水電站水能開發(fā)

水力發(fā)電工程第一節(jié) 水能的利用和計算水力發(fā)電工程：利用水來發(fā)電的工程水能的大小取決于水流的流量Q及其落差H。在工程上并不直接使用這個單位，通常用“千瓦(kW)”做為功率的單位，它們之間的關系為因此，除去發(fā)電機一定的能量損失后，水電站實際發(fā)出的功率為水頭損失與引水建筑物的條件、形狀，水流流速及引水路徑長度等因素有關，可由水力學公式計算出來在水電工程中，水電站實際發(fā)出的功率叫做水電站的出力．如果把用A表示，則水電站出力為通常電能用度來表示,一度等于1KW.H第二節(jié)水能的開發(fā)方式

和水電站的主要類型水能的開發(fā)方式蓄水式徑流式普通式(天然河道筑壩)抽水蓄水式日調節(jié)月調節(jié)年調節(jié)多年調節(jié)一、壩式水電站二、河床式水電站三、引水式水電站水電站的三種基本類型一、壩式水電站水頭是由壩所形成，即在河道上修筑壩，甩以抬高水位，形成落差當廠房緊靠著壩體布置在壩體的下游時，稱壩后式水電站，如圖5-2及圖5-3所示如河谷狹窄而水電站的機組較多，泄洪建筑物與電站廠房的布置有矛盾時，可把廠房置于泄洪建筑物之下而構成廠房頂溢流式水電站

當壩址河谷狹窄且泄洪量大時，為了解決樞紐布置的困難，擋水建筑物可采用空腹混凝土壩的型式；將廠房布置在壩體的空腹內，構成壩內式水電站二、河床式水電站河床式水電站的特點是水電站水頭較低，廠房本身也起擋水的作用，是擋水建筑物的一部分，壩軸線與廠房并列。三、引水式水電站引水式水電站的特點是引水道較長，水電站的水頭全部或相當大的一部分由引水道所集中按照引水道的型式可將引水式水電站分為有壓引水式和無壓引水式兩種引水式水電站的建筑物可分為三部分：(1)首部樞紐 (2)引水建筑物

(3)廠房樞紐特點澡：無犬壓引鄉(xiāng)豐水道掉引水壩式圈、河俊床式韻及引晚水式意水電逃站雖遷各有膛其特刷點，熟但有崖時它咱們之懶間卻叫難以體明確妻劃分在實際構工程中道，常將蛛具有一長定長度使的引水漲建筑物赤的水電流站統(tǒng)稱恭為引水笑式水電賓站第三幼節(jié)澆水葉電站止建筑恥物水電站組成部份作用擋水建筑物截斷河流集中落差，形成水庫泄水建筑物下泄多余的水量或放水以降低水庫水位水電站進水建筑物將水電站所需流量引進引水道水電站引水建筑物將發(fā)電用水由水庫輸送給水輪機水電站平水建筑物平穩(wěn)引水建筑物中流量及壓力的變化發(fā)電、變電和配電建筑物發(fā)電變電及配電其它建筑物（如過壩建筑物、取水防沙建筑物等）一、膛水電按站進旺水建基筑物二、廟水電染站引泥水建恢筑物三、踐水電敗站平重水建醬筑物一、水陡電站進姻水建筑罵物進水建貨筑物的右功用和帳基本要澤求如下(1暖)要有足復夠的進膨水能力(2)水質要匙符合要傲求(3)水頭嘉損失袍要小(4)可控制儀引水流贈量(5)經(jīng)濟抄合理滅，技詞術可社行，運施工已方便劑，維捉修運霉行管棗理方痰便（一）律有壓進鴿水口有壓進插水口的糠主要特踩征是進哥水口后壯接有壓癢隧洞或超有壓管倒道有壓劫進水奴口的兇主要和類型撕有洞瞧式進衛(wèi)水口職、塔暴式進俘水口貢、墻敲式進測水口屠及壩凝式進甩水口熱等有壓愿進水戀口在捏樞紐址中的慎位置池，應踐盡量汗使進秩入進堪水口聚的水葡流平議順、泛對稱僅，不始發(fā)生乏回流搭和漩植渦，奪不出肚現(xiàn)淤虜積，杰不聚們集污旦物，理泄洪巴時仍威能正與常進悟水有壓鏈進水腸口應判低于傲運行濫中可遭能出陪現(xiàn)的忘最低至水庫妨水位叨，并鉆有一最定的蒜淹沒庭深度（二）奪無壓進姥水口及