水電廠生產(chǎn)過程

1、水電廠生產(chǎn)流程水電廠生產(chǎn)流程水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)，需要原水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)，需要原料，加工設(shè)備，并通過對(duì)加工設(shè)備的操作控制，料，加工設(shè)備，并通過對(duì)加工設(shè)備的操作控制，使之加工出所需要的產(chǎn)品。對(duì)水電廠而言，其使之加工出所需要的產(chǎn)品。對(duì)水電廠而言，其原料是水能，基本加工設(shè)備是水能發(fā)電機(jī)組，原料是水能，基本加工設(shè)備是水能發(fā)電機(jī)組，輸出產(chǎn)品是電能，實(shí)現(xiàn)由水變電這一生產(chǎn)過程。輸出產(chǎn)品是電能，實(shí)現(xiàn)由水變電這一生產(chǎn)過程。天然水流筑壩（隧洞、明渠引水）集中水頭天然水流筑壩（隧洞、明渠引水）集中水頭水輪機(jī)發(fā)電機(jī)升壓站電網(wǎng)降壓站水輪機(jī)發(fā)電機(jī)升壓站電網(wǎng)降壓站用戶用戶水電廠生產(chǎn)流程水電廠生產(chǎn)

2、流程電力工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)電力工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)電力生產(chǎn)的同時(shí)性電力生產(chǎn)的同時(shí)性發(fā)電、輸電、供電是同時(shí)完成的發(fā)電、輸電、供電是同時(shí)完成的, ,電能不能大量儲(chǔ)存電能不能大量儲(chǔ)存, ,必須用必須用多少多少, ,發(fā)多少。發(fā)多少。電力生產(chǎn)的整體性電力生產(chǎn)的整體性發(fā)電廠、變壓器、高壓輸電線路、配電線路和用電設(shè)備在電發(fā)電廠、變壓器、高壓輸電線路、配電線路和用電設(shè)備在電網(wǎng)中形成一個(gè)不可分割的整體網(wǎng)中形成一個(gè)不可分割的整體, ,缺少任一環(huán)節(jié)缺少任一環(huán)節(jié), ,電力生產(chǎn)都不電力生產(chǎn)都不可能完成可能完成, ,相反相反, ,任何設(shè)備脫離電網(wǎng)都將失去意義。任何設(shè)備脫離電網(wǎng)都將失去意義。電力生產(chǎn)的連續(xù)性電力生產(chǎn)的連續(xù)性電能的質(zhì)量

3、需要實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)視與調(diào)整。電能的質(zhì)量需要實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)視與調(diào)整。電力工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)電力工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)電力生產(chǎn)的快速性電力生產(chǎn)的快速性電能輸送過程迅速電能輸送過程迅速, ,其傳輸速度與光速相同其傳輸速度與光速相同, , 達(dá)到每秒達(dá)到每秒3030萬萬公里公里, ,即使相距幾萬公里即使相距幾萬公里, ,發(fā)、供、用都是在一瞬間實(shí)現(xiàn)。發(fā)、供、用都是在一瞬間實(shí)現(xiàn)。電力生產(chǎn)的實(shí)時(shí)性電力生產(chǎn)的實(shí)時(shí)性電網(wǎng)事故發(fā)展迅速電網(wǎng)事故發(fā)展迅速, ,涉及面大涉及面大, ,需要實(shí)時(shí)安全監(jiān)視。需要實(shí)時(shí)安全監(jiān)視。電力生產(chǎn)的隨機(jī)性電力生產(chǎn)的隨機(jī)性由于負(fù)荷變化、異常情況及事故發(fā)生的隨機(jī)性，電能質(zhì)量的由于負(fù)荷變化、異常情況及事故發(fā)生

4、的隨機(jī)性，電能質(zhì)量的變化是隨機(jī)的，因此，在電力生產(chǎn)過程中，需要實(shí)時(shí)調(diào)度，變化是隨機(jī)的，因此，在電力生產(chǎn)過程中，需要實(shí)時(shí)調(diào)度，并需要實(shí)時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)跟蹤隨機(jī)事件，以保證電能質(zhì)并需要實(shí)時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)跟蹤隨機(jī)事件，以保證電能質(zhì)量及電網(wǎng)安全運(yùn)行。量及電網(wǎng)安全運(yùn)行。水電廠水電廠 在水力發(fā)電的過程中，為了實(shí)現(xiàn)電能的連續(xù)產(chǎn)生需要修建一系列水在水力發(fā)電的過程中，為了實(shí)現(xiàn)電能的連續(xù)產(chǎn)生需要修建一系列水工建筑物，如進(jìn)水、引水、廠房、排水等，安裝水輪發(fā)電機(jī)組及其工建筑物，如進(jìn)水、引水、廠房、排水等，安裝水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備和變電站的總體稱為水電站附屬設(shè)備和變電站的總體稱為水電站( (水、機(jī)、電的綜合體水

