發(fā)電機(jī)原理介紹

1、水力發(fā)電的基本流程及發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介水力發(fā)電的基本流程1、什么是水電站？水電站樞紐的組成。建筑物、進(jìn)水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水電站廠房等水工建筑物共7 個(gè)部分組成，機(jī)電設(shè)備則安裝在各種建筑物上，主要是在廠房?jī)?nèi)及其附近。（1）擋水建筑物。是攔截水流、雍高水位、形成水庫，以集中落差、調(diào)節(jié)流量的建筑物，例如壩和閘。進(jìn)水建筑物。使水輪機(jī)從河流或水庫取得所需的流量，如進(jìn)水口。引水建筑物。引水建筑物是引水式或混合式水電站中，用來集中落差（對(duì) 混合式水電站而言，則只是集中總會(huì)落差）和輸送流量的工程設(shè)施，如明渠、隧有些水電站具有較長(zhǎng)的尾水隧洞及尾水渠道，這也屬于引水建筑物。平水建筑物。其作用是當(dāng)負(fù)荷

2、突然變化引起引水系統(tǒng)中流量和壓力劇烈波壓力池或高壓池。廠區(qū)建筑物。包括廠房、變電站和開關(guān)站。廠房是水電站樞紐中最重要的安裝各種高壓配電裝置的地方，故也稱高壓配電場(chǎng)。樞紐中的其它建筑物。此類建筑物指對(duì)于將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓@個(gè)生產(chǎn)過程部分，對(duì)樞紐的布置和運(yùn)用也有重要的影響。房中進(jìn)行的。2、水電站的基本類型。方式來對(duì)水電站進(jìn)行分類，最能反映出水電站建筑物的組成和布置特點(diǎn)。按集中水頭的方式對(duì)水電站進(jìn)行分類，水電站可分為：合式。壩式水電站。它的水頭是由壩抬高上游水位而形成。分為壩后式和河床式。壩后式水電站河床式水電站30引水式水電站水道，水電站建筑物比較分散?；旌鲜剿娬菊敬篌w相似。按運(yùn)行方式水電站可以分

3、為：站等類型。河中徑流為原則。有調(diào)節(jié)水電站：它借助于水庫，能在某種限度內(nèi)按照用電負(fù)荷對(duì)徑流進(jìn)行調(diào)節(jié)， 是無調(diào)節(jié)的。抽水蓄能電站。3、水力發(fā)電的基本流程。（或直接進(jìn)入水輪機(jī)進(jìn)入水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流道水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在水力作用下旋轉(zhuǎn)（水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能）2 （變壓器后與電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介一、水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備簡(jiǎn)介1、水輪機(jī)變?yōu)殡娔艿脑O(shè)備，稱為水能發(fā)電機(jī)組。按水流能量轉(zhuǎn)換特征，可將水輪機(jī)分為：反擊式和沖擊式。反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在工作過程中全部浸在水中，壓力水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪葉片為混流式、軸流式、斜流式和貫流式四種類型。混流式水輪機(jī)20450800100KW。軸流式水輪機(jī)能否轉(zhuǎn)動(dòng)又分為定漿式和轉(zhuǎn)漿式兩種。軸

4、流定漿式水輪機(jī)35013KW。軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)8825KW。斜流式水輪機(jī)2020025KW水蓄能電站上。貫流式水輪機(jī)255.5KW。沖擊式水輪機(jī)的特征是：有壓水流從噴嘴射出后全部轉(zhuǎn)換為動(dòng)能沖擊轉(zhuǎn)輪常用的沖擊式水輪機(jī)有切擊式（水斗式）和斜擊式兩種。3切擊式水輪機(jī)泛的沖擊式水輪機(jī)。它適用于高水頭（10002000）小流量的水電站，目前176731.5KW。斜擊式水輪機(jī)：其特點(diǎn)是噴嘴射流方向與轉(zhuǎn)輪輪旋轉(zhuǎn)平面成一夾角（25.25300水輪機(jī)按主軸的裝置方式不同，又分為立式和臥式兩種。主軸豎向裝置者水輪機(jī)的銘牌參數(shù)（者采用該轉(zhuǎn)輪的比轉(zhuǎn)速作為代號(hào)。第二部分由兩個(gè)漢語拼音字母組成，前一人D1每一個(gè)轉(zhuǎn)輪上的噴

