水电站基础知识-水电站的基本开发方式及其布置形式
水电站基本知识
水电站基本知识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。
水力发电站的设计及建设方法
水力发电站的设计及建设方法随着人们对环境保护的日益重视，对可再生能源的需求也日益增加。
水力能作为一种重要的可再生能源，被越来越多的国家用于发电。
水力发电站是利用水能转化为电能的工程设施，其发电效率高、耗能低、对环境污染和碳排放量低等优点使得其成为可再生能源中发展前景最广阔的一种形式。
本文将介绍水力发电站的设计以及建设方法。
一、水力发电站的设计水力发电站设计的主要目标是两个方面：一是能够充分利用水能，实现高效发电；二是确保水力发电站的安全性和稳定性。
1. 水电站的选址通常选址需考虑以下因素：（1）水源降雨量、径流量和水源质量等因素。
（2）水源的地理位置与水位高度、水流速度、地形、水流方向等。
（3）水源是否符合水能开发的要求，如是否有足够的落差、流量。
（4）围坝、房屋建筑等建筑物的选址。
（5）是否便于引入输电线路等因素，如从发电站到计量点的距离等。
2. 水电站的内部结构设计水力发电站的内部结构设计主要有三个方面：（1）水导系统的设计。
水导系统是保证水能充分利用的关键，需要满足足够的流量和水头以及额定负载下的流速等技术要求。
同时，还要保证水力机组的安全性，防止内部水流过大导致水力机组受损。
（2）水轮机和发电机组设计。
水轮机是水力发电机组的核心，其结构和性能直接影响水力发电的效率。
发电机的输出能力、绝缘性能、可靠性等也是设计要考虑到的重要因素。
（3）水利建筑结构设计。
水利建筑是确保水能高效利用的关键，主要包括围坝、引水渠、冲砂隧洞和闸门等建筑物。
这些结构的设计需要充分考虑工程土质、岩质及地基条件等因素，趋势保证建筑物的安全和可靠性。
二、水力发电站的建设方法水力发电站的建设通常需要分为如下几个步骤：1. 前期调查阶段前期调查阶段是水力发电站建设过程中关键的一环。
此阶段的任务是全面调查选址，确立工程方案和设计，包括水流测量、水文地质勘察、土木勘察、环境评估、土地征用等关键信息采集。
通过前期调查，可为工程的实施提供必要依据和参考。
水电站的布置形式
一、坝式水电站
在河流峡谷处拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处形成集中落差，这种 开发方式为坝式开发。在坝址处引取上游水库中水流，通过设在水电站厂 房内的水轮机，发电后将尾水引至下游原河道，上下游的水位差即是水电 站所获取的水头。用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。 (一) 坝式水电站特点 (1) 坝式水电站的水头取决于坝高。目前坝式水电站的最大水头不超过 300m。 (2) 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。 (由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量 超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。此外坝式水电站水库的 综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。 (3) 坝式水电站的投资大，工期长。原因：工程规模大，水库造成的 淹没范围大，迁移人口多。 适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
(二) 坝式水电站的形式
1．河床式电站(power station in river channel) 1）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。 2）适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以下。 3）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； 4）厂房高度取决于水头的 高低。 5）引用流量大、水头低。 6）主要包括：挡水坝、泄 水坝、厂房、船闸、鱼道等。 7）注：厂房本身起挡水作 用是河床式水电站的主要特征。
第二节: 水电站的布置形式
由N = 9.81ηQH可知，要发电必须有 流量和水头，关键是形成水头。 要充分利用河流的水能资源，首先要使 水电站的上、下游形成一定的落差，构成发 电水头。因此就开发河流水能的水电站而言 ，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。
水电站基本知识
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。
水利水电工程概论课件 第6章 水电站
潮汐发电原理：利用潮水涨、落产生 的水位差所具有势能来发电的，也就是把 海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机 械能转变为电能（发电）的过程。