5、、機(jī)、電的綜合體) )。 水力發(fā)電特點(diǎn)水力發(fā)電特點(diǎn)v 不耗燃料，成本低廉不耗燃料，成本低廉v 水火互濟(jì)，調(diào)峰靈活水火互濟(jì)，調(diào)峰靈活v 綜合利用，多方得益綜合利用，多方得益v 水能資源是隨水循環(huán)水能資源是隨水循環(huán)( (降水降水徑流徑流蒸發(fā)蒸發(fā)降水降水) )周而復(fù)始地周而復(fù)始地不斷再生的能源，取之不盡，用之不竭。不斷再生的能源，取之不盡，用之不竭。v 一次性投資大，事故嚴(yán)重。一次性投資大，事故嚴(yán)重。生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料水能水能水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的流量、水水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的流量、水頭以后，我們說水流具有了一定的能量。但是水流的水頭沿頭以后，我們說水流具有

6、了一定的能量。但是水流的水頭沿天然河流沿程分布時(shí)，我們無法使用，需要將水頭集中以后天然河流沿程分布時(shí)，我們無法使用，需要將水頭集中以后才利于我們使用。按集中水頭的方法，可以將水電廠分為三才利于我們使用。按集中水頭的方法，可以將水電廠分為三種類型。種類型。水電廠類型水電廠類型- -壩式水電廠壩式水電廠就是攔河筑壩集中水頭，壩址處形成集中落差，就是攔河筑壩集中水頭，壩址處形成集中落差，廠房位廠房位于攔河壩的下游，緊接壩后，在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫于攔河壩的下游，緊接壩后，在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫分開，發(fā)電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房。分開，發(fā)電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房。又可以分為又可以分為河床式和壩后

7、式。河床式和壩后式。優(yōu)點(diǎn)：壩后式水電站一般修建在河流的中上游，優(yōu)點(diǎn)：壩后式水電站一般修建在河流的中上游，庫容較庫容較大，大，有調(diào)節(jié)能力和可以綜合利用。有調(diào)節(jié)能力和可以綜合利用。缺點(diǎn)：水淹面積大；泥沙淤積。缺點(diǎn)：水淹面積大；泥沙淤積。水電廠類型水電廠類型- -引水式水電廠引水式水電廠發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水建筑物，一發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水建筑物，一般位于河岸般位于河岸。在河流坡降陡的河段上筑一低壩在河流坡降陡的河段上筑一低壩( (或無壩或無壩) )取水，通過人工修建的引水道取水，通過人工修建的引水道( (渠道、隧洞、管道渠道、隧洞、管道) )引水引水到河段下游，集中

8、落差，再經(jīng)壓力管道引水到水輪機(jī)進(jìn)到河段下游，集中落差，再經(jīng)壓力管道引水到水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。行發(fā)電。用引水道集中水頭的電站稱為引水式水電站。用引水道集中水頭的電站稱為引水式水電站。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電站庫容很小電站庫容很小無調(diào)節(jié)能力，屬徑流式；無調(diào)節(jié)能力，屬徑流式；引用流量引用流量較小，沒有水庫調(diào)節(jié)徑流，水量利用率較低，綜合利用較小，沒有水庫調(diào)節(jié)徑流，水量利用率較低，綜合利用價(jià)值較差。分有壓引水式電站和無壓引水式電站。價(jià)值較差。分有壓引水式電站和無壓引水式電站。水電廠類型水電廠類型- -混合式水電廠混合式水電廠在一個(gè)河段上，同時(shí)采用高壩和有壓引水道共同集中落差在一個(gè)河段上，同時(shí)采用高壩和有壓引水道共同集

9、中落差的開發(fā)方式稱為混合式開發(fā)。的開發(fā)方式稱為混合式開發(fā)。壩集中一部分落差后，再通過有壓引水道集中壩后河段上壩集中一部分落差后，再通過有壓引水道集中壩后河段上另一部分落差，形成了電站的總水頭。這種開發(fā)方式的水另一部分落差，形成了電站的總水頭。這種開發(fā)方式的水電站稱為混合式水電站。電站稱為混合式水電站。同時(shí)兼有壩式和引水式水電站的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)兼有壩式和引水式水電站的優(yōu)點(diǎn)。水電站樞紐工程水電站樞紐工程 擋水建筑物（壩）擋水建筑物（壩）。 泄洪建筑物（溢洪道或閘）泄洪建筑物（溢洪道或閘）。 引水建筑物（引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井）引水建筑物（引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井）。 電站廠房（包括尾水渠、升壓站）電