5、嘴數(shù)射流直徑。各種類型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的標(biāo)稱直徑 D1 規(guī)定如下：混流式水輪機(jī)是指轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口邊的最大直徑。軸流式水輪機(jī)是指轉(zhuǎn)輪室的最大內(nèi)徑。斜流式水輪機(jī)是指與轉(zhuǎn)輪葉片軸線相交處的轉(zhuǎn)輪室內(nèi)徑。沖擊式水輪機(jī)是指轉(zhuǎn)輪與射流中心線相切處的節(jié)圓直徑。各型水輪機(jī)第一、二部分的代表符號(hào)見下表：HLLJZZWZDXM斜流式 XL 罐式 GGZGDQJ（CJ）XJZ雙擊式 SJ注：可逆式水輪機(jī)在水輪機(jī)型式代號(hào)后加“N（逆水輪機(jī)牌號(hào)示例：HL220-LJ-550220，550cm。ZZ560-LH-800，表示軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號(hào)為 560，立軸，混凝土蝸殼， 轉(zhuǎn)輪直徑為 800cm。XLN200-LJ-300

6、200，300cm。GD600-WP-250，表示貫流定漿式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號(hào)為 600，臥軸，燈泡式引 4水室，轉(zhuǎn)輪直徑為 250cm。2QJ30-W-120（21030，120cm，10 cm。2、發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)分為汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。能。主要組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水輪發(fā)電機(jī)一般由磁極等部件組成；定子由機(jī)座、鐵芯和繞組等部件組成。1001000r/min50Hz同時(shí)，為了避免產(chǎn)生幾倍于正常水壓的水擊現(xiàn)象而要求導(dǎo)葉的關(guān)閉時(shí)間比較長(zhǎng)， 但又要防止機(jī)組轉(zhuǎn)速上長(zhǎng)過高，因此要求轉(zhuǎn)子具有較大的重量和結(jié)構(gòu)尺寸，使之有較大的慣性。此外，為了減少占地面積，降低廠房造價(jià)，大中型水輪發(fā)電機(jī)一般采用立軸?？傊?，水輪發(fā)電

7、機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低、磁極多、轉(zhuǎn)子為凸極式，結(jié)構(gòu)尺寸和重都較大，大中型機(jī)組多采用立式。同步發(fā)電機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子中由勵(lì)磁電流產(chǎn)生的按正弦分布的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子三相對(duì)稱繞組定子三相繞組中產(chǎn)生三相正弦交變電動(dòng)勢(shì)定子三相繞組與負(fù)載連通后，電路在電動(dòng)勢(shì)的作用下有電流通過向負(fù)載輸出電能。水輪發(fā)電機(jī)的銘牌參數(shù)電機(jī)正常連續(xù)運(yùn)行的最大限值。型號(hào)：國產(chǎn)發(fā)電機(jī)型號(hào)的含義是-/123（SFSFGSFD；4（MW；第 5 個(gè)框?yàn)榇艠O個(gè)數(shù)；6（cm。額定電壓UeKV。額定電流：常用符號(hào) Ie 表示，系指發(fā)電機(jī)正常工作連續(xù)運(yùn)行的最大工作電流，AKA。額定功率：常用符號(hào) Pe 表示，指發(fā)電機(jī)在額定運(yùn)行情況下輸出的有功功率

