝顶，确保水库安全运用，因而是水库中必不可少的建筑物，例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
（3）进水建筑物。
使水轮机从河流或水库取得所需的流量，如进水口。
（4）引水建筑物。
引水建筑物是引水式或混合式水电站中，用来集中落差（对混合式水电站而言，则只是集中总会落差）和输送流量的工程设施，如明渠、隧洞等。
有时水轮机管道也被称为引水建筑物，但严格说来，由于它主要是输送流量的，所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道，这也属于引水建筑物。
（5）平水建筑物。
其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时，借以调整供水流量及压力，保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。
如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
（6）厂区建筑物。
包括厂房、变电站和开关站。
厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一，它不同于一般的工业厂房，而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物；变电站是安装升压变压器的场所；而开关站则是安装各种高压配电装置的地方，故也称高压配电场。
（7）枢纽中的其它建筑物。
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水力发电的基本流程及发电系统设备简介水力发电的基本流程1、什么是水电站？水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置，它由各种水工建筑物，以及发电、变电、配电等机械、电气设备，组成为一个有机的综合体，互相配合，协同工作，这种水力装置，就是水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。
它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成，机电设备则安装在各种建筑物上，主要是在厂房内及其附近。
（1）挡水建筑物。
是拦截水流、雍高水位、形成水库，以集中落差、调节流量的建筑物，例如坝和闸。
（2）泄水建筑物。
其作用主要是泄放水库容纳不了的来水，防止洪水漫过坝顶，确保水库安全运用，因而是水库中必不可少的建筑物，例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
（3）进水建筑物。
使水轮机从河流或水库取得所需的流量，如进水口。
（4）引水建筑物。
引水建筑物是引水式或混合式水电站中，用来集中落差（对混合式水电站而言，则只是集中总会落差）和输送流量的工程设施，如明渠、隧洞等。
有时水轮机管道也被称为引水建筑物，但严格说来，由于它主要是输送流量的，所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道，这也属于引水建筑物。
（5）平水建筑物。
其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时，借以调整供水流量及压力，保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。
如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
（6）厂区建筑物。
包括厂房、变电站和开关站。
厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一，它不同于一般的工业厂房，而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物；变电站是安装升压变压器的场所；而开关站则是安装各种高压配电装置的地方，故也称高压配电场。
（7）枢纽中的其它建筑物。
此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。
为了综合利用水资源，它们在整个水电站枢纽中也是不可分割的一部分，对枢纽的布置和运用也有重要的影响。