10、站廠房（包括尾水渠、升壓站）。 航運(yùn)、過木航運(yùn)、過木/ /過魚過魚 水電廠進(jìn)水口水電廠進(jìn)水口 進(jìn)水口的功用進(jìn)水口的功用 進(jìn)水口是水電站水流的進(jìn)口，是按照發(fā)電要求將水引進(jìn)水口是水電站水流的進(jìn)口，是按照發(fā)電要求將水引入水電廠的引水道。入水電廠的引水道。 進(jìn)水口須設(shè)置進(jìn)水口須設(shè)置閘門閘門，以便在事故時(shí)緊急關(guān)閉，截?cái)嗨?，以便在事故時(shí)緊急關(guān)閉，截?cái)嗨鳎苊馐鹿蕯U(kuò)大，也為引水系統(tǒng)的檢修創(chuàng)造條件。流，避免事故擴(kuò)大，也為引水系統(tǒng)的檢修創(chuàng)造條件。對(duì)于無壓引水式電站，引用流量的大小也由進(jìn)口閘門對(duì)于無壓引水式電站，引用流量的大小也由進(jìn)口閘門控制?？刂啤?按按水流條件水流條件分，水電站進(jìn)水口分為分，水電站進(jìn)水口分為

11、有壓進(jìn)水口和無壓有壓進(jìn)水口和無壓進(jìn)水口進(jìn)水口兩大類。兩大類。有壓進(jìn)水口有壓進(jìn)水口 有壓進(jìn)水口在最低水位以下，水流為有壓流，以引深層水為主。適用于有壓進(jìn)水口在最低水位以下，水流為有壓流，以引深層水為主。適用于壩式、有壓引水式、混合式水電站壩式、有壓引水式、混合式水電站。 有壓進(jìn)水口主要設(shè)置攔污設(shè)備、閘門及其啟閉設(shè)備、通氣孔及充水閥等。有壓進(jìn)水口主要設(shè)置攔污設(shè)備、閘門及其啟閉設(shè)備、通氣孔及充水閥等。 攔污設(shè)備是防止有害污物進(jìn)入進(jìn)水口，防止漂浮物進(jìn)入進(jìn)水口，影響過攔污設(shè)備是防止有害污物進(jìn)入進(jìn)水口，防止漂浮物進(jìn)入進(jìn)水口，影響過水能力。水能力。 為了控制水流，進(jìn)水口必須設(shè)置閘門。閘門可分為事故閘門和檢修

12、閘門。為了控制水流，進(jìn)水口必須設(shè)置閘門。閘門可分為事故閘門和檢修閘門。 工作閘門工作閘門( (事故閘門事故閘門) )緊急情況下切斷水流，以防事故擴(kuò)大。緊急情況下切斷水流，以防事故擴(kuò)大。動(dòng)水中快速動(dòng)水中快速(12(12min)min)關(guān)閉，靜水中開啟關(guān)閉，靜水中開啟。 檢修閘門設(shè)在工作閘門上游側(cè)，檢修事故閘門和及其門槽時(shí)用以堵水。檢修閘門設(shè)在工作閘門上游側(cè)，檢修事故閘門和及其門槽時(shí)用以堵水。靜水中啟閉靜水中啟閉。 充水閥開啟閘門前向引水道充水，平衡閘門前后水壓，以便在靜水中開充水閥開啟閘門前向引水道充水，平衡閘門前后水壓，以便在靜水中開啟閘門，從而減小閘門起門力。啟閘門，從而減小閘門起門力。 水

13、電廠引水部分水電廠引水部分 引水道引水道集中落差，形成水頭，輸送水流進(jìn)入機(jī)組、排集中落差，形成水頭，輸送水流進(jìn)入機(jī)組、排走發(fā)電用水走發(fā)電用水( (尾水渠尾水渠) )。 無壓引水道無壓引水道：渠道：渠道、無壓隧洞無壓隧洞。具有自由水面。具有自由水面。 壓力前池設(shè)置在引水渠道或無壓隧洞的末端，是水電壓力前池設(shè)置在引水渠道或無壓隧洞的末端，是水電站無壓引水建筑物與壓力管道的連接建筑物。平穩(wěn)水站無壓引水建筑物與壓力管道的連接建筑物。平穩(wěn)水壓、平衡水量，均勻分配流量，渲泄多余水量壓、平衡水量，均勻分配流量，渲泄多余水量 攔阻攔阻污物和泥沙。污物和泥沙。 有壓引水道有壓引水道：有壓隧洞：有壓隧洞。洞中水流