潮汐发电原理
单向
仅在退潮时利用池中高水
潮汐
位与退潮低水位的落差发
潮
电站
电。
汐
电
坝
河床式 ( H＜30~40m)
式
水
电
引水道布置于坝内
站
厂房位置
坝后式
坝后式厂房 坝内式厂房
引水道布置于河岸
河岸式厂房
河床式水电站
当水头较小，厂房本身能承受水压力，与坝并排 建在河道中，而成为挡水建筑物的一部分。 工程实例：葛洲坝水电站，富春江水电站。
坝后式厂房
适用于水头较高的电站，厂房设置在坝后，厂 房本身不起挡水作用。典型实例：三峡水电站。
易于制作 ▪ 缺点：相同水头损失下，造价较高 ▪ 布置：平面尺寸大，与前室、调压室连接困难 ▪ 适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；
(2) 混凝土坝内管道
▪ 压力管道的供水方式Ⅱ
2．联合供水： 一根主管，向多台机组供水。单机规模大，多分
岔管。机组前设快速阀门。 ▪ 优点：相同水头损失下，造价较低 ▪ 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 ▪ 布置：较容易 ▪ 适用：广泛应用于地下埋管和明管，机组数较
6.3 压力管道的功用和类型
▪ 压力管道的概念
水库 引水管道末端的前池 调压室
有压状态
全部或大 部分水头
水轮机
对坝式电站，压力管道的起点一般是水库进 水口；对无压引水式的电站，压力管道的起点一 般是压力前池；对有压引水式电站，压力管道的 起点一般是从调压室开始。
水电站教程课件 第五章 水电站的布置型式及其组成建筑物
第二篇水电站输水系统第五章水电站布置型式及其组成建筑物学习提示内容：介绍水电站的布置型式，水电站的组成建筑物。
重点：坝后式、河床式、引水式水电站的布置特点及组成建筑物。
要求：掌握水电站的基本布置型式及组成建筑物。
第一节水电站的布置型式如绪论中所述，水电站主要有坝式、引水式和混合式3种不同的开发方式，其建筑物的组成和布置型式也不同。
坝式水电站按厂房是否承受上游水压力又分为坝后式和河床式两大类型。
混合式水电站建筑物的组成和布置型式兼有坝式水电站和引水式水电站的特征。
混合式水电站和引水式水电站之间没有明确的分界线。
在工程界常将具有一定长度引水道的混合式电站统称为引水式电站，无论其是否靠坝集中一部分水头，而较少采用混合式水电站这个名称。
所以这里着重介绍坝后式、河床式和引水式水电站建筑物的组成和布置型式。
一、坝后式水电站布置型式坝后式水电站靠坝来集中水头，形成落差，电站规模大，水头较高，厂房本身不承受上游水压力，所有建筑物均布置在一个枢纽中。
坝后式水电站厂房在枢纽总体布置中的位置大都靠河岸一侧或两侧，以利于布置变电装置和对外交通。
泄水建筑物布置在河床中部。
坝后式水电站优点是利用水库调节流量，水能利用充分，发电有保证；综合利用效益高；建筑物集中布置便于运行管理。
缺点是淹没损失大、移民多；投资大、工期长、单价高；技术复杂。
适用于河道坡降较缓，流量较大，具有修建水库地形地质条件的中、高水头水电站。
坝后式水电站，厂房一般布置在坝后或与坝并排布置在附近河岸的山体中。
按厂房与坝的相对位置，又可分为坝后式厂房、地下式厂房、岸边式厂房、坝内式厂房和溢流式厂房等布置型式。
1.坝后式厂房厂房直接布置在坝址处，通过坝身压力钢管引水。
这是坝后式水电站最常见的布置型式。
如三峡、丹江口、三门峡、龙羊峡、刘家峡、李家峡、安康、宝珠寺、水口、岩滩、五强溪、东江、万家寨等众多大型或巨型水电站均为这种布置型式。
图5-1是丹江口水电站布置型式。
水电站基本构造原理与类型 ppt课件
定且效率高，是应用最广泛的一种水轮机。
1—主轴；2—叶片；3—导叶
反击式水轮机 水电站基本构造原理与类型
混流式：幅向进流，轴向出流
1
4
2
3 5
1－主轴；2－叶片；3－导叶； 4－蜗壳；5－尾水管
三、水力发电特点 水电站基本构造原理与类型
缺点：
① 一次性投资大，移民多，工期长 ② 因地形、水力资源的影响，无法建造过大装机容量 ③ 建厂后不易增加扩容 ④ 对环境的负面影响（如生物多样性、泥沙、次生灾害
等）
四、我国水电事业的发展 水电站基本构造原理与类型
1.我国的水能资源状况
• 水电为中国最早发展，亦是 最成熟的可再生能源，对国 家要完成2020年非化石能源 消费比重达到15%的国际减 排目标，有着举足轻重的作 用，我国水能资源十分丰富， 总量居世界第一，主要分布 在西部地区，约70%在西南 地区。
推力轴承 推力支 架柱段
推力支 架锥段
空冷器
水电站基本构造原理与类型
水轮机
水轮机的主要分类 水电站基本构造原理与类型
水流能量转换特征
反击式 冲击式
水轮机的主要分类 水电站基本构造原理与类型
利用水流的势能和动能进行工作； 转轮完全淹没在密闭的水体中。
水轮机
反击式
• 混流式 • 轴流式 • 斜流式 • 贯流式
云南昆明石龙坝水 电站是我国大陆的 第一座水电站，其 装机容量仅为 1440kW ， 1910 年 7 月开工建设，1912 年4月发电。
二、水电站的基本类型 水电站基本构造原理与类型
(四)、抽水蓄能电站
水资源开发方式及水电站的基本类型
水资源开发方式及水电站的基本类型水资源的开发是人类发展中不可或缺的一部分。
