水电厂生产过程及基本设备简介

水电站生产过程及基本设备简介
高压断路器
开
断路器的作用 控制制作用
保护护作用
、 电路通断时产生电弧，高电压大电流回路的通断电弧尤为强烈 电弧的产生：第一阶段 强电发射、热电子发射；第二阶段 碰撞游离；第三阶段 熱游 离 电弧的危害：电路不能可靠断开；引起短路事故；引起过电压；危及人生安全设备 故 高电压、打电流回路的通断设备必须有可靠的灭弧能力，断路器就有这种能力。 3、 按灭弧介质断路器可以分为 油断路器；真空断路器；SF6断路器；空气开关
从运行上解决以上问题的措施：补气、避开振动区、停机关闭主阀。N
水力不对称的原因 由此带来引起的事故
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机械能转变为电能
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 1、发电机工作的基本原理――电磁感应原理 线将感生电流。 导线切割磁力线将感生电势，闭合导
发电机结构模型
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机械能转化为电能
水轮发电机组将机械能转化为电能的物理过程 当定子绕组流过三相交流电以后产生一个旋转磁极， 该磁极的转速称为同步转速（发电机的频率及磁极对P数 确定后，同步转速即已确定N=60f/p），这个磁极与转子 磁极产生相互作用力，二者之间的角度决定了力的大小 （发出有功负荷的大小）和性质（发电机或电动机）N
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电力工业生产的特点

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l）电力生产的同时性 发电、输电、供电是同时完成的,电能不能大量储存,必须用多少,发多少。 2）电力生产的整体性 发电厂、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备在电网中形成一个不可分 割的整体,缺少任一环节,电力生产都不可能完成,相反,任何设备脱离电网都将失去 意义。 3）电力生产的快速性 电能输送过程迅速,其传输速度与光速相同, 达到每秒30万公里,即使相距几万公里, 发、供、用都是在一瞬间实现。 4）电力生产的连续性 电能的质量需要实时、连续的监视与调整。 5）电力生产的实时性 电网事故发展迅速,涉及面大,需要实时安全监视。 6）电力生产的随机性： 由于负荷变化、异常情况及事故发生的随机性，电能质量的变化是随机的，因此， 在电力生产过程中，需要实时调度，并需要实时安全监控系统随时跟踪随机事件， 以保证电能质量及电网安全运行。N
4、 断路器的操作能源 电磁操作机构、弹簧操作机构、液压操作机构、压缩空气操 作机构 5、 严禁在只经断路器断开的设备上工作，如有工作须经停电、验电、装设接电线、 悬挂标示牌，办理工作票才能进行。N
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隔离开关
1、隔离开关在电路中的作用 形成明显的断开点；倒换运行方式。 2、隔离开关的操作注意事项 等电位操作；无电流操作。N
电枢绕组庞大，故工程上采用磁力线移动去切割固定不动的电枢绕组（简图）； 磁力线由电磁铁产生，为了得到电磁铁，必先得到直流电源 2、怎样得到直流电源 直流发电机；交流电通过变压、整流获得 3、发电机的电压调整过程 由电磁感应定律E=L*dΦ/dt可知改别等式右侧任意一个参 数，都可以改变感应电势E，但L 不可改别；同步电机磁力线的切割速度不可改别， 所以一般通过改别磁通强度（磁力线密度）来调电压。要改别磁通强度必先改别电 磁铁的电流强度，进一步需要改别直流发电机的转子回路电阻或整流可控硅的导通 角。即：电压调整命令 ――励磁调节器－可控硅导通角－转子电压－转子电流－磁 通－感应电势改变N
厂用电和直流系统
1、厂用电的重要性及其负荷分类。 2、直流系统的地位 3、直流系统接地对安全的影响和处理N
一点接地可以运行吗？ 正极接地的危害 负极接地的危害
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监控系统和通风系统
1、监控系统－我们的神经系统和运动系统。 2、通风系统－对改善值班环境、设备运行环境的作用； 在火灾处理、焊接工作时影响。N
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复习思考题
1、水电站集中水头的方式有几种？ 2、描述水电厂各管路的颜色所对应的管路用途。 3、从原理上来看，可以把继电保护装置分为哪几部分？N
交流完毕
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结构模型


由固定的定子 和可旋转的转 子两大部分组 成 同步发电机的 结构模型
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必需的辅助设备－气系统
低压气系统 停机制动（电气制动）用压缩空气；调相 压水、围带密封、防冻吹冰、清洁吹扫、操作灭弧、风 动工具。
压缩空气的产生－空气压缩机；空气的净化－油水分离 器；空气的存储－储气罐（减小压力波动，析出水分。 要求：压力适合、气量足够、清洁干燥
过长时间停机后的顶转子 高压气系统 补气、降压使用N
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水电厂生产流程 及基本设备简介