14、為壓力流，隧洞承洞中水流為壓力流，隧洞承受內(nèi)水壓力很大。適用有壓引水電站。受內(nèi)水壓力很大。適用有壓引水電站。 水電廠壓力鋼管水電廠壓力鋼管 壓力管道是從水庫、壓力前池或調(diào)壓室向水輪機(jī)輸送壓力管道是從水庫、壓力前池或調(diào)壓室向水輪機(jī)輸送水量的水管。水量的水管。 特點(diǎn)坡度陡、內(nèi)水壓力大，且承受動(dòng)水壓力的沖擊特點(diǎn)坡度陡、內(nèi)水壓力大，且承受動(dòng)水壓力的沖擊( (水水擊壓力擊壓力) )、靠近廠房，嚴(yán)重威脅廠房的安全。、靠近廠房，嚴(yán)重威脅廠房的安全。 分類：分類：v 按布置分明管：暴露在空氣中按布置分明管：暴露在空氣中( (無壓引水式電站無壓引水式電站) )；地；地下埋管（隧洞埋管下埋管（隧洞埋管) )：埋入

15、巖體。：埋入巖體。( (有壓引水電站有壓引水電站) )；混；混凝土壩身埋管：依附于壩身凝土壩身埋管：依附于壩身( (混凝土重力壩及重力拱混凝土重力壩及重力拱壩壩) )，包括：壩內(nèi)管道、，包括：壩內(nèi)管道、 壩上游面管、壩下游面管。壩上游面管、壩下游面管。v 按材料分鋼管、鋼筋混凝土管等按材料分鋼管、鋼筋混凝土管等水庫調(diào)節(jié)水庫調(diào)節(jié) 日調(diào)節(jié)：是指一晝夜內(nèi)進(jìn)行的徑流重新分配，即調(diào)節(jié)日調(diào)節(jié)：是指一晝夜內(nèi)進(jìn)行的徑流重新分配，即調(diào)節(jié)周期為周期為2424小時(shí)。小時(shí)。 周調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一周（周調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一周（7 7天）的。天）的。 年調(diào)節(jié)：對(duì)徑流在一年內(nèi)重新分配，當(dāng)汛期洪水到來年調(diào)節(jié)：對(duì)徑流在一年內(nèi)重新

16、分配，當(dāng)汛期洪水到來發(fā)生棄水，僅能存蓄洪水期部分多余水量的徑流調(diào)節(jié)，發(fā)生棄水，僅能存蓄洪水期部分多余水量的徑流調(diào)節(jié)，稱不完全年調(diào)節(jié)（或季調(diào)節(jié)）；能將年內(nèi)來水完全按稱不完全年調(diào)節(jié)（或季調(diào)節(jié)）；能將年內(nèi)來水完全按用水要求重新分配，又不需要棄水的徑流調(diào)節(jié)稱完全用水要求重新分配，又不需要棄水的徑流調(diào)節(jié)稱完全年調(diào)節(jié)。年調(diào)節(jié)。 多年調(diào)節(jié)：當(dāng)水庫容積足夠大的可把多年期間的多余多年調(diào)節(jié)：當(dāng)水庫容積足夠大的可把多年期間的多余水量存在水庫中，然后以豐補(bǔ)欠，分配在若干枯水年水量存在水庫中，然后以豐補(bǔ)欠，分配在若干枯水年才用的年調(diào)節(jié)，稱多年調(diào)節(jié)。才用的年調(diào)節(jié)，稱多年調(diào)節(jié)。 水流的控制水流的控制 流道中水流的控制依賴閘

17、門，根據(jù)閘門的工作方式，流道中水流的控制依賴閘門，根據(jù)閘門的工作方式，可可 以將其分為以下四種：以將其分為以下四種：1 1、工作閘門工作閘門 可以用于調(diào)節(jié)流量，可以動(dòng)水操作。可以用于調(diào)節(jié)流量，可以動(dòng)水操作。2 2、事故閘門事故閘門 防止事故擴(kuò)大，動(dòng)水關(guān)閉，靜水平壓開啟。防止事故擴(kuò)大，動(dòng)水關(guān)閉，靜水平壓開啟。3 3、 檢修閘門檢修閘門 以上兩種閘門檢修時(shí)的安全措施。以上兩種閘門檢修時(shí)的安全措施。4 4、 施工導(dǎo)流閘門施工導(dǎo)流閘門 施工時(shí)用施工時(shí)用 水擊：連續(xù)水流在突然通（斷）時(shí)產(chǎn)生水擊（慣性）水擊：連續(xù)水流在突然通（斷）時(shí)產(chǎn)生水擊（慣性） 水流漂浮物用攔污柵攔截，壓差大需加以限制水流漂浮物用攔污