将水能转变成电能的生产全过程是在整个水电站枢纽中进行的，而不仅仅是在厂房中进行的。
2、水电站的基本类型。
水电站是借助于建筑物和机电设备将水能转变为电能的企业。
水电站包括哪些建筑物以及它们之间的相互关系，主要取决于集中水头的方式。
所以按集中水头的方式来对水电站进行分类，最能反映出水电站建筑物的组成和布置特点。
（1）按集中水头的方式对水电站进行分类，水电站可分为：坝式、引水式和混合式。
坝式水电站。
它的水头是由坝抬高上游水位而形成。
分为坝后式和河床式。
坝后式水电站：厂房建在坝的后面，上游水压力由坝承受，不传到厂房上来。
对于水头较高的坝式水电站，为了不使厂房承受上游的水压力，一般常采用这种布置方式。
这时厂房设在坝后，水流经由埋藏于坝体内的或绕过坝端的水轮机管道（埋藏于坝体内的常采用钢管，绕过坝端的常采用隧洞）进入厂房。
河床式水电站：水电站厂房代替一部分坝体作为抬高水位的建筑物，直接承受着上游水压力，它没有专门的水轮机管道，水流由上游进入厂房转动水轮机后泄回下游。
这类水电站水头较低，一般不超过30米。
引水式水电站。
水头由引水道形成。
这类水电站在布置上的特点是具有较长的引水道，水电站建筑物比较分散。
混合式水电站。
它的水头一部分由坝集中，一部分由引水道集中。
这类水电站的建筑物组成和布置除其中的坝以具有一定的高度为其特点外，其余与引水式水电站大体相似。
（2）按运行方式水电站可以分为：无调节水电站、有调节水电站和抽水蓄能电站等类型。
无调节水电站：它没有水库，不能对径流进行调节，只能直接引用河中径流进行发电，所以又称为径流式水电站。
无调节式水电站的运行方式，以尽可能多利用河中径流为原则。
有调节水电站：它借助于水库，能在某种限度内按照用电负荷对径流进行调节，把超过发电所需的多余来水蓄入水库，供来水不足时增大发电流量之用。
有调节水电站也称为蓄水式水电站，它的运行方式可以在一定程度上适应用电负荷情况，按照调节径流的周期长短，有调节水电站又可分为日调节水电站、年调节水电站和多年调节水电站，视水库的大小而定。
坝后式和混合式水电站一般都是有调节的；河床式水电站和引水式水电站则较多是无调节的。
抽水蓄能电站。
它以运行方式主要取决于负荷情况为其特点。
电力系统的负荷，在一日过程中和一年过程中都是很不均匀的。
抽水蓄能电站的作用，是在电力系统供低负荷时利用其它电站多生产的电能，通过抽水机组把水提送到高处，即把这些多余电能转变为水能的形式贮蓄起来，待到电力系统高负荷时，再把高处的水通过水轮发电机组放下来发电，使贮蓄起来的水能重新转变为电能，满足电力系统负荷需要。
所以建造抽水蓄能电站并不是为了水能资源的开发，只是达到贮蓄和调节电能的目的。
在较大的电力系统中，特别是在水电站比重很小或者水电站比重很大的电力系统中，建造抽水蓄能电站有重要意义，因为这样可以使电力系统的其它电站在一日和一年过程中承担比较均匀的负荷，提高设备利用率和减低火电厂的单位煤耗量，并改善供电质量。
这类电站要安装用于抽水和用于发电的两套机组设备，以及修建高、低两个水库；同时由于能量转变经历了电能到水能再到电能的往复过程，损失增大，所以建设投资和能量损失都比一般水电站大些。
但是由于这种电站能提高整个电力系统的运行效益，加以它可以建在系统用电中心附近，既省输电线路又供电灵活，因此最近国内国外很多电力系统，都很重视抽水蓄能电站的建设。
近年来由于机电设备制造水平的提高，已成功地制造出既可抽水又能发电的可逆式两用机组，不必分别设置用于抽水和用于发电的两套机组，从而节约了设备投资和提高了机组效率。
3、水力发电的基本流程。
具有水头的水力——经压力管道或压力隧洞（或直接进入水轮机）进入水轮机转轮流道——水轮机转轮在水力作用下旋转（水能转变为机械能）——同时带动同轴的发电机旋转——发电机定子绕组切割转子绕组产生的磁场磁力线（根据电磁感应定理，发出电来，完成机械能到电能的转换）——发出来的电经升降压变压器后与电力系统联网。
发电系统设备简介一、水轮发电机组及辅助设备简介1、水轮机水轮机是将水能转换为机械能的水力机械，利用水能机带动发电机将旋转机械能变为电能的设备，称为水能发电机组。
按水流能量转换特征，可将水轮机分为：反击式和冲击式。
（1）反击式水轮机的转轮在工作过程中全部浸在水中，压力水流流经转轮叶片时，受叶片的作用而改变压力、流速的大小和方向，同时水流对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮转动。