8、， 5單位是 KW。額定轉(zhuǎn)速：常用符號(hào) Ne 表示，轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。額定溫升T40。額定頻率：我國規(guī)定的額定頻率為 50Hz。3、調(diào)速器國民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)電能生產(chǎn)的要求（1）供電可靠性（2）保證電能質(zhì)量（質(zhì)量的指標(biāo)頻率和電壓。調(diào)速器的主要作用以維持機(jī)組轉(zhuǎn)速或頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。水輪機(jī)調(diào)速器的類型：根據(jù)水輪機(jī)類型的不同，有單調(diào)和雙調(diào)兩種（1）混流式、軸流定漿式、和貫流定漿式都是靠導(dǎo)水機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)進(jìn)入水輪機(jī)的流量，為單調(diào)（2）轉(zhuǎn)漿式、斜流式機(jī)按操作方式不同分，有（1）（2）（3）自動(dòng)調(diào)或半自動(dòng)調(diào)節(jié)，無法滿足要求，通常應(yīng)設(shè)置自動(dòng)調(diào)速器。4、勵(lì)磁系統(tǒng)供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的直流電源及其附

9、屬部件，統(tǒng)稱為水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)。6行的可靠性和穩(wěn)定性。其主要作用是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓和無功功率。具體說，在電力系統(tǒng)中，自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的主要作用有以下幾種：保持電壓恒定；實(shí)現(xiàn)并列運(yùn)行機(jī)組間無功功率的合理分配；提高電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性及輸電線路的輸電能力；提高帶時(shí)限繼電保護(hù)裝置的靈敏性和可靠性；限制水輪發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)電壓上升；5、油、水、氣系統(tǒng)油系統(tǒng)潤(rùn)滑，調(diào)速系統(tǒng)液壓操作及立式機(jī)組的電站中還有開機(jī)前頂轉(zhuǎn)子之用。具體講在水電站中油的作用如下：透平油：潤(rùn)滑、散熱和液壓操作。潤(rùn)滑作用：在軸瓦與轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間形成油膜，以潤(rùn)滑油內(nèi)部摩擦代替固體干摩擦、從而大大減小摩擦系數(shù)、減少設(shè)備的摩擦功率損失和磨損。

10、據(jù)估算，全世界小摩擦阻力是具有重大意義的。潤(rùn)滑油還能保證機(jī)械不命， 保證設(shè)備的功能和安全。將熱量傳出，再通過冷卻器將熱量傳給冷卻水（水冷式，從而使油和設(shè)備的溫度升高不致辭超過規(guī)定值，保證設(shè)備安全運(yùn)行。工作介質(zhì)。絕緣油：絕緣、散熱和消弧。高電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮小設(shè)備尺寸。7（水冷式，保證變壓器溫度正常。當(dāng)油開關(guān)切斷電力負(fù)荷時(shí)，在觸頭之間產(chǎn)生電弧。電弧70%氫的氣體。氫是活潑的消弧氣在容量稍規(guī)模稍大的水電站中，油系統(tǒng)的配置有以下部分： 油庫：設(shè)置各種油罐及油池；油處理室：設(shè)置油泵、濾油機(jī)、烘箱等； 油化驗(yàn)室：設(shè)置化驗(yàn)儀器及藥物等；油再生設(shè)備：水電站通常只設(shè)吸附器；管網(wǎng)及測(cè)量控制元件：如溫度計(jì)、

11、液位信號(hào)器、油混水信號(hào)器、示流信號(hào)器等。水系統(tǒng)水電站的水系統(tǒng)包括技術(shù)供水、消防供水、生活供水和排水系統(tǒng)。8密封、操作。其中：冷卻包括置冷卻器，以帶走油在流動(dòng)中因摩阻而產(chǎn)生的熱量。潤(rùn)滑包括水輪機(jī)導(dǎo)軸承使用橡膠瓦時(shí)的冷卻和深井泵導(dǎo)軸承橡膠瓦的冷卻。操作可以節(jié)省油壓設(shè)備或使油系統(tǒng)簡(jiǎn)化（就注意工作部件的防銹防蝕問題，以達(dá)到傳遞能量的目的。此外，射流泵的工作也是靠技術(shù)供水來傳遞能量的。除上述各項(xiàng)外，水輪機(jī)主軸密封供水也比較普遍。有時(shí)也用來進(jìn)行潤(rùn)滑（如水輪機(jī)橡膠瓦導(dǎo)軸承、密封供水（如主軸密封供水）及水壓操作（如高水頭電站主閥。消防供水主要用于主整個(gè)電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響甚大，需要引起重視。技術(shù)供水系統(tǒng)由