18、柵攔截，壓差大需加以限制水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 水能的三種表現(xiàn)形式：水能的三種表現(xiàn)形式： 位能、動(dòng)能、壓能位能、動(dòng)能、壓能 將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫水輪機(jī)，將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫水輪機(jī)，水輪機(jī)是將水水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的一能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的一種機(jī)械，是水電廠主設(shè)備之一。種機(jī)械，是水電廠主設(shè)備之一。 根據(jù)水流對(duì)水輪的水力作用方式可以將水輪機(jī)分為：根據(jù)水流對(duì)水輪的水力作用方式可以將水輪機(jī)分為：v 沖擊式水輪機(jī)（利用水流的動(dòng)能來做功）沖擊式水輪機(jī)（利用水流的動(dòng)能來做功）v 反擊式水輪機(jī)（利用水流的壓能和部分動(dòng)能來做功）反擊式

19、水輪機(jī)（利用水流的壓能和部分動(dòng)能來做功）機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軝C(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩黩?qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)水流驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)電機(jī)將水輪機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)是水電電機(jī)將水輪機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)是水電廠主設(shè)備之一。廠主設(shè)備之一。發(fā)電機(jī)工作的基本原理發(fā)電機(jī)工作的基本原理電磁感應(yīng)原理（導(dǎo)線切割磁力電磁感應(yīng)原理（導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流）。線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流）。電樞（定子）繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去切割電樞（定子）繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去切割固定不動(dòng)的電樞（定子）繞組。固定

20、不動(dòng)的電樞（定子）繞組。磁力線由轉(zhuǎn)子繞組通入直流電流產(chǎn)生。磁力線由轉(zhuǎn)子繞組通入直流電流產(chǎn)生。水力發(fā)電的基本原理水力發(fā)電的基本原理 水力發(fā)電就是利用水力（具有水頭）推動(dòng)水力機(jī)械（水輪水力發(fā)電就是利用水力（具有水頭）推動(dòng)水力機(jī)械（水輪機(jī)）轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另機(jī)）轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械（發(fā)電機(jī)）隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來，這時(shí)一種機(jī)械（發(fā)電機(jī)）隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋ＫΠl(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn) 換過程。換過

21、程。 水電廠的出力水電廠的出力v 在水電廠中，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力功率稱為出力，所在水電廠中，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力功率稱為出力，所謂水流的出力就是單位時(shí)間內(nèi)的水能。謂水流的出力就是單位時(shí)間內(nèi)的水能。v 水能水能N=9.81QHN=9.81QH： Q Q為流量（為流量（m3/Sm3/S）；）；H H為水頭（為水頭（m m）；）；N N為水電站出力（為水電站出力（W W）；）； 為水輪發(fā)電機(jī)組的效率。為水輪發(fā)電機(jī)組的效率。水電廠水能控制水電廠水能控制 進(jìn)入水輪機(jī)的水能的控制進(jìn)入水輪機(jī)的水能的控制v 根據(jù)能量守恒，要調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷，必須調(diào)整進(jìn)入水輪機(jī)根據(jù)能量守恒，要調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷，必須調(diào)整進(jìn)入水

22、輪機(jī)的水能。的水能。v 水頭調(diào)節(jié)范圍小水頭調(diào)節(jié)范圍小，一般通過調(diào)節(jié)進(jìn)水量來調(diào)節(jié)水能。一般通過調(diào)節(jié)進(jìn)水量來調(diào)節(jié)水能。v 通過改變搭接在水輪機(jī)水輪機(jī)周圍的導(dǎo)葉的開度這一途徑通過改變搭接在水輪機(jī)水輪機(jī)周圍的導(dǎo)葉的開度這一途徑來調(diào)節(jié)進(jìn)水量或切斷水流。來調(diào)節(jié)進(jìn)水量或切斷水流。v 導(dǎo)葉的操作力來自液壓接力器。導(dǎo)葉的操作力來自液壓接力器。v 液壓接力器的動(dòng)作由調(diào)速器來控制。液壓接力器的動(dòng)作由調(diào)速器來控制。流量的調(diào)節(jié)過程流量的調(diào)節(jié)過程 流量的調(diào)節(jié)過程：流量的調(diào)節(jié)過程：調(diào)節(jié)命令調(diào)節(jié)命令調(diào)速器（自身可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以保證調(diào)速器（自身可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以保證F F一定）一定）液壓接力器液壓接力器導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)

