水電站生產(chǎn)常識(shí)

水電站生產(chǎn)常識(shí)——王釗1.1水力發(fā)電的基本原理在天然河流上，修建水工建筑物，集中水頭，通過一定的流量將“載能水”輸送到水輪機(jī)中，使水能→旋轉(zhuǎn)機(jī)械能→帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電→輸電線路→用戶水電站的出力和發(fā)電量的計(jì)算水電站的出力和發(fā)電量的計(jì)算能量損失：1.Hg→H：損失水頭△h，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般為Hg的3%~10%，輸水道短取小值。2.η

：k=9.81η水電站出力系數(shù)。大中型水電站k=8.0~8.5；中小型水電站k=6.5~8.0。出力：（功率）水電站的出力和發(fā)電量的計(jì)算發(fā)電量：一定時(shí)段內(nèi)水電站發(fā)出的電能總量，單位為kW·h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1.2水電站類型水電站的基本類型由P=9.81ηQH可知，發(fā)電必須有流量和水頭。形成水頭方式——水電站的開發(fā)方式。按其集中水頭的方式不同分為：壩式、引水式和混合式三種基本方式。抽水蓄能電站和潮汐電站也是水能利用的重要型式。按調(diào)節(jié)能力分成：無調(diào)節(jié)水電站、有調(diào)節(jié)水電站一般壩后式水電站和混合式水電站都是有調(diào)節(jié)的；河床式和引水式水電站常是無調(diào)節(jié)的，或者只有較小的調(diào)節(jié)能力。一、壩式水電站用壩集中水頭的水電站稱為壩式水電站其特點(diǎn)有：水頭取決于壩高。 引用流量較大，電站的規(guī)模也大，水能利用較充分，綜合利用效益高。投資大，工期長(zhǎng)。適用：河道坡降較緩，流量較大，并有筑壩建庫的條件。1．．河河床床式式電電站站特點(diǎn)點(diǎn)：：一般般修修建建在在河河道道中中下下游游河河道道縱縱坡坡平平緩緩的的河河段段上上，，為為避避免免大大量量淹淹沒沒，，建建低低壩壩或或閘閘。。適用用水水頭頭：：大大中中型型：：25米米以以下下，，小小型型：：8~10米米以以下下。。廠房房和和擋擋水水壩壩并并排排建建在在河河床床中中，，共共同同擋擋水水，，故故廠廠房房也也有有抗抗滑滑穩(wěn)穩(wěn)定定問問題題；；廠房高度度取決于于水頭的的高低。。引用流量量大、水水頭低。。注：廠房房本身起起擋水作作用是河河床式水水電站的的主要特特征。2、壩后式水水電站特點(diǎn)：當(dāng)水頭較較大時(shí)，，廠房本本身抵抗抗不了水水的推力力，將廠廠房移到到壩后，，由大壩擋擋水。壩后式水水電站一一般修建建在河流流的中上上游。庫容較大大，調(diào)節(jié)節(jié)性能好好。壩后廠房房壩后式水水電站二、引水式水水電廠（（有壓））用引水道道集中水水頭的電電站稱為為引水式式水電站站特點(diǎn)：水頭相對(duì)對(duì)較高，，目前最最大水頭頭已達(dá)2000米以上上。引用流量量較小，，沒有水水庫調(diào)節(jié)節(jié)徑流，，水量利利用率較較低，綜綜合利用用價(jià)值較較差。電站庫容容很小，，基本無無水庫淹淹沒損失失，工程程量較小小，單位位造價(jià)較較低。適用條件件：適合合河道坡坡降較陡陡，流量量較小的的山區(qū)性性河段。。一般修建建于：河道有彎彎道；兩條相近近河流有有較大水水位差；；有急灘或或瀑布處處。類型無壓引水水式(freeflow)：引水水道是無無壓的有壓引水水式(pressureflow)：引引水道是是有壓的的1、引水式水水電廠（（無壓））1.無壓壓引水電電站引水建筑筑物是無無壓的:渠道或無無壓隧洞洞主要建筑筑物：低低壩，進(jìn)進(jìn)水口，，沉沙池池，引水水渠(洞洞)，日日調(diào)節(jié)池池，壓力力前池，，壓力水水管，廠廠房，尾尾水渠。。2.有有壓引水水式電站站2.有有壓引水水式電站站引水建筑筑物是有有壓的：：壓力隧隧洞(pressuretunnel)主要建筑筑物：低低壩，有有壓隧洞洞，調(diào)壓壓室，壓壓力水管管，廠房房，尾水水渠。3.抽水蓄能能電站抽水蓄能能電站是是以水體體為儲(chǔ)能能介質(zhì)，，起調(diào)節(jié)節(jié)作用。。主要解解決電力力系統(tǒng)的的調(diào)峰問問題；建筑物組組成包括括：上下下兩個(gè)水水庫，用用引水建建筑物相相連，蓄蓄能電站站廠房建建在下水水庫處，，采用雙雙向機(jī)組組抽水蓄能能和放水發(fā)電電兩個(gè)過程程低谷期：電能→→水能；；高峰期：水能→→電能1.3水水電站站的組成成建筑物物一、樞紐紐建筑物物擋水建筑筑物：壩壩、閘泄水建筑筑物：溢溢洪道、、泄水洞洞、溢流流壩過壩建筑筑物：過過船、過過木、過過魚1.3水水電站站的組成成建筑物物二、發(fā)電電建筑物物進(jìn)水建筑筑物：進(jìn)進(jìn)水口、、沉沙池池引水建筑筑物：引引水道、、壓力管管道、尾尾水道平水建筑筑物：前前池、調(diào)調(diào)壓室廠區(qū)樞紐紐：主廠廠房、副副廠房、、變電站站、開關(guān)關(guān)站等1.