水電站基礎知識

水電站根底學問水輪機根底學問一、簡介水輪機是水電廠將水輪轉(zhuǎn)換為機械能的重要設備。1、按能量方式轉(zhuǎn)換的不同，它可分為還擊式和沖擊式兩類。還擊型利用水流的壓能和動能，沖擊型利用水流淌能。2、還擊式中又分為混流、軸流、斜流和貫流四種；3、沖擊式中又分為水斗、斜擊和雙擊式三種。、混流式：水流從四周沿徑向進入轉(zhuǎn)輪，近似軸向流出應用水頭范圍：30m~700m特點：構(gòu)造簡潔、運行穩(wěn)定且效率高、軸流式水流在導葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向運動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流淌應用水頭：3~80m特點：適用于中低水頭，大流量水電站分類：軸流定槳、軸流轉(zhuǎn)槳3〕、沖擊式轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中，來自壓力鋼管的高壓水流在進入水輪機之前已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚偕淞?，沖擊轉(zhuǎn)輪葉片作功。水頭范圍：300~1700m適用于高水頭，小流量機組。二、水輪機主要根本參數(shù)1、水輪機主要根本參數(shù)水頭：Hg、H、Hmax、Hmin、Hr〔設計水頭〕流量：Q轉(zhuǎn)速:f=np/60出力：N=9.81QHη〔Kw〕效率：η2、水輪機型式代號混流式：HL斜流式：XL軸流轉(zhuǎn)槳式：ZZ軸流定槳式：ZD沖擊〔水斗式〕：CJ雙擊式：SJ斜擊式：XJ貫流轉(zhuǎn)槳式：GZ貫流定槳式：GD對于可逆式，在其代號后增加N3、混流式水輪機型號：HL100—LJ—210HL：代表混流式水輪機100：轉(zhuǎn)輪型號〔也稱比轉(zhuǎn)速〕LJ：立式金屬蝸殼210：轉(zhuǎn)輪直徑〔210〕4、軸流式水輪機ZZ560—LH—1130ZZ：軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機560：轉(zhuǎn)輪型號LH：立式混凝土蝸殼1130：表示轉(zhuǎn)輪直徑為1130厘米5、沖擊式水輪機CJ47—W—170/2X15.0CJ：沖擊式W：臥軸170：轉(zhuǎn)輪直徑170cm2：215.0：射流直徑三、水輪機主要部件〔一〕、組成引水部件、導水部件、工作部件、泄水部件1、引水部件組成：引水室〔蝸殼〕、座環(huán)作用：以較小的水力損失把水流均勻地、對稱地引入導水部件，并在進入導葉前形成肯定的環(huán)量。2、導水部件組成：導葉及其操作機構(gòu)、頂蓋、底環(huán)作用：調(diào)整進入轉(zhuǎn)輪的流量和形成轉(zhuǎn)輪所需的環(huán)量3、工作部件組成：轉(zhuǎn)輪作用：直接將水流能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的機械能4、泄水部件組成：泄水錐、尾水管作用：引導水流進入下游，尾水管同時還在轉(zhuǎn)輪后形成真空，利用轉(zhuǎn)輪出口到下游尾水之間的位能，恢復轉(zhuǎn)輪出口處的局部動能損失，以提高效率?！捕?、水輪發(fā)電機組裝置形式立式和臥式立式：依據(jù)推力頭的位置分懸式、全傘式、半傘式〔三〕、混流式水輪機主要構(gòu)造由轉(zhuǎn)輪、主軸、導軸承、主軸密封、座環(huán)、蝸殼、頂蓋、底環(huán)、泄流環(huán)〔根底環(huán)〕、止漏環(huán)、抗磨板、導葉及其操作機構(gòu)、機坑里襯、機坑內(nèi)環(huán)形吊車、尾水管等組成。將水輪機分成三大局部：轉(zhuǎn)動局部、固定局部、埋入局部1、轉(zhuǎn)動局部轉(zhuǎn)動局部是機組的核心組成局部，是水能轉(zhuǎn)換成機械能/電能的關鍵。轉(zhuǎn)動局部及其相關部件主要包括：轉(zhuǎn)輪、主軸、主軸密封等。