23、構(gòu)導(dǎo)葉開度改變導(dǎo)葉開度改變進(jìn)水量改進(jìn)水量改變（這是水電廠生產(chǎn)非常重要的一個(gè)調(diào)節(jié)過程）變（這是水電廠生產(chǎn)非常重要的一個(gè)調(diào)節(jié)過程）當(dāng)上述過程發(fā)生故障時(shí)，由安裝在水輪機(jī)進(jìn)水端的主閥來切當(dāng)上述過程發(fā)生故障時(shí)，由安裝在水輪機(jī)進(jìn)水端的主閥來切斷水流，主閥只有全開、全關(guān)兩種工作狀態(tài)，不能用于流量斷水流，主閥只有全開、全關(guān)兩種工作狀態(tài)，不能用于流量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。 主閥作用：岔管引水一機(jī)檢修其他機(jī)可以運(yùn)行；縮短開機(jī)主閥作用：岔管引水一機(jī)檢修其他機(jī)可以運(yùn)行；縮短開機(jī)時(shí)間；作為水機(jī)的保護(hù)裝置；減少漏水。時(shí)間；作為水機(jī)的保護(hù)裝置；減少漏水。主閥形式：蝶閥；球閥；桶閥。主閥形式：蝶閥；球閥；桶閥。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪沖擊

24、式水輪機(jī)沖擊式水輪機(jī) 反擊式水輪機(jī)反擊式水輪機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軝C(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?水流驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水流驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)電機(jī)將水輪機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。由發(fā)電機(jī)將水輪機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 發(fā)電機(jī)工作的基本原理發(fā)電機(jī)工作的基本原理電磁感應(yīng)原理（導(dǎo)線切割電磁感應(yīng)原理（導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流）。磁力線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流）。 電樞（定子）繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去電樞（定子）繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去切割固定不動(dòng)的電樞（定子）繞組。切割固定不動(dòng)的電樞（定子）繞組。 磁力線由轉(zhuǎn)子繞

25、組通入直流電流產(chǎn)生。磁力線由轉(zhuǎn)子繞組通入直流電流產(chǎn)生。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的物理過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的物理過程 轉(zhuǎn)子繞組通過直流電流后產(chǎn)生方向不變的磁場(chǎng)，在水轉(zhuǎn)子繞組通過直流電流后產(chǎn)生方向不變的磁場(chǎng)，在水輪機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)切割定子繞組，在發(fā)電機(jī)出口開關(guān)輪機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)切割定子繞組，在發(fā)電機(jī)出口開關(guān)合上后，送出電能。合上后，送出電能。 當(dāng)定子繞組流過三相交流電以后產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁極，當(dāng)定子繞組流過三相交流電以后產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁極，該磁極的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速（發(fā)電機(jī)的頻率及磁極對(duì)該磁極的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速（發(fā)電機(jī)的頻率及磁極對(duì)P P數(shù)確定后，同步轉(zhuǎn)速即已確定數(shù)確定后，同步轉(zhuǎn)速即已確定N=60f/pN=60f/p

26、）。）。 這個(gè)磁極與轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生相互作用力，二者之間的角這個(gè)磁極與轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生相互作用力，二者之間的角度決定了力的大?。òl(fā)出有功負(fù)荷的大?。┖托再|(zhì)（度決定了力的大?。òl(fā)出有功負(fù)荷的大?。┖托再|(zhì)（發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)）發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)）同步電機(jī)結(jié)構(gòu)模型同步電機(jī)結(jié)構(gòu)模型必需的輔助設(shè)備水系統(tǒng)必需的輔助設(shè)備水系統(tǒng) 技術(shù)供水系統(tǒng)及其作用：冷卻、潤滑、液壓操作技術(shù)供水系統(tǒng)及其作用：冷卻、潤滑、液壓操作 軸承在運(yùn)行中的發(fā)熱將使油劣化變質(zhì)故需要冷卻；發(fā)電機(jī)、變壓軸承在運(yùn)行中的發(fā)熱將使油劣化變質(zhì)故需要冷卻；發(fā)電機(jī)、變壓器在運(yùn)行中有鐵損、銅損，溫度過高會(huì)使電機(jī)絕緣老化或失去作用器在運(yùn)行中有鐵損、銅損，溫度過高會(huì)使電機(jī)絕緣

