水力发电的原理和水电站的类型
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三峡电源电站，是保证三峡电站和大坝各种建筑物安全运行 的主供电源和备用保安电源，安装 2台单机容量 5万千瓦发电机组 ，年发电量 7.3亿千瓦时，总投资 3.7亿元。
地下电站和电源电站的建设，将使三峡电站总装机容量由原 设计的 1820万千瓦扩大到 2250万千瓦，相当于增加一个半葛洲坝 。
1.1 水力发电的基本原理及特点
《水 电 站》
2009年9月
水电站
?在水力发电的过程中，为了实现电能的连续产生 需要修建一系列水工建筑物。
?包括：进水、引水、厂房、排水等，安装水轮发 电机组及其附属设备的厂房和变电站，总体称为 水电站。 水电站是水、机、电的综合体。
重庆电力高等专科学校/
水力发电的原理 和水电站的类型
新安江水电站
?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。
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
三峡工程已基本竣工，已发挥防洪、发电、航运、养殖、旅 游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等 十大效益，是世界上任何巨型电站都无法比拟的！
三峡工程装机容量是多少？
三Βιβλιοθήκη Baidu水利枢纽
三峡工程初步设计报告为安装 26台单机容量 70万千瓦的发电 机组。有关方面根据三峡汛期来水丰富， 26台机组全部满发时仍 有大量来水泄洪空放的实际，决定在大坝右岸山体中开挖建设一 座地下电站，在汛期增加发电、减少弃水。地下电站静态总投资 73.75亿元，设计安装 6台单机容量 70万千瓦的发电机组，年发电 量35.11亿千瓦时，计划于 2011年至2012年建成投产。
1.1 水力发电的基本原理及特点
? 我国水能资源的特点
?总量丰富，分布不均匀
? 时间 ? 空间
?开发率低，发展迅速 ?前景宏远，任重道远
重庆电力高等专科学校
三峡水利枢纽
三峡水利枢纽
三峡工程采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民 ”方案。大坝为混凝土重力坝，坝顶总长 3035m ，坝顶高程 185m ，正常蓄水位 175 m ，总库容 393 亿m3，其中防洪库容 221.5亿m3 。泄洪坝段每秒泄洪能力为 11万m3/s，左岸通航建筑物，年单向 通过能力 500万t。双线五级船闸，可通过万吨级船队；单线一级 垂直升船机，可快速通过 3000t 级客货轮。
一、 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。
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
一、水力发电的基本原理
? 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
重庆电力高等专科学校
水轮发电机组装置原理图
建坝 电站 蓄水 发电
重庆电力高等专科学校
水力发电的转换过程
2.坝后式水电站
? 特点：
?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。
?坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 ?库容较大，调节性能好。
重庆电力高等专科学校
万家寨坝后式水电站（山西、黄河）
能量损失： 1.Hg→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=9.81 η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 。
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
二、水电站的出力和发电量的计算
? 发电量：一定时段内水电站发出的电能总量，单 位为kW·h
? 缺点：
? (1) 受自然条件限制 ? (2) 一次性投资大，工期长 ? (3) 事故后果严重 ? (4) 大型工程对环境、生态影响较大
重庆电力高等专科学校
1.2水能资源的开发方式及水电站的基本类型
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
水电站的基本类型
? 由P = 9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。 ? 形成水头方式——水电站的开发方式。
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
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
二、水电站的出力和发电量的计算
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
二、水电站的出力和发电量的计算
? 出力：（功率）
理论出力 Pt ? 9.81QHg
实际出力 P ? 9.81? QH ? KQH
? 注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征 。
重庆电力高等专科学校
富春江河床式电站
河床厂房
泄洪闸
重庆电力高等专科学校
葛州坝水电站
开关站
河床厂房 泄洪闸 河床厂房
船闸
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
2.坝后式水电站
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
E ? PT
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
三、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) 取之不尽可，用之不竭 ?(5) 环境优美，能源洁净
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
三、水力发电特点
1．河床式电站
