水能發(fā)電站(引水式)工作原理及設(shè)備詳情

1、研究性學(xué)習(xí)報告水能發(fā)電站（引水式）工作原理及設(shè)備詳情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，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。天然水流筑壩（隧洞、明渠引水）水輪機(jī)發(fā)電機(jī)升壓站電網(wǎng)降壓站用戶引入電力工業(yè)生產(chǎn)的特點n l）電力生產(chǎn)的同時性n 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。n 2）電力生產(chǎn)的整體性n 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

2、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。n 3）電力生產(chǎn)的快速性n 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)。n 4）電力生產(chǎn)的連續(xù)性n 電能的質(zhì)量需要實時、連續(xù)的監(jiān)視與調(diào)整。n 5）電力生產(chǎn)的實時性n 電網(wǎng)事故發(fā)展迅速,涉及面大,需要實時安全監(jiān)視。n 6）電力生產(chǎn)的隨機(jī)性：n 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)量的變化是隨機(jī)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(jī)事件，以保證電能質(zhì)量及電網(wǎng)安全運行。生產(chǎn)原料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

3、頭以后，我們說水流具有了一定的能量。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：1、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)能力和可以綜合利用。缺點：水淹面積大；泥沙淤積。2、 缺點：無調(diào)節(jié)能力，屬徑流式；破壞生態(tài)。3、混合式 將上兩種形式相結(jié)合。(我廠三站引水系統(tǒng)概況)流道中水流的控制依賴閘門，根據(jù)閘門的工作方式，可以將其分為以下四種：1、工作閘門 可以用于調(diào)節(jié)流量，可以動水操作。2、事故閘門 防止事故擴(kuò)大，動水關(guān)閉，靜水平壓開啟。3、檢修閘門 以上兩種閘門檢修時的安全措施。4

4、、施工導(dǎo)流閘門 施工時用連續(xù)水流在突然通（斷）時產(chǎn)生水擊（慣性使然，像緊急剎車）水流漂浮物用攔污柵攔截，柵差大則引用流量不足，壓差大，故需加以限制事例：耿站的水工樞紐。引水式水電站引水式水電站的引水道較長，并用來集中水電站的全部或相當(dāng)大一部分水頭。 根據(jù)引水道中的水流是有壓流或明流，又分為及水電站這種水電站常見于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域開發(fā)方案，最高水頭已達(dá)1767m（奧地利萊塞克水電站），我國廣西天湖水電站最大靜水頭也達(dá)1074m。廣西天湖水電站（引水式）有壓引水式水電站示意圖有壓引水式水電站示意圖無壓引水式水電站示意圖主要工作原理水能機(jī)械能電能水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能

5、水能的三種表現(xiàn)形式： 位能、動能、壓能 將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫水輪機(jī)（水力原動機(jī)），根據(jù)水流對水輪 的水力作用方式可以將水輪機(jī)分為： 沖擊式水輪機(jī)（利用水流的動能來做功）；噴嘴、切擊。 反擊式水輪機(jī)（利用水流的壓能和部分動能來做功）。水輪機(jī)運行中的主要問題氣蝕 連續(xù)水流滿足能量守恒，動能增加則壓能減少，達(dá)空化壓力產(chǎn)生氣泡，其潰滅產(chǎn)生高頻沖擊，金屬疲勞剝落。磨損 泥沙特性大小、形狀、硬度；水流特性流速、流向;受磨物特性硬度、光潔度；運行方式氣蝕、沖角。效率 容積 水力 機(jī)械 振動 形成水力振動的幾個原因：水力不對稱、卡門渦列、尾水渦帶從運行上解決以上問題的措施：補氣、避開振動區(qū)、停機(jī)關(guān)閉主閥

6、。水輪機(jī)平面設(shè)計圖實物機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能轉(zhuǎn)換成電能l 水流驅(qū)動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動，水輪機(jī)帶動同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，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1、發(fā)電機(jī)工作的基本原理電磁感應(yīng)原理 導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢，閉合導(dǎo)線將感生電流。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（簡圖）； 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2、怎樣得到直流電源 直流發(fā)電機(jī)；交流電通過變壓、整流獲得機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水輪發(fā)電機(jī)組將機(jī)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)磁極，該磁極的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，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?。?/p>

7、發(fā)出有功負(fù)荷的大?。┖托再|(zhì)（發(fā)電機(jī)或電動機(jī)）必需的輔助設(shè)備油系統(tǒng)油系統(tǒng)水水系統(tǒng)系統(tǒng)氣氣系統(tǒng)系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)油系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)截圖氣系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)截圖水系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)截圖油水氣管路的著色紅壓力油管、加油管；黃排油管；橙消防水管；藍(lán)進(jìn)水管；綠排水管；黑排污管；白壓縮空氣管。高壓斷路器高壓斷路器一個完整的電路由以下4部分組成：電源導(dǎo)線電鍵（開關(guān)）負(fù)載，高壓電路也是如此，電源發(fā)電機(jī)；導(dǎo)線母線、架空線路、電纜；負(fù)載系統(tǒng)用戶，下面主要介紹（斷路器）開關(guān)。開開 斷路器的作用斷路器的作用 控制制作用 保護(hù)護(hù)作用、電路通斷時產(chǎn)生電弧，高電壓大電流回路的通斷電弧尤為強(qiáng)烈電弧的產(chǎn)生：第一階段 強(qiáng)電發(fā)射、熱電子發(fā)射；第二階段 碰撞游離；第三階段 熱游離電弧的危害：電路不能可靠斷開；引起短路事故；引起過電壓；危及人生安全設(shè)備 故高電壓、打電流回路的通斷設(shè)備必須有可靠的滅弧能力，斷路器就有這種能力。3、按滅弧介質(zhì)斷路器可以分為按滅弧介質(zhì)斷路器可以分為 油斷路器；真空斷路器；SF6斷路器；空氣開關(guān)4、斷路器的操作能源斷路器的操作能源 電磁操作機(jī)構(gòu)、彈簧操作機(jī)構(gòu)、液壓操作機(jī)構(gòu)、壓縮空氣操作機(jī)構(gòu)5、嚴(yán)禁在只經(jīng)斷路器斷開的設(shè)備上工作，如有工作須經(jīng)停電、驗電、裝設(shè)接電線、懸掛標(biāo)示牌，辦理工作票才能進(jìn)行。變壓器變壓器