27、老化或失去作用，故需要冷卻；空壓機(jī)需要散熱等，這些熱量由冷卻水帶走，所以，故需要冷卻；空壓機(jī)需要散熱等，這些熱量由冷卻水帶走，所以要有水系統(tǒng)。它需要滿足水溫、水質(zhì)、水壓、水量的要求要有水系統(tǒng)。它需要滿足水溫、水質(zhì)、水壓、水量的要求 技術(shù)供水的作用還有潤滑（橡膠軸承）、液壓操作技術(shù)供水的作用還有潤滑（橡膠軸承）、液壓操作 電廠的水源（上游、下游、支流）；電廠的水源（上游、下游、支流）； 供水方式（自流、水泵、混合）供水方式（自流、水泵、混合） 供水供水系統(tǒng)包括消防水供水（主變、發(fā)電機(jī)）、生活供水系統(tǒng)包括消防水供水（主變、發(fā)電機(jī)）、生活供水 排水系統(tǒng)包括滲漏排水系統(tǒng)包括滲漏排水檢修排水排水檢修排水

28、必需的輔助設(shè)備油系統(tǒng)必需的輔助設(shè)備油系統(tǒng) 潤滑油系統(tǒng)及其作用：立軸式機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的支撐需要推潤滑油系統(tǒng)及其作用：立軸式機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的支撐需要推力軸承（還有軸向水推力）；為了限制大軸的徑向擺度，力軸承（還有軸向水推力）；為了限制大軸的徑向擺度，需要導(dǎo)軸承（機(jī)組結(jié)構(gòu)簡圖）。軸承與大軸的摩擦需要油需要導(dǎo)軸承（機(jī)組結(jié)構(gòu)簡圖）。軸承與大軸的摩擦需要油的潤滑和散熱的潤滑和散熱 壓力油及其作用：導(dǎo)葉、主閥的操作能源一般用高壓油，壓力油及其作用：導(dǎo)葉、主閥的操作能源一般用高壓油，故電廠還設(shè)有壓油裝置。故電廠還設(shè)有壓油裝置。 絕緣油及其作用：變壓器散熱、絕緣；油斷路器的滅弧、絕緣油及其作用：變壓器散熱、絕緣；油

29、斷路器的滅弧、絕緣絕緣必需的輔助設(shè)備氣系統(tǒng)必需的輔助設(shè)備氣系統(tǒng) 低壓氣系統(tǒng)：停機(jī)制動(dòng)用壓縮空氣；調(diào)相壓水、圍帶密封、低壓氣系統(tǒng)：停機(jī)制動(dòng)用壓縮空氣；調(diào)相壓水、圍帶密封、防凍吹冰、清潔吹掃、風(fēng)動(dòng)工具等。防凍吹冰、清潔吹掃、風(fēng)動(dòng)工具等。 壓縮空氣的生產(chǎn)：空氣壓縮機(jī)；空氣的凈化油水分離器；壓縮空氣的生產(chǎn)：空氣壓縮機(jī)；空氣的凈化油水分離器； 空氣的存儲(chǔ)空氣的存儲(chǔ)：儲(chǔ)氣罐（減小壓力波動(dòng)，析出水分）儲(chǔ)氣罐（減小壓力波動(dòng)，析出水分） 要求：壓力適合、氣量足夠、清潔干燥要求：壓力適合、氣量足夠、清潔干燥 高壓氣系統(tǒng)：補(bǔ)氣、降壓使用高壓氣系統(tǒng)：補(bǔ)氣、降壓使用設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分( (一）一） 水

30、流系統(tǒng)水流系統(tǒng): :水輪機(jī)及其進(jìn)出水設(shè)備，包括壓力管道、水輪水輪機(jī)及其進(jìn)出水設(shè)備，包括壓力管道、水輪機(jī)前的進(jìn)水閥、蝸殼、水輪機(jī)、尾水管及尾水閘門等。機(jī)前的進(jìn)水閥、蝸殼、水輪機(jī)、尾水管及尾水閘門等。 電流系統(tǒng)：即電氣一次回路系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)及其引出線、電流系統(tǒng)：即電氣一次回路系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)及其引出線、母線、發(fā)電機(jī)電壓配電設(shè)備、主變壓器和高壓開關(guān)站等母線、發(fā)電機(jī)電壓配電設(shè)備、主變壓器和高壓開關(guān)站等 電氣控制設(shè)備系統(tǒng)：即電氣二次回路系統(tǒng)，包括機(jī)旁盤、電氣控制設(shè)備系統(tǒng)：即電氣二次回路系統(tǒng)，包括機(jī)旁盤、勵(lì)磁設(shè)備系統(tǒng)、中央控制室、各種控制及操作設(shè)備如各種勵(lì)磁設(shè)備系統(tǒng)、中央控制室、各種控制及操作設(shè)備如各種