12、水源、管網(wǎng)、用水設(shè)備以及量測(cè)控制元件等組成。水源：由取水設(shè)備（如水壓不夠，應(yīng)設(shè)水泵升壓、水處理設(shè)備（水壓、水溫、水質(zhì)都符合要求的技術(shù)用水。9管網(wǎng)：由取水干管、支管及管路附件等組成。干管直徑較大，把水引到廠內(nèi)用水區(qū)，支管直徑較小，把水從干管引向用水設(shè)備。管路附件包括彎頭、三通、法蘭等，是管網(wǎng)不可缺少的組成部分。管網(wǎng)分樹枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。水電站普遍采用樹枝狀管網(wǎng)，管網(wǎng)中水不循環(huán)， 用后即排走。這種管網(wǎng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，容易計(jì)算，但供水可靠性較差。環(huán)狀管網(wǎng)則與此相反。量測(cè)控制元件控制和操作供水系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備，保證供水系統(tǒng)正常運(yùn)行。氣系統(tǒng)與運(yùn)行過程中都要使用壓縮空氣。水電站中使用壓縮空氣有以下幾個(gè)方面： 機(jī)

13、組停機(jī)時(shí)制動(dòng)用氣； 機(jī)組調(diào)相壓水用氣； 機(jī)組維護(hù)檢修時(shí)風(fēng)動(dòng)工具和吹掃用氣； 水輪機(jī)主軸檢修密封圍帶用氣； 蝴蝶閥止水圍帶用氣； 油壓裝置壓力油罐用氣，它是水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和主閥操作系統(tǒng)的能源；10 升壓站配電裝置中空氣斷路器及氣動(dòng)操作的隔離開關(guān)的操作和滅弧用氣；2.5MPa。目前國內(nèi)已采用工作壓力為4MPa調(diào)相壓水、機(jī)組維護(hù)檢修用氣均在廠內(nèi)，要Pa，稱為廠內(nèi)低壓壓縮5722.5MPa。但為了使壓縮空氣干燥，要求壓縮空氣的4MPa7Pa105壓縮空氣系統(tǒng)的任務(wù)和組成：滿足用氣設(shè)備對(duì)壓縮空氣的氣壓、清潔和干燥的要求。壓縮空氣系統(tǒng)由四組成：空氣壓縮裝置，它包括空氣壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、貯氣罐和油水分離器等。

14、11供氣管網(wǎng)，它由干管、支管和管件組成。管網(wǎng)將氣源和用氣設(shè)備聯(lián)系起來，輸送和分配壓縮空氣。測(cè)量和控制元件，它包括各種類型的自動(dòng)化元件，如壓力繼電器、溫度信號(hào)器、電磁空氣閥等。其主要作用是監(jiān)測(cè)、控制，保證壓縮空氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。用氣設(shè)備，如油壓裝置壓力油罐、制動(dòng)閘、風(fēng)動(dòng)工具等。二、升壓站及其它主要設(shè)備簡(jiǎn)介1、變壓器壓器和行燈變壓器；按冷卻方式分有油浸變壓器、干式變壓器等。：在水電站和用戶之間往往用各種3070KM35KV10KV0.4KV6.3KV， 而日常日常的電氣設(shè)備（電動(dòng)機(jī)、照明器等）都是低壓的，不能直接12：改變電壓；改變電流；改變相位。電力變壓器的作用是將一種等級(jí)的電壓變?yōu)橥l率的另一