洞式式進(jìn)水口口有壓進(jìn)水水口的類類型及適適用條件件2.墻式式進(jìn)水口口3.塔式進(jìn)水水口1.4水電站組成水工建筑物水輪發(fā)電機(jī)組組勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)油水汽三大輔輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系系統(tǒng)繼電保護(hù)安全自動(dòng)化裝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就是大壩。作用：攔截河河流的水，用用以形成水庫庫，積蓄水量量，抬高水位位、集中落差差，造成水力力發(fā)電的基本本條件——流流量、水頭。。水庫參數(shù)庫容：108.77萬m3最大閘高為17.00m閘頂高程為1782.0m閘（壩）頂總總長(zhǎng)為114.00m水庫水位：1776.5——1780m引水建筑物引水建筑物是是指從水庫或或河道中將所所需要利用的的水引入水電電站而造成的的水工建筑物物。對(duì)引水建筑物物的基本要求求：保證水電電站所需的足足夠水量，不不能使泥沙、、漂浮物等進(jìn)進(jìn)入引水隧洞洞。附加設(shè)備：攔攔污柵、工作作閘門、檢修修閘門、檔沙沙坎。引水建作用攔污柵——攔攔截雜物，避避免使其進(jìn)入入壓力管道工作閘門———開啟、關(guān)閉閉進(jìn)水口檢修閘門———用于檢修工工作閘門檔沙坎——攔攔截泥沙輸水建筑物輸水建筑物由由引水隧洞、、調(diào)壓井和壓壓力管道等組組成阻抗式調(diào)壓井井定義：在圓圓筒式調(diào)壓井井的底部設(shè)置置阻力孔并與與隧洞及壓力力鋼管連接的的調(diào)壓調(diào)壓井井。調(diào)壓井的作用用由于發(fā)電站的的引水管道較較長(zhǎng)，當(dāng)機(jī)組組運(yùn)行中突然然甩負(fù)荷關(guān)閉閉導(dǎo)葉時(shí)，由由于水流的慣慣性作用，有有很大的水錘錘效應(yīng)，易損損毀發(fā)電設(shè)備備，如無調(diào)壓壓井，水錘會(huì)會(huì)擊毀導(dǎo)水葉葉和其它過流流部件。調(diào)壓井的作用用A、讓水錘有有一個(gè)釋放的的通道，以減減小過流部件件的壓力及水水位波動(dòng)，平平穩(wěn)水頭。調(diào)壓井的作用用B、阻擋雜物物進(jìn)入壓力水水管和水輪機(jī)機(jī)。調(diào)壓井中中的流速較低低，可以使泥泥沙沉降。C、在調(diào)壓井井中設(shè)置快速速閘門，可以以對(duì)壓力鋼管管進(jìn)行檢修。。泄水建筑物泄水建筑物：：用以宣泄洪洪水及其他多多余水量的建建筑物，同時(shí)時(shí)可以用來排排泥沙及其漂漂浮物等。引水電站水流流路徑水庫進(jìn)水口壓力隧洞調(diào)壓井壓力鋼管蝶閥蝸殼水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪尾水1.5水輪輪機(jī)混流式軸流式其他發(fā)電機(jī)1.混流式2.軸流式低水頭軸流式式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪輪高水頭軸流式式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪輪3.燈泡貫流式水輪發(fā)電電機(jī)組組總體結(jié)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)尾水管泄水錐輪葉轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪室底環(huán)蝸殼座環(huán)導(dǎo)葉支持蓋頂蓋導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)受油器永磁機(jī)上機(jī)架上擋風(fēng)板定子轉(zhuǎn)子下?lián)躏L(fēng)板推力軸承下風(fēng)罩推力支架柱段推力支架錐段空冷器1.6勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)：提提供發(fā)電機(jī)磁磁場(chǎng)電流的裝裝置，包括所所有調(diào)節(jié)與控控制元件，還還有磁場(chǎng)放電電或滅磁裝置置及保護(hù)裝置置勵(lì)磁系統(tǒng)由功功率單元、調(diào)節(jié)單元、滅滅磁單元組成成。