水电站作为一种利用水资源的能源设施，在能源生产中起着重要的作用。
本文将介绍水资源开发的方式以及水电站的基本类型。
水资源开发方式1. 水库式水库式开发是指通过建设水库储蓄水量，控制水流，调节水的流量、水位，进而利用水资源。
水库式开发的主要优点是可稳定控制水流，能调节水位，既能产生电力，也能保障水文要求。
水库式开发主要适用于多降水季节分明的地区。
其缺点主要在于需要占用大面积土地，造成林木、沙土等资源损失，同时也可能影响地质环境。
2. 河流式河流式开发是指直接利用河流水流的动能，沿河筑建水电站，利用水涡轮发电的方式。
相较于水库式开发，河流式开发更加利用了自然环境，不需要占用土地资源。
同时，也不造成林木等损失。
河流式开发主要适用于降水分布平均的地区。
其缺点主要在于水流量受季节性影响，夏季水位下降，冬季水位上升，进而可能影响水电站的发电效率。
3. 潮汐式潮汐式开发是指利用海潮的周期性变化（潮汐）来推动涡轮旋转，进而产生电能。
潮汐式开发主要应用于世界范围内海岸线上落差大、潮流猛烈的地区，如英国、法国等国家。
潮汐式开发的主要优点是水流量和水液压稳定，潮汐幅度周期性很好，适宜供电。
其缺点主要在于建设难度大，造价高，成本回收期长。
4. 活动式活动式开发是指沿海水域等潮汐与水流较快、巨浪较高的地区建设可移动式海上水电站。
活动式开发的优点在于可以自由选择建设位置，从而最大限度地利用自然资源。
同时，也不会对生态环境产生损害。
活动式开发目前应用较少，主要缺点在于建设成本较高，难度大，需要具备更高的技术实力。
水电站基本类型1. 水轮式水轮式电站是最早的、应用最广泛的水电站类型之一。
主要通过利用水流动力旋转涡轮，带动发电机发电。
水轮式电站的优点主要在于适用范围广、可靠性高、存在技术经验，同时生产成本较低。
其缺点在于需要占用较多土地资源，同时也可能对水生生态环境产生影响。
水电站的相关知识点总结
水电站的相关知识点总结一、水电站的发电方式1. 水轮机发电：水轮机是通过水流的冲击力来带动水轮机旋转，从而驱动发电机转动，产生电能。
水轮机分为垂直轴水轮机和水平轴水轮机两种类型。
2. 水泵发电：水泵发电是指利用水泵将高位的水泵到低位，产生一定的水头和水压，通过水轮机将水能转换成机械能，再通过发电机将机械能转换成电能。
二、水电站的建设过程1. 地质勘察：通过对地质构造、地质构造、地质状况等情况进行调查，确定水电站的建设地点。
2. 水资源调查：对水库水源的大小、流量、水质等情况进行调查，确定水电站的水资源储备情况。
3. 工程设计：包括水电站的水利工程设计、电气工程设计、土建工程设计等，确定水电站的建设方案。
4. 施工建设：包括水电站的土建施工、设备安装、电气接线等，完成水电站的建设工作。
5. 水电站调试：对水电站的设备进行调试，确保水电站的正常运行。
三、水电站的分类1. 根据水电站规模的大小划分，可分为大型水电站、中型水电站和小型水电站。
2. 根据水电站的建设方式划分，可分为梯级水电站、混合式水电站和独立式水电站。
3. 根据水电站的调节方式划分，可分为调峰水电站、基础水电站和调峰水电站。
四、水电站的作用1. 发电：水电站利用水资源进行发电，为社会提供清洁、稳定的电力资源。
2. 调峰：水电站可以根据能源需求的变化，调整发电量，满足不同时间段的用电需求。
3. 防洪：水电站在水库储水的同时，还能对洪水进行控制，减少洪灾的危害。
4. 攻渠：水电站可以通过水利工程，解决农田排灌和城市供水等问题。
五、水电站的环境影响水电站建设对环境会产生一定的影响，主要包括以下方面：1. 水库蓄水：水库蓄水会淹没大片土地，影响原生态环境，损害植被和野生动物的生存。
2. 水电站运行：水电站运行会产生一定的噪音和振动，对周边生态环境造成干扰。
3. 水电站排泄：水电站排泄废水对下游水环境和生态系统造成污染。
总结：水电站是一种利用水资源进行发电的清洁能源设施，能够为社会提供稳定的电力资源。
水电站的布置形式及组成建筑物
水电站的布置形式及组成建筑物水电站是利用流水能量转化为电能的设施，主要由水库、引水渠、发电厂和输电线路组成。
根据不同的水电站类型和特点，布置形式和组成建筑物也会有所区别。
下面将针对传统水电站和抽水蓄能电站进行详细介绍。
传统水电站的布置形式及组成建筑物：1.水库：水库是水电站的核心设施，主要用于储存水源，并且有利于调节供水、防洪和发电。
水库通常由大坝筑成，形状可以是弧形、重力式或拱坝式。
水库一般由库岸、溢洪道、排水口等构成。
2.引水渠：引水渠用于将水库中的水引入发电厂。
根据地形条件，引水渠可分为明渠和暗渠两种形式。
明渠是露天渠道，而暗渠则是埋设在地下的管道。
引水渠的主要组成部分有渠道、进水口、闸门和闸室。
3.发电厂：发电厂是水电站发电的主要场所。
根据水轮机的类型和水电站的规模，发电厂通常分为地下厂房和地上厂房两种类型。
地下厂房通常建在大坝下方的地下洞穴中，而地上厂房则建在地面上。
发电厂的主要组成部分有发电机组、水轮机、发电机组控制设备和变压器等。
4.输电线路：输电线路是将发电厂产生的电能传输到用户的重要环节。
输电线路通常是高压线路，包括由铁塔或电缆支撑的导线。