31、互感器、表計(jì)、繼電器、控制電纜、自動(dòng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、通互感器、表計(jì)、繼電器、控制電纜、自動(dòng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、通迅及調(diào)度設(shè)備等系統(tǒng)。迅及調(diào)度設(shè)備等系統(tǒng)。設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分( (二）二） 機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng)機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng): :包括水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備，如接力器及包括水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備，如接力器及操作柜，事故閥門的控制設(shè)備，其它各種閘門、減壓閥、操作柜，事故閥門的控制設(shè)備，其它各種閘門、減壓閥、攔污柵等操作控制設(shè)備攔污柵等操作控制設(shè)備 輔助設(shè)備系統(tǒng)輔助設(shè)備系統(tǒng): :包括為了安裝、檢修、維護(hù)、運(yùn)行所必須包括為了安裝、檢修、維護(hù)、運(yùn)行所必須的各種電氣及機(jī)械輔助設(shè)備，如廠用電系統(tǒng)的各種電氣及機(jī)械輔助設(shè)備

32、，如廠用電系統(tǒng)( (廠用變壓器、廠用變壓器、廠用配電裝置、直流電系統(tǒng)廠用配電裝置、直流電系統(tǒng)) )，油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)，油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)，起重設(shè)備，各種電氣和機(jī)械修理室、試驗(yàn)室、工具間、通起重設(shè)備，各種電氣和機(jī)械修理室、試驗(yàn)室、工具間、通風(fēng)采暖設(shè)備等風(fēng)采暖設(shè)備等電能的輸送電能的輸送 為了遠(yuǎn)距離輸送電能，減少電能損耗，必須提高電壓。為了遠(yuǎn)距離輸送電能，減少電能損耗，必須提高電壓。 電力變壓器為改變電壓的主要設(shè)備，是水電廠的主設(shè)備之一。電力變壓器為改變電壓的主要設(shè)備，是水電廠的主設(shè)備之一。電廠：升高電壓，用于遠(yuǎn)距離輸電電廠：升高電壓，用于遠(yuǎn)距離輸電用戶：降低電壓使用用戶：降低電壓使用陳村

33、陳村大壩大壩 陳村大壩于陳村大壩于19581958年年7 7月開始準(zhǔn)備工作和導(dǎo)流工程，月開始準(zhǔn)備工作和導(dǎo)流工程，19621962年初步完成一期年初步完成一期斷面后停工緩建，斷面后停工緩建，19701970年年7 7月月1 1日大壩開始蓄水，日大壩開始蓄水，19701970年年1010月月1 1日第一臺(tái)日第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，機(jī)組發(fā)電，19711971年年1010月月1 1日第二臺(tái)機(jī)組發(fā)電，日第二臺(tái)機(jī)組發(fā)電，19721972年攔河大壩和主體工年攔河大壩和主體工程基本完成。第三臺(tái)機(jī)組于程基本完成。第三臺(tái)機(jī)組于19751975年年7 7月月1 1日投產(chǎn)發(fā)電。日投產(chǎn)發(fā)電。 將整個(gè)泄，引水建筑物都布置在河床中

34、，共計(jì)有壩后廠房的引水管三道，將整個(gè)泄，引水建筑物都布置在河床中，共計(jì)有壩后廠房的引水管三道，壩體兩邊開敞式溢洪各一座，壩體內(nèi)泄洪中孔一個(gè)及泄水底孔一個(gè)。壩體兩邊開敞式溢洪各一座，壩體內(nèi)泄洪中孔一個(gè)及泄水底孔一個(gè)。 1 1、2 2號(hào)鋼管的進(jìn)水口高程為號(hào)鋼管的進(jìn)水口高程為92.092.0M M，3 3號(hào)鋼管的進(jìn)水口高程為號(hào)鋼管的進(jìn)水口高程為85.085.0M M。 溢洪道位于廠房兩側(cè)，每側(cè)各兩孔，每孔凈寬溢洪道位于廠房兩側(cè)，每側(cè)各兩孔，每孔凈寬1212M M，總寬總寬4848M M，中孔位于中孔位于廠房右側(cè)，進(jìn)口底高程廠房右側(cè)，進(jìn)口底高程82.582.5M M，孔經(jīng)孔經(jīng)7.0M7.0M。底孔位于廠房左側(cè)，進(jìn)水底孔位于廠房左側(cè)，進(jìn)水口底高程口底高程56.0556.05M M，孔經(jīng)孔經(jīng)3.5M3.5M。 陳村陳村引水建筑、鋼管引水建筑、鋼管 陳村水電站引水建筑物布置在重力拱壩