奸沉沙池無壓引之水的電脹站中采亡用無壓挎進水口宮，其特局征是水窗流在取肺水口及靈引水道晝中均有拔自由水蕉面進水口微后一般改接無壓類引水建顛筑物進水口引宜設在搭河流凹紐奉岸，以竹防回流斃造成漂墨浮物堆胖積，且尺河流中封上層清澇水在彎霸道環(huán)流攏的作用怖下流向役凹岸，門進水口賺前不易煎淤積，銜以便引失進上層示清水進水口浸前一般市均設攔黑污柵或物浮排，勺以便攔草截漂浮攪物建造攔貴河閘，識壩時，解要充分姐考慮泥債沙的影爪響，原孕則上是蓄要盡量涉維持河潔流原有推的形態(tài)基，洪水潛期要使掩上游沖文下來的壘泥沙(特別是干推移質)基本上稀全部經(jīng)涌泄水道托下泄，趁不使其稠堆積起迫來要盡可朋能防止雜有害泥大沙（粒挖徑大于0.瞇25你mm的泥蒙沙）看進入時引水危道通常的懇做法是胸防止推后移質泥族沙進入醉進水口百，懸移戶質泥沙洞可以進棚入，但儲要設沉史沙池將四有害泥毅沙清除對于海推移違質泥刺沙，解在進霜水口蟲前設懷攔沙曲坎被攔截招住的推單移質泥抱沙要及墊時清除鍛，否則犯堆積過賽多會使驗攔沙坎固失效典型山枕區(qū)多泥申沙河流巖上引水脖式水電遼站的首刻部樞紐貢圖沉沙池廊是一個統(tǒng)靜水池測，它的悔基本原點理是因德它的斷陪面遠大找于引水今渠道的唯斷面原理:減小幕流速鈔降爺?shù)退盍鞯臋M挾沙膊能力沉沙池煩的長度涌和寬度起都要適萍宜:沉沙池擠長度若染不足，現(xiàn)則有害基泥沙尚長未沉到上池底即譯已流出臭沉沙池椒，達不互到沉沙悲的效果墻；沉沙傻池過長友則造成披浪費調節(jié)洪寬度堅使流眉速為0.廣25～0.停70砌m／s沉沙池悲內沉積搬的泥沙客的排除妙方式有泳連續(xù)沖芳沙，定疲期沖沙煙及機械貪排沙三截種二、啄水電得站引灑水建田筑物用于發(fā)厘電引水寸的渠道忌稱為動模力渠道動力略渠道食必須乞滿足塔以下岡基本翁要求儉：足夠杠的輸暫水能谷力水頭桂損失評要小水質符取合要求運行安藝全可靠(一)動力鹿渠道(二)引水隧津洞優(yōu)點可以采用較短的路線，避開沿線地表不利的地形及地質條件有壓隧洞能適應水庫水位的大幅度變化，也能適應水電站引用流量的迅速變化不受地表氣候的影響，可以避免沿途對水質的污染缺點對地質條件、施工技術及機械化的要求較高，單價較貴，工期較長(三)壓力繞水管壓力水制管是指豬從水庫墾、壓力攻前池或總調壓室引將水流晉直接引蠟入水輪剛機的水骨管,又稱塞高壓告水管1.分類壓力水管露天式壩內式隧洞式按布補置方儀式分壓力水管鋼管鋼筋混凝土管木管現(xiàn)場澆筑分段預制按管島身材綱料分能承受愈很大的齡內水壓捉力，主研要用于元中、高終水頭電史站低水頭揪電站常泄采用的扶壓力水燙管木管僅比用于盛漂產(chǎn)木材肅地區(qū)的予中小型池水電站睜，其優(yōu)匪點是就惡地取材豈，缺點援是壽命返不長，劑維修費勞用較高2.線路選梨擇選擇秤線路版時主的要考砍慮以域下因紐奉素：盡量選爽擇最短兵最直的仗線路選擇維良好檢的地休質條該件盡量峰減少患水管膚的轉妙折起疤伏3.壓力水愚管的供雨水方式(1簽)單元障供水優(yōu)點：構造簡輪單，運忠行方便勿可靠，揮當一根虎水管發(fā)巨生故障半或檢修店時不影藝響其它鎮(zhèn)機組運注行缺點渴：水管所過費材料佳較多，井土建工抵程量大伴，造價趙較昂貴喜。一般計在水管側不長、流造價不該太高時梯采用（2）聯(lián)合廊供水優(yōu)點：當召機組忠多時哭水管框數(shù)目針較少鐘，管爐理方愛便，叮也較漫經(jīng)濟缺點盞：當總乏水管里發(fā)生晃故障特或檢喝修時淡，由惑它供違水的勒機組敏都要掃停止拐運行宴；每鏟臺機蟻組前宅面都竭要裝童閥門桃，以祖便檢炮修某需臺機急組時嬸不影刻響其擇它機獲組運滋行（3）分要組供疼水此搜種供隙水方嶼式的唇特點縮慧介于它單元嚼供水劃和聯(lián)述合供窯水之臘間正面進素水適用掩于水頭諸不高、艦水管不忌長的情鋼況下。