输电线路由输电塔、导线、绝缘子、变压器和变流器等组成。
抽水蓄能电站的布置形式及组成建筑物：抽水蓄能电站是一种通过向上泵水将低谷电能转化为高峰电能的设施。
1.水库：抽水蓄能电站同样需要一个水库，用于储存上升时产生的水。
水库的建设和传统水电站相似，主要用于储水并提供发电所需的水源。
2.泵站：泵站是抽水蓄能电站的关键设施，用于将水从下池抽到上池。
泵站由泵房和泵室组成，泵房用于放置水泵和相应的控制设备，泵室则是容纳泵装置的大型水池。
3.上池和下池：上池和下池是抽水蓄能电站的核心部分，用于储存上升和下降过程中的水。
上池通常比下池高，以便利用水头产生电能。
上池和下池之间通过水轮机连接，水能从上池流向下池产生电能。
4.发电厂：发电厂同样是抽水蓄能电站的重要组成部分，用于通过水轮机转化水能为电能。
水电站考试复习习题
水电站的布置形式及组成建筑物一、填空题1．水电站的基本布置形式有_坝式水电站、引水式水电站、混合式水电站三种，其中坝式水电站分河床式、坝后式、坝内式、溢流式等形式。
2．有压引水式水电站由_________________、_________________、______________、______________、______________等组成；而无压引水式水电站由_____________、_____________、______________、______________、______________等组成。
3．抽水蓄能电站的作用是___________________________________，包括_________________和_________________两个过程。
4．按其调节性能水电站可分为____________和______________两类。
二、思考题1．按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为几种基本方式？各种水电站有何特点及适用条件？2．水电站有哪些组成建筑物？其主要作用是什么？3．抽水蓄能电站的作用和基本工作原理是什么？潮汐电站基本工作原理是什么4．何为水电站的梯级开发？水电站进水口及引水建筑物一、判断题1．无压引水进水口，一般应选在河流弯曲段的凸岸。
( )2．有压进水口的底坎高程应高于死水位。
( )3．通气孔一般应设在事故闸门的上游侧。
( )4．进水口的检修闸门是用来检修引水道或水轮机组的。
( )5．渠道的经济断面是指工程投资最小的断面。
( )6．明渠中也会有水击现象产生。
( )二、填空题1．水电站的有压进水口类型有______________、______________、____________、____________等几种。
2．水电站有压进水口主要设备有______________、______________、______________和______________。
公共基础知识水电厂基础知识概述
《水电厂基础知识综合性概述》一、引言水电作为一种清洁、可再生的能源，在全球能源格局中占据着重要地位。
水电厂利用水流的能量转化为电能，为人们的生产生活提供了稳定可靠的电力供应。
本文将对水电厂的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面，旨在为读者提供一个清晰、系统且深入的理解框架。
二、水电厂的基本概念（一）定义与分类水电厂是将水能转换为电能的工厂。
根据开发方式的不同，水电厂可分为堤坝式水电厂、引水式水电厂和混合式水电厂。
1. 堤坝式水电厂：在河流上修建拦河坝，抬高水位，形成水库，利用水库的水能发电。
可分为坝后式水电厂和河床式水电厂。
- 坝后式水电厂：厂房建在坝的下游，通过压力管道将水库的水引入水轮机发电。
- 河床式水电厂：厂房与坝一起建在河床中，直接利用河水发电。
2. 引水式水电厂：在河流上游修建引水渠道或隧洞，将河水引到下游较低的位置，利用落差发电。
3. 混合式水电厂：同时采用堤坝和引水两种方式开发水能。
（二）组成部分水电厂主要由水工建筑物、水轮发电机组和电气设备三大部分组成。
1. 水工建筑物：包括拦河坝、引水渠道、隧洞、压力管道、厂房等，用于控制水流、抬高水位、输送水流和安装发电设备。
2. 水轮发电机组：是水电厂的核心设备，由水轮机和发电机组成。
水轮机将水流的能量转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。
3. 电气设备：包括变压器、开关设备、控制设备等，用于将发电机发出的电能升压、输送和分配。
三、水电厂的核心理论（一）水能计算水能是水电厂的能量来源，其大小取决于水流的流量和落差。
水能计算公式为：E = mgh，其中 E 表示水能，m 表示水的质量，g 表示重力加速度，h 表示落差。
在实际应用中，通常用功率来表示水能的大小，即P = ρQgH，其中 P 表示功率，ρ表示水的密度，Q 表示流量，g 表示重力加速度，H 表示落差。
（二）水轮机工作原理水轮机是将水能转化为机械能的设备。
坝式、引水式等各类水电站特点介绍
第二篇水电站建筑物水电站是利用水能资源发电的场所，是水、机、电的综合体。
其中为了实现水力发电，用来控制水流的建筑物称为水电站建筑物。