2、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪是實現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換的主要部件，它將大局部水能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機械能，并通過水輪機主軸傳遞給發(fā)電機。水輪機的轉(zhuǎn)輪是將水能轉(zhuǎn)換成機械能。3、主軸主軸是承受水輪機轉(zhuǎn)動局部的重量及軸向水推力所產(chǎn)生的拉力，同時傳遞轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的扭矩。4、轉(zhuǎn)輪拆卸方式現(xiàn)在立式機組轉(zhuǎn)輪的拆卸可以有三種方式：下拆：將尾水錐管和底環(huán)以及轉(zhuǎn)輪由下方取出；中拆：即取出一段中間軸并撤除頂蓋后，將轉(zhuǎn)輪由水車室取出；上拆：用傳統(tǒng)方式，吊動身電機轉(zhuǎn)子并撤除頂蓋后由上方取出轉(zhuǎn)輪。5、主軸密封主軸密封是水輪機關鍵部件之一，水輪機在運行過程中，其主軸密封的安全牢靠運行，直接關系到水輪機是否安全運行分類：平板密封〔映站〕、端面密封、螺旋〔水泵〕密封、滑動架密封等。作用是：有效地阻擋尾水管中的水從主軸與頂蓋之間的間隙上溢，防止水輪機導軸承及頂蓋被淹，維持軸承和機組的正常運行。6、檢修密封檢修密封是當機組檢修、檢查或由于主軸密封損壞時投入的一種密封，又稱空氣圍帶；檢修密封：當投入時壓縮空氣進入空氣圍帶，使空氣圍帶的凸出部位抱緊水導旋轉(zhuǎn)油盆與之協(xié)作的加工面或大軸法蘭，切斷尾水以防水淹水車室。7、固定局部頂蓋、底環(huán)、座環(huán)、支持環(huán)等8、埋入局部蝸殼、座環(huán)等9、水輪機導軸承作用：一是承受機組在各種工況下運行時通過主軸傳過來的徑向力二是維持已調(diào)好的軸線位置10、筒式水導軸承循環(huán)方式筒式瓦的油循環(huán)方式是承受自循環(huán)，潤滑油的自循環(huán)工作原理：當機組運行時，安裝在大軸上的水導軸承旋轉(zhuǎn)油盆與大軸一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時油盆中油也跟著旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，油盆中的油位形成邊緣高，中心低的狀態(tài)，即形成一個拋物面。在壓差的作用下，油經(jīng)固定不動的軸承體圓周外部的進油孔進入瓦面的下環(huán)形油槽，由于大軸的轉(zhuǎn)動使油沿軸瓦面上的斜向油溝上移，并流經(jīng)整個瓦面，使大軸與軸瓦之間的潤滑良好，同時帶走熱量，熱油流到上環(huán)形油槽經(jīng)排油管流至冷卻器，熱油經(jīng)冷卻后通過進油管進入油盆，以上潤滑油的路徑為一次工作過程。機組運行時潤滑油如此往復進展不停的循環(huán)，來滿足軸承的運行需要。11、導水機構(gòu)組成：由導水機構(gòu)由頂蓋、底環(huán)、導葉、連桿機構(gòu)和接力器等組成。作用：1、是使水流進入轉(zhuǎn)輪之前形成旋轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)變水流的入射角度；2、當機組出力發(fā)生變化時，用來調(diào)整流量。3、正常與事故停機時，用來截斷水流。導葉的轉(zhuǎn)動最終通過接力器和連桿機構(gòu)來操縱導葉的開關12、頂蓋主要作用：形成流道并承受相應的流體壓力固定和支撐活動導葉及其連桿機構(gòu)支撐水導軸承支撐并組成機組的密封，包括主軸密封、檢修密封、上迷宮環(huán)等13、底環(huán)作用：與頂蓋一起形成過流通道安裝導葉下軸承14、根底環(huán)〔支持環(huán)〕作用在機組安裝時放座環(huán)，成為座環(huán)的根底。在水輪機安裝及檢修時，用來放置轉(zhuǎn)輪。