反击式水轮机按水流流经转轮的方向不同，又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种类型。
①混流式水轮机。
水流流经转轮时是辐向流进而轴向流出。
其结构简单，运行可靠，效率较高，是现代应用最广泛的水轮机。
适用水头范围一般为20～450米，目前最高已达800米，最大机组容量已达100万KW。
②轴流式水轮机。
水流流经转轮时是轴向流进而又轴向流出。
按其叶片在运行时能否转动又分为定浆式和转浆式两种。
轴流定浆式水轮机的叶片固定在轮毂上，制造简单，但当水头和流量变化时，效率变化不大。
因此，它适用于负荷变化不大，水头变幅较小的水电站。
适用水头范围一般为3～50米，最大机级容量已达13万KW。
轴流转浆式水轮机在运行时其叶片可以转动，能在水头和流量变化时保持较高效率工作。
目前适用水头已达88米，最大机组容量已达25万KW。
③斜流式水轮机。
水流进出转轮叶片都是斜向的，叶片转动轴线与与水轮机轴线成一夹角，高效率区较宽，因而适用于水头和流量变化较大的水电站。
适用水头在20～200米之间，最大机组容量达25万KW。
当做成水泵水轮机时，可用在抽水蓄能电站上。
④贯流式水轮机。
其转轮与轴流式相似，水流基本上沿轴向流过转轮，因而有良好的过流条件，提高了水轮机效率。
贯流式水轮机一般为卧式，可降低和简化厂房结构，土建工程量小，适用于25米以下的低水头水电站。
目前最大机组容量达5.5万KW。
（2）冲击式水轮机的特征是：有压水流从喷嘴射出后全部转换为动能冲击转轮旋转；在同一时间水流只冲击部分斗叶而不充满全部流道，转轮在大气压下工作。
常用的冲击式水轮机有切击式（水斗式）和斜击式两种。
①切击式水轮机：其特点为喷嘴射流沿转轮圆周切线方向冲击斗叶，是应用最广泛的冲击式水轮机。
它适用于高水头（1000～2000米）小流量的水电站，目前世界上最高水头已应用到1767米，最大机组容量达31.5万KW。
②斜击式水轮机：其特点是喷嘴射流方向与转轮轮旋转平面成一夹角（约25.5°），从转轮一侧进入斗叶，从另一侧流出适用水头为25～300米。
（3）水轮机按主轴的装置方式不同，又分为立式和卧式两种。
主轴竖向装置者称立式，发电机位于水轮机上部，其位置较高，不易受潮，所占厂房面积较小，但厂房高度大。
立式装置多用于大中型水电站。
主轴横向装置者称卧式，发电机和水轮机布置在同一高程上，可减小厂房高度，但发电机易受潮，厂房面积较大，多用于小型水电站。
（4）水轮机的铭牌参数水轮机的铭牌参数由三部分组成，每一部分之间用短横线隔开。
第一部分由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前者表示水轮机型式，后者表示转轮型号（入型谱者采用该转轮的比转速作为代号）。
第二部分由两个汉语拼音字母组成，前一个表示主轴装置方式，后一个表示引水室特征。
第三部分是以厘米为单位的转轮标称直径D1。
对冲击式水轮机，第三部分表示为：水轮机转轮标称直径/（作用在每一个转轮上的喷嘴数×射流直径）。
各种类型水轮机转轮的标称直径D1规定如下：①混流式水轮机是指转轮叶片进口边的最大直径。
②轴流式水轮机是指转轮室的最大内径。
③斜流式水轮机是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。
④冲击式水轮机是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。
各型水轮机第一、二部分的代表符号见下表：注：可逆式水轮机在水轮机型式代号后加“N”（逆）。
水轮机牌号示例：HL220-LJ-550，表示混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，转轮直径为550cm。
ZZ560-LH-800，表示轴流转浆式水轮机，转轮型号为560，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为800cm。
XLN200-LJ-300，表示斜流可逆式水轮机，转轮型号为200，立轴，金属蜗壳，转轮直径为300cm。
GD600-WP-250，表示贯流定浆式水轮机，转轮型号为600，卧轴，灯泡式引水室，转轮直径为250cm。
2QJ30-W-120/（2×10），表示一根轴上具有两个转轮的切击式水轮机，转轮型号为30，卧轴，转轮直径为120cm，每个转轮有两个喷嘴，射流直径为10 cm。