行對于露群天式壓陷力水管開，從側證面進水獨的目的收是使水彎管失事饅爆裂后扶的高速連水流易逃于排走倍，以免錯沖毀廠下房。這緩種進水薦方式適崖用于水泥頭較高黃的情況搜下。其厲缺點是件水管進懶入廠房音前要轉呢彎，增桿加水頭撫損失，近且使管唉道結構題復雜。4.壓力但水管隨的斷丙面尺越寸壓力水春管的經(jīng)炕濟直徑紹應根據(jù)啊動能經(jīng)駐濟計算瓣來確定館，它與行管內流鴿速、水湖頭損失耐、造價矩、運行并、施工賓和維修其等因素瀉有關當壓典力水散管單沃元供竟水時當壓孤力水獸管分百組或成聯(lián)合香供水神時露天搞鋼管恒的內慢水壓銷力是定管壁酬應力芬計算允時的仇主要收控制抹因素管壁的庫必要厚麥度可由衣下式初乳估另外還廣應加上1~2車mm的銹園蝕及斷磨損勺安全羽量最后槳采用墓的管監(jiān)壁厚爛度還白應符芹合鋼見板的最規(guī)格鋼管兼是一竊種薄慮壁結抄構，優(yōu)在外士力作幅用下克，可碑能喪軋失穩(wěn)遲定而富毀壞團。露胳天鋼喜管在薪承受哄最大裹外壓磨力為姜一個介大氣深壓時并，最緒小必索需厚雄度約海為如按強摧度計算檢出的厚顫度小于劈燕按上式真得出的缸數(shù)字，湊若出入嘉不大，鄰可采用荷上式計盈算結果隔；若相著差較大冊，則可顛沿管壁漢每隔一摘定距離續(xù)加設一濫個剛性害環(huán)，以震增加管星壁剛度壓力陣水管慣必須魄用鎮(zhèn)煌墩和齊支墩港來固貌定和笑支承飯，以注保持嘉水管毅的穩(wěn)杜定鎮(zhèn)墩多用龍漿砌膝石或閉混凝摸土澆灣筑而騎成。而當水喘管管蔥線為電直線錦時，介一般直在坡耀頂與兄坡腳離各設講一鎮(zhèn)葡墩。比如水衡管管慰線為接折線流時則椒在轉成彎處票加設醬鎮(zhèn)墩役。有黎時當掏管道閣過長頸，為走了減處小溫殿度變宮化所披產(chǎn)生嗚的軸樓向力載，一爛般每妖隔80～12陶0m設一鎮(zhèn)筒墩支墩布置在渡鎮(zhèn)墩之鄙間的管思線上，趙間隔一故般為6～10m在壓泛力水蹦管的損進口輝或末廳端有叮時要鍛設置衛(wèi)閘門職或閥玩門三、進水電荷站平順水建雜筑物壓力前使池是引摧水渠道段和壓力落水管之臉間的連扭接建筑諸物壓力前愧池的三寄個作用侮：將引水校道引來罰的流量研均勻地冊分配給他各壓力憂水管，濱并加以灘必要的供控制再次清算除水中秘的污物姜、泥沙下、浮冰混等，宣雜泄多余辣的水量當水突輪機鍵引用荒流量釀迅速弓改變允時，嘩壓力笨前池賺的容乒積可塞以起勒一定報的調俘節(jié)作乳用（一辭）壓闊力前賴池壓力冒前池矛由下威列四餓種主歇要建拾筑物擠所組王成：池身串及漸弊變段壓力水擦管的進啟水口泄水建像筑物排污、度排沙、菌排冰建側筑物(二)調壓室水電牙站在夾運行槐中丟云棄負顏荷時，如果臺突然關半閉水輪胸機的導濃葉或閥較門時，致由于水崗流的慣壯性，將純產(chǎn)生瞬萄時的壓狐力升高暢。在發(fā)申生這種座現(xiàn)象時意并伴有錘擊匠般的沖聲音拌，因切此被五稱之概為水錘現(xiàn)自象，其壓翁力變化鄉(xiāng)豐值稱為護水錘壓譽力為了使獎水錘壓蔑力不致達影響引缸水道，宮故常在厲較長的渾引水道依末端修卵建調壓哲室調壓室江的一部粒分或全他部設置寶在地面溜以上的扣稱為調冒壓塔；領調壓室揭大部分覽埋設在黎地面之蔬下，則請稱調壓悅井調壓進室在竿引水育系統(tǒng)兩中的搬布置雀有四寬種基含本型冬式：上游嘴調壓絡室(引水調茅壓室)下游調臥壓室(尾水扔調壓漢室)上下勁游雙調替壓室侵系統(tǒng)上游雙怖調壓室抬系統(tǒng)第四節(jié)忌水電哨站的主脾要設備一、撐水輪凳機水輪機率是將水碧能轉換靈為機械臨能的一煎種動力神機械，拔它帶動棋發(fā)電機妻再將機由械能轉戰(zhàn)換為電戰(zhàn)能水輪佛機的醋主要扔部件配是轉輪水輪套機的擦類型1.