水电站培训资料

水力发电

水电常识

水力发电是将天然水流蕴藏的力学能转换成电能的发电方式，是水能利用的主要形式。天然水流所蕴藏的力学能称为水力资源，是人类可以利用的重要能源之一。在自然状态下，河川水流的这种潜在能量以克服摩擦、冲刷河床、挟带泥沙等形式消耗掉，兴建水电站可利用这部分能量。

•水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。

引水建筑的功用是集中河段落差形成水头，输送发电所需的流量。

水力发电的几个要素

N ——水电站装机容量或水轮机的功率 Q ——通过水轮机的流量

H ——水轮机的水头

η——水轮机的效率

QH

N η81.9=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，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

g

t QH P 81.9=理论出力KQH QH P ==η81.9实际出力能量损失：

1.H g →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）

水电站的基本类型

❑由P = 9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。

❑水电站的开发方式——形成水头方式。

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。

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。

引水式水电站

❑用引水道集中水头的电站称为引水式水电站

❑特点：

水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。

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。

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。

❑适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。

混合式水电站

❑由坝和引水道分别集中一部分水头，电站的总水头等于这两部分之和。

❑适用于上游有优良坝址，适宜建库，而紧接水库以下河道突然变陡或河流有较大的转弯。

❑同时兼有坝式和引水式水电站的优点。

❑在工程中多称为引水式水电站

潮汐水电站

❑潮汐：潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动，即海水的潮涨潮落。

❑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→机械能→电能(发电)的过程。

❑流量大，水头低的水电站。

抽水蓄能电站

•抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节作用。主要解决电力系统的调峰问题；•建筑物组成包括：上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站厂房建在下水库处，采用双向机组

•抽水蓄能和放水发电两个过程

•低谷期：电能→水能；高峰期：水能→电能

水电站厂房

水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开

关站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。

坝后厂房

坝后式厂房示意图Center Hill Lake and Dam

挑越式厂房

乌江渡水电站

坝内式厂房

•厂房移入溢流坝体空腹内。

凤滩水电站

溢流式厂房

将厂房顶作为溢洪道，成为坝后溢流式厂房。

新安江水电站

河床式厂房

厂房位于河床中，成为挡水建筑物的一部分

引水式厂房

特征：发电用水

来自较长的引水

道，厂房远离挡

水建筑物，一般

位于河岸。如若

将厂房建在地下

山体内，则称为

地下厂房。

清江雪照河水电站

水轮发电机的分类•水轮发电机分类

立式水轮发电机卧式水轮发电机混流式轴流式贯流式冲击式悬式水轮发电机伞式/半伞式水轮发电机

水轮发电机组的形式

水轮发电机按轴线位置可分为立式与卧式两类。大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于小型发电机组和贯流式机组。

立式水轮发电机按推力轴承支持方式又分为悬式和伞式两种。

伞式水轮发电机按导轴承位于上

下机架的不同位置又分为普通伞式、半伞式和全伞式。悬式水轮发电机的稳定性比伞式好，推力轴承小，损耗小，安装维护方便，但钢材耗量多。伞式机组总高度低，可降低水电站厂房高度。卧式水轮发电机一般用于转速大于375r/min的情况，以及一些小容量电站。

悬式发电机

推力轴承位于转子上方的上机架，发电机转动部分通过上机架将重量传给机墩。

上下

支撑下导与风闸

下导轴承

定子外壳