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
1．河床式电站
? 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。
地下电站和电源电站的建设，将使三峡电站总装机容量由原 设计的 1820万千瓦扩大到 2250万千瓦，相当于增加一个半葛洲坝 。
1.1 水力发电的基本原理及特点
《水 电 站》
2009年9月
水电站
?在水力发电的过程中，为了实现电能的连续产生 需要修建一系列水工建筑物。
?包括：进水、引水、厂房、排水等，安装水轮发 电机组及其附属设备的厂房和变电站，总体称为 水电站。 水电站是水、机、电的综合体。
重庆电力高等专科学校/
水力发电的原理 和水电站的类型
新安江水电站
?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。
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
三峡工程已基本竣工，已发挥防洪、发电、航运、养殖、旅 游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等 十大效益，是世界上任何巨型电站都无法比拟的！
三峡工程装机容量是多少？
三Βιβλιοθήκη Baidu水利枢纽
三峡工程初步设计报告为安装 26台单机容量 70万千瓦的发电 机组。有关方面根据三峡汛期来水丰富， 26台机组全部满发时仍 有大量来水泄洪空放的实际，决定在大坝右岸山体中开挖建设一 座地下电站，在汛期增加发电、减少弃水。地下电站静态总投资 73.75亿元，设计安装 6台单机容量 70万千瓦的发电机组，年发电 量35.11亿千瓦时，计划于 2011年至2012年建成投产。
1.1 水力发电的基本原理及特点
? 我国水能资源的特点
?总量丰富，分布不均匀
? 时间 ? 空间
?开发率低，发展迅速 ?前景宏远，任重道远
重庆电力高等专科学校
三峡水利枢纽
三峡水利枢纽
三峡工程采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民 ”方案。大坝为混凝土重力坝，坝顶总长 3035m ，坝顶高程 185m ，正常蓄水位 175 m ，总库容 393 亿m3，其中防洪库容 221.5亿m3 。泄洪坝段每秒泄洪能力为 11万m3/s，左岸通航建筑物，年单向 通过能力 500万t。双线五级船闸，可通过万吨级船队；单线一级 垂直升船机，可快速通过 3000t 级客货轮。
一、 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。
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
一、水力发电的基本原理
? 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
重庆电力高等专科学校
水轮发电机组装置原理图
建坝 电站 蓄水 发电
重庆电力高等专科学校
水力发电的转换过程
2.坝后式水电站
? 特点：
?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。
?坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 ?库容较大，调节性能好。
重庆电力高等专科学校
万家寨坝后式水电站（山西、黄河）
能量损失： 1.Hg→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=9.81 η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 。
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
二、水电站的出力和发电量的计算
? 发电量：一定时段内水电站发出的电能总量，单 位为kW·h
? 缺点：
? (1) 受自然条件限制 ? (2) 一次性投资大，工期长 ? (3) 事故后果严重 ? (4) 大型工程对环境、生态影响较大
重庆电力高等专科学校
1.2水能资源的开发方式及水电站的基本类型
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
水电站的基本类型
? 由P = 9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。 ? 形成水头方式——水电站的开发方式。
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
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
二、水电站的出力和发电量的计算
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
二、水电站的出力和发电量的计算
? 出力：（功率）
理论出力 Pt ? 9.81QHg
实际出力 P ? 9.81? QH ? KQH
? 注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征 。
重庆电力高等专科学校
富春江河床式电站
河床厂房
泄洪闸
重庆电力高等专科学校
葛州坝水电站
开关站
河床厂房 泄洪闸 河床厂房
船闸
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
2.坝后式水电站
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
E ? PT
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
三、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) 取之不尽可，用之不竭 ?(5) 环境优美，能源洁净
重庆电力高等专科学校
1.1 水力发电的基本原理及特点
三、水力发电特点
1．河床式电站
重庆电力高等专科学校
1.2 水能资源的开发方式及水电站的基本类型
1．河床式电站
? 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。