本篇主要讨论水电站引水系统的布置、结构设计和水力计算；水电站厂区枢纽的布置设计和结构特点。
第六章水电站的布置形式及组成建筑物重点：坝式、引水式、混合式开发的水电站的布置特点及组成建筑物。
第一节水电站的基本开发方式及其布置形式由N = ηQH可知，要发电必须有流量和水头，关键是形成水头。
要充分利用河流的水能资源，首先要使水电站的上、下游形成一定的落差，构成发电水头。
因此就开发河流水能的水电站而言，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。
形成水头方式——水电站的开发方式。
一、坝式水电站在河流峡谷处拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处形成集中落差，这种开发方式为坝式开发。
在坝址处引取上游水库中水流，通过设在水电站厂房内的水轮机，发电后将尾水引至下游原河道，上下游的水位差即是水电站所获取的水头。
用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。
(一) 坝式水电站特点(1) 坝式水电站的水头取决于坝高。
目前坝式水电站的最大水头不超过300m。
(2) 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。
(由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。
此外坝式水电站水库的综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。
(3) 坝式水电站的投资大，工期长。
原因：工程规模大，水库造成的淹没范围大，迁移人口多。
适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
(二) 坝式水电站的形式1．河床式电站(power station in river channel)——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。
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）。
(水利水电工程概论课件)第6章水电站
地下埋管示意图
按照衬砌形式的不同，将地下埋管分为以下四类：
分类
适用条件
应用情况
不衬砌 地质条件很好
喷锚或钢筋 混凝土衬砌
地质条件稍差
1、坝式水电站
原理: 利用筑坝集中河道落差，形成水头。 优点: 水头高（水头由坝高决定），调节性 能好; 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。 缺点: 淹没多、移民工作量大。投资大，工 期长。 适用条件: 河道坡降较缓，流量较大，并有 筑坝建库的条件。
坝式水电站分类
厂房位置
▪ 组成 1）从设备布置及运行要求的空间划分：
①主厂房：布置机组及其辅助设备的主机间和安 装、检修设备的装配场组成。
②副厂房：电站运行、控制、监视、通讯、试验 、管理等房间。
③主变场：布置主变压器场所。
④开关站：布置高压配电设备，高压开关、母线 保护设备等。
主厂房：主机间 + 安装、检修设备的装配场
特点：它由于进水口设于坝体，结构 紧凑简单，因此引水长度最短，水头损失 小，机组调节保证条件好。但是管道的安 装会干扰坝体施工，同时，坝内埋管空腔 会削弱坝体，使坝体应力恶化。
混凝土坝身管按照管道在坝身 上的不同位置，可以分为以下三类：
a．坝内埋管 (penstock embedded in dam)
副厂房：电站运行、控制、监视、通讯、试验、 管理等房间。应紧靠主厂房，基本上布置在主厂 房的上游侧，下游侧和端部。
主变压器：电流运输损失随电压增加而减小。出 厂布置升压变压器，用户端布置降压变压器。
初一地理水电站知识点归纳总结
初一地理水电站知识点归纳总结水电站是指利用水能转化为电能的工程设施，是重要的能源供应来源之一。
下面是初一地理水电站知识点的归纳总结。
一、水电站的基本概念水电站是指利用水流的动力产生电能的场所。
它通过引导水流经过水轮机，将水的动能转化为机械能，然后经由发电机将机械能转化为电能。
二、水电站的组成部分1.水库（或水源）：水电站通常会建在河流上，通过在河流上修建水坝形成水库，以便储存大量的水，供发电时使用。
2.引水系统：引水系统主要包括引水渠道、引水隧道和引水管道等，用于将水从水库引入水轮机。
3.水轮机：水轮机是水电站的核心设备，其主要作用是将水流的动能转化为机械能，通常分为水轮发电机和水轮泵浦两种类型。
4.发电机：发电机是水电站中的关键设备，通过旋转而产生电能。
5.输电系统：输电系统包括输电线路和输变电设备，用于将发电机产生的电能传输到各个用电地点。
三、水电站的分类1.按规模划分：水电站根据装机容量的大小可分为大型、中型和小型水电站。
2.按水源划分：水电站可分为河流型和泵升型两种。
3.按运行方式划分：水电站可以分为常年式和季节性式两种类型。
四、水电站的优点和缺点1.优点：- 水电站是清洁能源，不会对环境产生污染；- 水电站建设后，能够提供一定的灌溉和防洪功能；- 水电站具有稳定性高、传输损耗小等特点。
