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1、水電站組成和生產(chǎn)過程我國水資源情況我國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1／4、美國的1／5，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。我國水資源情況我國水能資源6.76億kw，其中可開發(fā)利用的約為3.79億kw。均居世界首位。引入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，并通過對加工設(shè)備的操作控制，使之加工出所需要的產(chǎn)品。對水電廠而言，其原料是水，基本加工設(shè)備是水輪發(fā)電機組，輸
2、出產(chǎn)品是電能，下面就讓我們一起來了解一下水電廠是如何實現(xiàn)由水變電這一生產(chǎn)工程的。電力生產(chǎn)的特點l）電力生產(chǎn)的同時性發(fā)電、輸電、供電是同時完成的,電能不能大量儲存,必須用多少,發(fā)多少。2）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)備在電網(wǎng)中形成一個不可分割的整體,缺少任一環(huán)節(jié),電力生產(chǎn)都不可能完成,相反,任何設(shè)備脫離電網(wǎng)都將失去意義。3）電力生產(chǎn)的快速性電能輸送過程迅速,其傳輸速度與光速相同,達(dá)到每秒30萬公里,即使相距幾萬公里,發(fā)、供、用都是在一瞬間實現(xiàn)。4）電力生產(chǎn)的連續(xù)性電能的質(zhì)量需要實時、連續(xù)的監(jiān)視與調(diào)整。5）電力
3、生產(chǎn)的實時性電網(wǎng)事故發(fā)展迅速,涉及面大,需要實時安全監(jiān)視。6）電力生產(chǎn)的隨機性：由于負(fù)荷變化、異常情況及事故發(fā)生的隨機性，電能質(zhì)量的變化是隨機的，因此，在電力生產(chǎn)過程中，需要實時調(diào)度，并需要實時安全監(jiān)控系統(tǒng)隨時跟蹤隨機事件，以保證電能質(zhì)量及電網(wǎng)安全運行。水電站生產(chǎn)過程原料加工設(shè)備對設(shè)備的控制產(chǎn)品水水輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)電能水電站生產(chǎn)過程水主閥水輪機發(fā)電機電能河流：攔河筑壩、引水快速閘門、蝶閥、球閥水能轉(zhuǎn)換為機械能機械能轉(zhuǎn)換為電能電能送入電力市場水電站生產(chǎn)的特點水電廠火電廠1、一次能源儲備水量儲存———燃料儲存2、機組啟動速度快————————
4、慢3、負(fù)荷增減速度快————————慢4、系統(tǒng)中的作用調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓——基荷、電壓支撐5、運行成本低（建設(shè)成本高）——高6、距離負(fù)荷中心遠(yuǎn)———————一般較近7、季節(jié)的影響大——————————小水電站能量轉(zhuǎn)換過程水流沖擊水輪機轉(zhuǎn)輪，將水能轉(zhuǎn)換為水輪機軸上的旋轉(zhuǎn)機械能并通過大軸傳遞給發(fā)電機。發(fā)電機通過電磁感應(yīng)原理將大軸上的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換為電能發(fā)電機工作的基本原理――電磁感應(yīng)原理導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢，閉合導(dǎo)線將便有了電流。電樞繞組龐大，故工程上采用磁力線移動去切割固定不動的電樞繞組；磁力線由電磁鐵產(chǎn)生，為了得到電磁鐵，必先得到直流電源
5、——勵磁水輪發(fā)電機組將機械能轉(zhuǎn)化為電能的物理過程當(dāng)定子繞組流過三相交流電以后產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速（發(fā)電機的頻率及磁極對P數(shù)確定后，同步轉(zhuǎn)速即已確定N=60f/p），這個磁極與轉(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小（發(fā)出有功負(fù)荷的大?。┖托再|(zhì)（發(fā)電機或電動機）水電站能量轉(zhuǎn)換過程發(fā)電機空轉(zhuǎn)空載發(fā)電水能機械能機械能電能電能送出水電站生產(chǎn)過程定義：水電站是利用水能資源發(fā)電的場所，是水、機、電的綜合體。將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。水電站生產(chǎn)過程水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水具有一定的流量、水頭以后，我們說水具
6、有了一定的能量。N=9.81QHη由此可知發(fā)電必須要具有水頭和流量水電站生產(chǎn)過程但是水流的水頭沿天然河流沿程分布時，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種類型：水電站類型壩式水電廠就是攔河筑壩集中水頭，又可以分為河床式和壩后式。優(yōu)點：有調(diào)節(jié)能力和可以綜合用。缺點：水淹面積大；泥沙淤積。壩后式水電站水電站類型引水式水電廠是用引水道集中水頭的電站稱為引水式水電站。引水方式：明渠、無壓遂洞、有壓遂洞缺點：無調(diào)節(jié)能力，屬徑流式。引水式水電廠（有壓）引水式水電廠（無壓）水電站類型混合式水電站將上兩種形式
7、相結(jié)合。是由壩和引水道分別集中一部分水頭，電站的總水頭等于這兩部分之和。水電站組成水工建筑物水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)油水汽三大輔助系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)繼電保護(hù)安全自動化裝置配電裝置直流系統(tǒng)廠用電系統(tǒng)水工建筑物擋水建筑物引水建筑物輸水建筑物泄水建筑物擋水建筑物擋水建筑物就是大壩。作用：攔截河流的水，用以形成水庫，積蓄水量，抬高水位、集中落差，造成水力發(fā)電的基本條件——流量、水頭。擋水建筑物型式大壩土壩混凝土重力壩拱壩支墩壩堆石壩引水建筑物引水建筑物是指從水庫或河道中將所需要利用的水引入水電站而造成的水工建筑物。對引水建筑物的基本要求：保證水
8、電站所需的足夠水量，不能使泥沙、漂浮物等進(jìn)入引水隧洞。附加設(shè)備：攔污柵、工作閘門、檢修閘門、檔沙坎。引水建作用攔污柵——攔截雜物，避免使其進(jìn)入壓力管道工作閘門——開啟、關(guān)閉進(jìn)水口