反擊式襪水輪機其轉輪書全部浸究泡在有殘壓的水夸流中水流唐連續(xù)領通過陡水輪島機的螞轉輪榜，水辨流對枯轉輪淡發(fā)生潔反擊菊作用擱力，聰形成絞旋轉暴力矩它，使織轉輪互轉動水輪機淹按水流潛對轉輪設的作用站分為反暈擊式和粘沖擊式混流式放水輪機探中的水示流流經(jīng)園轉輪是貨輻向流鏟進而軸院向流出志，然后圣經(jīng)尾水貴管排人閣下游河叉道（1）混捧流式竟水輪遞機軸流跌式水肅輪機厲中的疼水流慨流經(jīng)銜轉輪礦是軸碰向流澤入而霜又軸蛙向流診出，徹然后邊經(jīng)尾群水管封排向粱下游普河道（2）軸己流式素水輪狐機（3）斜告流式啊水輪俗機轉輪跨的輪況葉軸廣線與愉機組哈主軸衡成一值角度(45度～60度)布置可以適火應較大陰的負荷軌變化，帥性能穩(wěn)掩定，高遵效率范茄圍寬，濕且抗氣假蝕性能只好（4）貫統(tǒng)流式簡水輪蜓機貫流帽式水寧輪機主是橫乖向軸技流式污水輪儲機水流從病人口到鹿出口是刻直線流歉動，故巖效率較寄高2.沖擊規(guī)式水擇輪機工作橡原理夏：利律用噴其嘴將協(xié)高壓柱水流稈噴射麻在水絨輪機嚇的工詢作輪剛上，閃驅使怖工作松輪旋商轉，什從而野將水撫流的烈動能爆轉換艷為機仇械能二、水顏輪發(fā)電慘機（一死）水犁輪發(fā)敘電機內的類劇型水輪甲發(fā)電察機按巴軸的希裝置懶方式裳可分匆為臥友式和拘立式能兩種立式水躍輪發(fā)電獎機一般晃由轉子屯、定子塊、軸承裂、機架曠、勵磁煎機、永替磁發(fā)電塘機、制擁動閘、店空氣冷躁卻器等恥部件組排成立式水夸輪發(fā)電較機按推擁力軸承徹的位置論不同又披可分為妖懸吊型搞和傘型擁兩種三、跌主要娛電氣環(huán)設備長距慈離相談同電辮阻情戶況下課，高煌壓輸降送電年能損轟失比敵低壓獵小得謀多（一）漆電力變簽壓器開關設塘備主要辱包括：巖斷路器烘、隔離展開關、宿自動空煮氣開關駛、磁力蜘起動器嘩、接觸晉器等（二）淋開關設谷備和熔接斷器開關設備種類性質作用或原理斷路器高壓開關切斷電流及電弧隔離開關隔離電壓閘刀開關低壓開關隔離帶電部分的電壓接觸器隔離，熄滅電弧磁力起動器自動空氣開關熔斷底器：超荷值自動命熔斷通過熔亦件的電刃流越大復，則熔焰件熔斷脂也越快光，電路化斷開的樓時間就維越短（三）衛(wèi)電壓互信感器和晌電流互利感器電壓罪互感怕器和架電流頂互感陣器也難是一亭種變挽壓器維，將呈高壓坡或大隆電流贏轉為膀低壓摧或小敏電流即，以祥供測喜量儀牙表和疼保護營線路貢應用（四）尼一次回浪路和二蠶次回路將水拴電站冊的主價要機返電設狗備，昨發(fā)電豪機，購變壓罰器和們開關根設備渡等，上按一鴿定順哄序聯(lián)撤結成蠶的線堪路，四稱為瞧一次冶回路差，也梢稱主患結線電站臣中用萍于測母量、量監(jiān)視住、控閃制、尖信號律、操仗作、奸保護靈和自鴿動裝寨置等蒼的低協(xié)壓電裂路，紗稱為寶二次尸回路克，也把稱二回次結方線（五痰）防貪雷保凳護與伸接地印裝置架空辮輸電蓮線路吊常采歸用避抹雷線封保護渣；水饑電站疑和變梁電所默常采抄用避圍雷針恢、閥蔬型避攤雷器資保護電力淘系統(tǒng)閘中的巾接地朱可分句為保完護接份地和乒工作越接地好兩種第五抹節(jié)街電馳力系律統(tǒng)中喚的水光