2.缺点：- 水电站建设需要大量的投资和土地资源；- 水电站建设对河流的生态环境有一定的影响；- 水电站在干旱季节可能遭受水源不足的困扰。
五、水电站的影响1.经济影响：水电站的建设能够促进当地的经济发展，创造就业机会，提高能源供应稳定性。
2.环境影响：水电站的建设会对河流的生态系统产生一定的影响，如水库淹没面积的增加、鱼类迁徙受阻等。
3.社会影响：水电站建设后会对当地的居民生活和交通产生影响，也可能导致一些因迁建所带来的社会问题。
六、水电站在中国的发展中国是世界上水电资源最丰富的国家之一，水电站在中国的发展非常迅猛。
水能开发方式与水电站基本类型
混合式水电站适用条件
混合式水电站适用于上游有良好坝址，适 宜建库，而紧邻水库的下游河道突然变陡 或河流有较大转弯的情况。混合式水电站 和引水式水电站之间没有明确的分界线。 严格说来，混合式水电站的水头是由坝河 引水建筑物共同形成的，且坝一般构成水 库。而引水式水电站的水头，只由引水建 筑物形成，坝只起到太高上游水位的作用。
引水式水电站适用条件：
在河流比降较大、流量相对较小的山区或丘陵地区的 河流上,当可在较短的河段中,以较小尺寸的引水道取 得较大的水头和相应的较大发电功率时，建设引水式 水电站常是经济合理的。有时采用裁弯取直引水或跨 流域引水，也可建造经济合理的引水式水电站。在丘 陵地区，引水道上下游的水位相差较小，常采用无压 引水式水电站；在高山峡谷地区，引水道上下游的水 位相差很大，常建造有压引水式水电站。与坝式水电 站相比，引水式水电站引用的流量常较小，又无蓄水 库调节径流，水量利用率较差，综合利用效益较小。 但引水式水电站因无水库淹没损失，工程量又较小， 单位造价往往较低，常成为其主要优点。
无压引水式水电站有压引水式水电站引水式水电站是自河流坡降较陡落差比较集中的河段以及河湾或相邻两河河床高程相差较大的地方利用坡降平缓的引水道引水而与天然水面形成符合要求的落差水头发电的水电站
水能开发方式与水 电站基本类型
1.水能资源开发的基本方式
按引用流量的方式分类： （1）径流式开发 （2）蓄水式开发 （3）集水网道式开发
特点：
水头较低，流量较大
典例：
广西西津水电站，三峡大坝等
2 引水式水电站
无压引水式水电站 有压引水式水电站
引水式水电站
引水式水电站是自河流坡降较陡、 落差比较集中的河段，以及河湾或 相邻两河河床高程相差较大的地方， 利用坡降平缓的引水道引水而与天 然水面形成符合要求的落差(水头) 发电的水电站。
课件：水电站的组成及布置
二级建造师执业资格考试
主讲老师：李 想
1F418022 水电站的组成及布置
考情分析：
单选题：无； 多选题：2006(1)； 案例题：无。
1F418022 水电站的组成及布置
一、水电站的布置形式 （一）坝式水电站 一般为中、高水头水电站。最常见的布置方式是坝后式水电站。 （二）河床式水电站 发电厂房与挡水闸、坝呈一列式布置在河床上共同起挡水作用的 水电站。建于河流中、下游，一般为低水头、大流量的水电站。 （三）引水式水电站 利用引水道来集中河段落差形成发电水头的水电站。常建于流量 小、河道纵坡降大的河流中、上游。
水建筑物，水电站平水建筑物，发电、变电和配电建筑物等。
1F418022 水电站的组成及布置
二、水电站枢纽建筑物的组成
5．平水建筑物：如有压引水道中的调压室、无压引水道末端的压 力前池等。
1F418022 水电站的组成及布置
例题： 1.2006(1)-25.水电站平水建筑物包括（ ）。 A.溢洪道 B.泄洪隧洞 C.调压室 D.放水底孔 E.压力前池 参考答式 （一）坝式水电站 坝后式水电站。
1F418022 水电站的组成及布置
一、水电站的布置形式 （二）河床式水电站
1F418022 水电站的组成及布置
一、水电站的布置形式 （三）引水式水电站
1F418022 水电站的组成及布置
二、水电站枢纽建筑物的组成 挡水建筑物，泄水建筑物，水电站进水建筑物，水电站引水及尾
1第五章-水电站输水系统(2013.3)解析
抽水蓄能和放水发电两个过程：
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。
系统日负荷 发电运行
抽水蓄能电站出 力
水位
港湾 潮差 潮期 时间（小时）
海岸 厂房
水库 土坝
泄水闸 海洋
海岸
潮汐电站 布置示意图
六、河流的梯级开发和梯级水电站
一条河流的水力蕴藏量是一定的，如果在 下游建一个高坝大库，则调节能力很好， 但淹没损失太大。如果修多个较低的坝形 成一系列的较小的水库，则淹没小得多。 后一种方式为梯级开发。梯级开发方案是 一条河流的综合利用规划。
(3) 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量 较小，单位造价较低。
类型：(1) 无压引水式：引水道是无压的(如明渠)
(2) 有压引水式：引水道是有压的(压力隧洞)
适用条件： 适合河道坡降较陡，流量较小的山区
性河段。
1． 无压引水式电站
引水建筑物是无压的：明渠、无压隧洞