15、種等級(jí)電壓的電氣設(shè)備。構(gòu)成。變壓器的銘牌參數(shù)變壓器銘牌一般載有下列內(nèi)容：表示變壓器的結(jié)構(gòu)、冷卻方式、容量和電壓等級(jí)等。例如： 6300KVA35KV9電壓值，單位為KV。單位為KA。變壓器二次繞組額定電壓與額定電流的乘積，單位為VAKVA（三3。額定頻率：我國為 50Hz。13阻抗電壓：也稱短路電壓，即當(dāng)一側(cè)繞組短路，另一側(cè)繞組達(dá)到額定電流時(shí)所施加的電壓，一般用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。此外還有允許溫升、繞組連接方式、使用條件和冷卻方式等項(xiàng)內(nèi)容。1000KVA 以上的變壓器銘牌上還標(biāo)有空載電流、空載損耗及短路損耗的數(shù)據(jù)。2 、高壓配電裝置高壓斷路器作用：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)電器

16、。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，它能切斷和接通線路及各種電氣設(shè)備的空載和負(fù)載電流； 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它和繼電保護(hù)配合，能迅速切除故障電流，防止擴(kuò)大事故范圍。因此高壓斷路器工作的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。SF6高壓隔離開關(guān)隔離開關(guān)又名閘刀，是高壓開關(guān)的一種。它沒有專門的滅弧裝置，不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的用途：14人員的。倒閘操動(dòng)：例如，將設(shè)備或線路從一組母線切換到另一組母線。通和斷開電壓互感器和避雷器回路；接通和斷開電壓為10KV、距5KM35KV、容量為1000KVA110KV3150KVA10KV15A負(fù)荷。3、互感器將交流高電電器等二次設(shè)備與高電壓互感器和電壓互感器。二、水電

17、站計(jì)量初步水電站計(jì)量一般在電力變壓器的高壓側(cè)進(jìn)行,發(fā)電量等于各臺(tái)機(jī)15組發(fā)電量之和減去主變損耗，即發(fā)電量=各臺(tái)機(jī)組發(fā)電量之和-電力變壓器損耗售電量=發(fā)電量-力率調(diào)整電量（25）（30135KV,301200/51250.341127.56,則該電站本月發(fā)電量計(jì)算如下:電壓互感器倍率=35000V/100V=350 電流互感器倍率=200/5=40301=35040=14000本月有功發(fā)電量=(1250.34-1127.56)14000=1718920KW.h如給出本月無功抄見度和上月無功抄見度,我們即可計(jì)算出本月實(shí)際售電量.功率因數(shù)是考核電站電能質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo).在實(shí)際操作中都是在計(jì)算出無功電度

18、與有功電度的比值(取小數(shù)點(diǎn)后三位)后,查發(fā)電廠、站力率計(jì)劃及電費(fèi)調(diào)整表得到調(diào)加或調(diào)減的百分?jǐn)?shù)，如08031%，而一般調(diào)加不進(jìn)行計(jì)算，則電站本月實(shí)售電量即為16本月實(shí)售電量=本月發(fā)電量-力率調(diào)整電量（本月力率調(diào)整電量為 0）=1718920KW.h附：目前電力公司使用的發(fā)電廠、站力率計(jì)劃及電費(fèi)調(diào)整表比力%調(diào)%比力%調(diào)%0.5-15.0790.763-0.7880.000-0.1051001.0-14.00.789-0.815780.106-0.176991.0-13.0770.177-0.2270.816-0.842981.5-12.0760.228-0.272970.843-0.8681.5-11.00.273-0.3110.869-0.89596752.0-10.00.312-0.34174950.896-0.9222.0-9.0 940.923-0.950730.342-0.3792.593-8.0 0.951-0.9770.380-0.411722.5920.978-1.0060.412-0.43971-7.03.0700.440-0.4681.007-1.03491-6.03.50.469-0.4981.035-