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引入
水电厂像其他工厂一样，要完成生产，需要原料，加工 设备，并通过对加工设备的操作控制，使之加工出所需 要的产品。对水电厂而言，其原料是水能，基本加工设 备是水能发电机组，输出产品是电能，下面就让我们一 起来了解一下水电厂是如何实现由水变电这一生产工程 的。 天然水流－筑坝（隧洞、明渠引水）－水轮机－发电机 －升压站－电网－降压站－用户
液压接力器的动作由调速器来控制
所以流量的调节过程为：调节命令――调速器（自身可以产生调节信号以保证F一定） ――液压接力器 ――导叶传动机构 ――导叶开度改别 ――进水量改别（这是水电厂 生产非常重要的一个调节过程） 当上述过程发生故障时，由安装在水轮机进水端的主阀来切断水流，主阀只有全开、 全关两种工作状态，不能用于流量调节。 主阀作用：岔管引水一机检修其他机可以运行；缩短开机时间；作为水机的保护装 置；减少漏水。 主阀形式：蝶阀；球阀；快速闸门，桶阀。N
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生产原料——水能
水能的基本要素是流量、水头。当水流具有一定的流量、水头以后，我们说水流具有了一定的能 量。但是水流的水头沿天然河流沿程分布时，我们无法使用，需要将水头集中以后才利于我们使 用。按集中水头的方法，可以将水电厂分为三种类型：
1、坝式水电厂（简图） 就是拦河筑坝集中水头。又可以分为河床式和坝后式。优点：有调节能力 和可以综合利用。缺点：水淹面积大；泥沙淤积。 2、引水式水电厂（简图） 缺点：无调节能力，属径流式；破坏生态。 3、混合式
结构模型

定子：铁心的内圆均匀分布着定 子槽，槽内嵌放着按一定规律排 列的三相对称交流绕组。这种同 步电机的定子又称为电枢。 转子：铁心上装有制成一定形状 的成对磁极，磁极上绕有励磁绕 组，通以直流电流时，将会在电 机的气隙中形成极性相间的分布 磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、 转子磁场)。

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变压器
1、为了远距离、低损耗送电，需要高压送电 2、变压器的发热（铁损、铜损）和冷却 （油浸自冷、 油浸风冷、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却）
3、变压器的停送电操作 冷却器－保护－隔离开关（中 性点刀闸）－高压侧断路器－低压侧断路器（负荷 ），停电相反。N
变压器的结构模型
绝缘油及其作用 断路器、变压器的灭弧、散热、绝缘 N
润滑脂：润滑、散热、节能、防护
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必需的辅助设备－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。
水流漂浮物用拦污栅拦截，栅差大则引用流量不足，压差大，故需加以限制
事例：耿站的水工枢纽。N
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水能转化为机械能
水能的三种表现形式： 位能、动能、压能 将水能转化为机械能的设备叫水轮机（水力原动机），根据水流对水轮
的水力作用方式可以将水轮机分为：
冲击式水轮机（利用水流的动能来做功）；喷嘴、切击。 反击式水轮机（利用水流的压能和部分动能来做功）。叶片正反面的压力差。 轴流（2－90）、混流（15－700）、斜流（可逆式电厂）。 3、 水轮机型号的含义（反击式）转轮形式、型号－大轴、蜗壳形式－标称直 径N
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机械能转变为电能
水轮发电机的分类 同步－异步 立轴－横轴 悬式－伞式 发电机的损耗和散热 铜损、铁损、机械损耗、附加损耗， 风冷、氢冷、水冷。
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必需的辅助设备－油系统
1、润滑油系统及其作用
立轴式机组转动部件的支撑需要推力轴承 （还有轴向水推力）；为了限制大轴的径向摆度，需要导轴承（机组结 构简图）。轴承与大轴的摩擦 干摩擦与油膜摩擦；油膜建立的条件（楔 形、相对运动、油的粘度）－－润滑、散热 压力油 及其作用 导叶，主阀的操作能源一般用高压油，故电厂还设有 压油装置。压力的产生－油泵；压力的存储－高压油罐；充气的作用 （油气比＝1/2）－－液压操作
反击式水轮机的 过流部件组成及 其作用？ 水轮机模型
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水能转化为机械能
进入水轮机的水能的控制 水能N=9.81QHη根据能量守恒，要调节机组的负荷，必 须调整进入水轮机的水能。水头调节范围小，一般通过调节进水量来调节水能
通过改变搭接在水轮机水轮机周围的导叶的开度这一途径来调节进水量或切断水流 导叶的操作力来自液压接力器
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继电保护及电气自动装置
1、电气设备的故障和事故及其对系统的影响。 2、继电保护的任务，原理、发展 3、继电保护的基本原来和要求（选择、速动、灵敏、可 靠） 4、常规电气自动装置 录波、安控装置简介N BZT、重合闸、同期装置、故障