主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水渠 (洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂房， 尾水渠。
2．有压引水式电站
引水建筑物是有压的：压力隧洞 主要建筑物：低坝，引水隧洞(有压)，调压室， 压力水管，厂房，尾水渠。
无压引水式电站
有压引水式电站
四、抽水蓄能电站
随着经济的发展以及人民生活水平的提高，电 力负荷和电网日益扩大，系统负荷的峰谷差越 来越大，21世纪，东北、华北、华东峰谷差将 达到1万MW，因此解决调峰填谷的任务愈来愈 迫切。
水电站基础知识-水电站的基本开发方式及其布置形式
由N = 9.81ηQH可知，要发电必须有流量和水头，关键是形成水头。
9 k% D- u- Z2 v4 }% o! |+ G要充分利用河流的水能资源，首先要使水电站的上、下游形成一定的落差，构成发电水头。
因此就开发河流水能的水电站而言，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。
6 M7 X9 H, k7 ~$ m抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。
6 ~2 ~8 g4 l' D& A; }6 ~形成水头方式——水电站的开发方式。
2 X. m% z: m: J2 B一、坝式水电站 h# S) q; v" Q$ s2 A0 B4 c9 k在河流峡谷处拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处形成集中落差，这种开发方式为坝式开发。
在坝址处引取上游水库中水流，通过设在水电站厂房内的水轮机，发电后将尾水引至下游原河道，上下游的水位差即是水电站所获取的水头。
用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。
1 |0 N! t* ? U2 [+ R o(一) 坝式水电站特点. K! q, }! R" T R7 K(1) 坝式水电站的水头取决于坝高。
目前坝式水电站的最大水头不超过300m。
6 a$ ^) V$ y" M2 x(2) 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。
(由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。
此外坝式水电站水库的综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。
2 p' ^5 ~9 \5 D3 n(3) 坝式水电站的投资大，工期长。
原因：工程规模大，水库造成的淹没范围大，迁移人口多。
) H+ y o; a% f" Q# ~$ k适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
' x5 A3 l1 e8 l9 |4 F(二) 坝式水电站的形式% F. u( V6 `+ U! t1．河床式电站(power station in river channel)$ L; w, d" D& J$ M. F——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。
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由N = 9.81ηQH可知，要发电必须有流量和水头，关键是形成水头。
9 k% D- u- Z2 v4 }% o! |+ G要充分利用河流的水能资源，首先要使水电站的上、下游形成一定的落差，构成发电水头。
因此就开发河流水能的水电站而言，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。
6 M
7 X9 H, k7 ~$ m抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。
6 ~2 ~8 g4 l' D& A; }6 ~形成水头方式——水电站的开发方式。
2 X. m% z: m: J2 B
一、坝式水电站 h# S) q; v" Q$ s2 A0 B4 c9 k
在河流峡谷处拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处形成集中落差，这种开发方式为坝式开发。
在坝址处引取上游水库中水流，通过设在水电站厂房内的水轮机，发电后将尾水引至下游原河道，上下游的水位差即是水电站所获取的水头。
用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。
1 |0 N! t* ? U2 [+ R o
(一) 坝式水电站特点. K! q, }! R" T R7 K
(1) 坝式水电站的水头取决于坝高。
目前坝式水电站的最大水头不超过300m。
6 a$ ^) V$ y" M2 x
(2) 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。