勵(lì)磁系統(tǒng)作用用維持發(fā)電機(jī)或或系統(tǒng)電壓水水平；并列運(yùn)行機(jī)組組間合理分配配無功負(fù)荷；；提高發(fā)電機(jī)靜靜穩(wěn)定極限；；提高系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)穩(wěn)水平；發(fā)電機(jī)故障時(shí)時(shí)快速滅磁。。1.7調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)：根根據(jù)水輪發(fā)電電機(jī)組轉(zhuǎn)速偏偏差的檢測(cè)以以開關(guān)水輪機(jī)機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)控控制進(jìn)入水輪輪機(jī)的流量來來調(diào)節(jié)水輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速和出力力的設(shè)備。調(diào)速系統(tǒng)作用用未并網(wǎng)前：調(diào)調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速速；并網(wǎng)后：通過過調(diào)整導(dǎo)葉開開度調(diào)整機(jī)組組有功出力、、有功功率的的成組調(diào)節(jié)分分配并列運(yùn)行行的各機(jī)組之之間的負(fù)荷；；正常開停機(jī)；；電氣事故情況況下緊急關(guān)閉閉導(dǎo)葉，以防防止事態(tài)擴(kuò)大大。電壓頻率相位1.8油水汽三大輔輔助系統(tǒng)油系統(tǒng)：水電電站油主要分分透平油和絕絕緣油。透平平油主要作用用：潤(rùn)滑、散散熱、液壓操操作絕緣油主要作作用：絕緣、、散熱、滅弧弧。水系統(tǒng)：主要要用于機(jī)組各各軸承，定子子空冷器冷卻卻、主變冷卻卻。油水汽三大輔輔助系統(tǒng)氣系統(tǒng)：分為為中壓氣（4.0Mpa）和低壓氣氣（0.7Mpa）中壓氣作用：：用于調(diào)速器器壓油裝置低壓氣作用：：機(jī)組剎車制制動(dòng)、檢修密密封、吹掃用用氣、風(fēng)動(dòng)工工具用氣、調(diào)調(diào)相用氣、空空氣斷路器及及氣動(dòng)裝置的的隔離開關(guān)操操作用氣、防防凍吹冰。油水氣管路的的著色紅－壓力油管管、加油管；；黃－排油管；；橙－消防水管管；藍(lán)－進(jìn)水管；；綠－排水管；；黑－排污管；；白－壓縮空氣氣管。1.9計(jì)算機(jī)監(jiān)控系系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)為平臺(tái)，通通過開放、模模塊化的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)水電廠生生產(chǎn)過程的監(jiān)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采采集、控制、、調(diào)節(jié)和保護(hù)護(hù)，的一種系系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系系統(tǒng)包括：現(xiàn)現(xiàn)在LCU單元、上位機(jī)機(jī)等組成，軟軟件（南瑞EC2000，、中水科H9000），各傳感器器等。特點(diǎn)：計(jì)算速速度快、精度度高、存貯量量大等優(yōu)點(diǎn)。。2.0繼電保護(hù)繼電保護(hù)：對(duì)對(duì)運(yùn)行中電力力系統(tǒng)的設(shè)備備和線路，在在一定范圍內(nèi)內(nèi)經(jīng)常監(jiān)測(cè)有有無發(fā)生異常常或事故情況況，并作用于于斷路器跳閘閘或發(fā)出信號(hào)號(hào)的自動(dòng)裝置置。繼電保護(hù)要求求：可靠性、、選擇性、速速動(dòng)性、靈敏敏性主要作用是：：防止電力系系統(tǒng)事故的發(fā)發(fā)生和發(fā)展，，限制事故的的影響及范圍圍，保證電能能質(zhì)量并提高高供電的可靠靠性。2.1配電裝置發(fā)電廠和變電電所電氣主接接線中，所裝裝開關(guān)電器、、載流導(dǎo)體以以及保護(hù)和測(cè)測(cè)量電器等設(shè)設(shè)備，按一定定要求建造而而成的電工建建筑物，稱為為配電裝置。。它的作用是是接受和分配配電能，它是是發(fā)電廠和變變電所的重要要組成部分。。包括：斷路路器、隔離離開關(guān)、互互感器、避避雷器、母母線、電纜纜、高壓熔熔斷器。分