(由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。
此外坝式水电站水库的综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。
2 p' ^5 ~9 \5 D
3 n
(3) 坝式水电站的投资大，工期长。
原因：工程规模大，水库造成的淹没范围大，迁移人口多。
) H+ y o; a% f" Q# ~$ k适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
' x5 A3 l1 e8 l9 |4 F
(二) 坝式水电站的形式
% F. u( V6 `+ U! t1．河床式电站(power station in river channel)
$ L; w, d" D& J$ M. F——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。
5 c" a! M J% x# K——适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以下。
4 {- U/ ~3 I
5 Q1 F$ }——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；
8 K- F5 O: e$ E& ~——厂房高度取决于水头的高低。
& j% y1 J7 S+ P |4 Q* ]% _
——引用流量大、水头低。
% X3 E7 X; m% o \" P' i! I9 I7 T% @
——主要包括：挡水坝、泄水坝、厂房、船闸、鱼道等。
6 M t7 F9 S+ q9 ?. _
注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。
* @, Z; j; c M5 q, s6 T7 _2．坝后式水电站(power staion at dam toe)
2 B: A0 y+ \/ J* g$ S——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。
: B" Y5 j' n2 `; ^0 f——坝后式水电站一般修建在河流的中上游。
% x/ C$ A+ T9 |1 p* u% l——库容较大，调节性能好。
2 C+ X4 N* S" P+ l$ h. K% F1 {——如为土坝，可修建河岸式电站。
+ k$ a+ w2 x2 `3 J1 c* P5 G! ]——举世瞩目的三峡水电站就是坝后式水电站，其装机容量为18 200MW。
a. f1 s c3 q1 n* v& |/ b
二、引水式水电站(diversion type power station)
+ v5 S2 V' V, }. k! Y9 \在河流坡降陡的河段上筑一低坝(或无坝)取水，通过人工修建的引水道(渠道、隧洞、管道)引水到河段下游，集中落差，再经压力管道引水到水轮机进行发电。
用引水道集中水头的电站称为引水式水电站。
1 Y2 J S- M1 Q6 ?, Q
特点：(1) 水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。
- \. }9 Q4 N9 B$ q' Q2 [3 R
(2) 引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率较低，综合利用价值较差。
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f. F0 S$ e* n8 B
(3) 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量较小，单位造价较低。
" d5 q9 h$ m' K7 G. y/ k1 I类型：(1) 无压引水式(free flow)：引水道是无压的(如明渠)8 c& p7 |( C2 k3 z. B' D
(2) 有压引水式(pressure flow)：引水道是有压的(压力隧洞)
' M8 y! z2 u! H X) X适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。
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1．无压引水式电站
! |3 B2 S# F+ p, q: U _- r引水建筑物是无压的：明渠(open channel)、无压隧洞(free flow tunnel) 主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂房，尾水渠。
6 \& [6 s6 f$ y/ Z1 t' t) T$ ~
2．有压引水式电站
/ l, y; O! V; p引水建筑物是有压的：压力隧洞(pressure tunnel)
3 n* i
4 i! }* ?2 Q, ]主要建筑物：低坝，引水隧洞(有压)，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。