15、尾水管尾水管位于轉(zhuǎn)輪的下方是主要的通流部件，作用是引導進出轉(zhuǎn)輪的水流。水泵水輪機作水輪機運行時要求尾水管的斷面為緩慢集中型16、其他緊急真空破壞閥：消退抬機現(xiàn)象補氣裝置：尾水管十字架補氣、尾水短管補氣、軸心孔補氣17、埋設管路埋設管路主要包括機組排水管路機組測壓管路壓水系統(tǒng)管路回水排氣管路機組冷卻潤滑系統(tǒng)管路18、水輪機氣蝕〔空化〕及磨損分類：間隙、空腔、翼型、局部19、水輪機振動按振動的緣由：水力、機械、電磁按振動方向：軸向和徑向振動允許值：250~375r/min合格為0.10擺度允許值：250r/min0.05mm/m375r/min0.04mm/m20、水輪機保護裝置水輪機保護裝置是當機組在啟停和運行過程中發(fā)生危及設備和人身安全的故障時，自動實行保護或聯(lián)鎖措施，防止事故產(chǎn)生和避開事故擴大，從而保證人和設備的安全不受損害或?qū)p害降到最低限度。保護裝置主要包括振動保護裝置壓力保護裝置：如轉(zhuǎn)輪上腔水壓力、冷卻水壓力溫度保護裝置導軸承油位保護裝置桿線電力桿線導線(俗稱電線)本身及其支持電桿等.季節(jié)電價依各地供電本錢差異,而分別訂價之電價制度.時間電價依不同供電時間之供電本錢分別訂價之電價制度.現(xiàn)行電價表依時段劃分為二段式時間電價(離峰、尖峰時間)與叁段式時間電價(離峰、半尖峰、尖峰時間).尖峰時間尖峰時間係指電力系統(tǒng)供電承受負載較高的時段.如為二段式時間電價其尖峰時間為週一至週五(離峰日除外)07:30~22:30.如為叁段式時間電價其尖峰時間為夏月週一至週五(離峰日除外)10:00~12:0013:00~17:00.半尖峰時間叁段式時間電價供電時間劃分之一種,半尖峰時間為夏月週一至週五(離峰日除外)07:30~10:00、12:00~13:00及17:00~22:30,非夏月週一至週五(離峰日除外)07:00~22:30.離峰時間離峰時間係指電力系統(tǒng)供電承受負載較少的時段離峰日電價表所列示全日適用節(jié)日,勞動節(jié)、端午節(jié)、中秋節(jié)及國慶日.尖峰用電尖峰時間使用之電力.尖峰電價選用時間電價之用戶尖峰時間用電所適用之電價.風場風場(WindFarm或WindPark),中文亦有譯成「風車園區(qū)」,意指在風力資源良好的區(qū)域,集中佈置多部風力機組,而形成一處兼具發(fā)電及觀光雙重功能的景點.半尖峰電價選用時間電價之用戶于半尖峰時間用電所適用之電價.離峰電價選用時間電價之用戶于離峰時間用電所適用之電價.TOU電表時間電價(time-of-use)電表,該表主要裝置在選用時間電價的用戶,主要功能在依時間紀錄用戶的用電狀況.契約容量裝置契約容量需量契約容量用戶與電業(yè)部門商定之用電容量,作為根本電費計算之依據(jù),依用戶用電種類不同可分為裝置契約容量與需量契約容量兩類.裝置契約容量為用戶以其用電設備之總裝置容量訂定契約容量.需量契約容量為用戶與本電業(yè)部門雙方商定15分鐘平均之最高需量值為契約容量.根本電費依用戶申請之契約容量每月計收之電費,主要在反映本電業(yè)部門投資電力設備所發(fā)生的固定本錢.流淌電費依用戶實際用電度數(shù)計收之電費,主要在反映本電業(yè)部門經(jīng)營電力事業(yè)所發(fā)生的變動本錢.超約用電分為二種狀況:1.「需量契約容量」超約用電:當用戶之最高需量超出其所申請的契約容量時稱之.超出局部在契約容量10%以下,按二倍計收根本電費(即超約附加費),超出局部在契約容量10%以上,按叁倍計收根本電費.2.「裝置契約容量」超約用電:當用戶之實際裝置的器具總?cè)萘砍銎渌暾埖钠跫s容量時稱之,超出局部概依竊電處理.可停電力契約容量用戶協(xié)作電業(yè)部門實施負載治理,于商定時間削減負載用電量,電業(yè)部門則以扣減根本電費方式回饋用戶.優(yōu)待電價符合法令規(guī)定之特定用戶(如軍眷、學校、農(nóng)業(yè)、路燈等),其依法享有之電價優(yōu)待或電價折扣.限電負載限制係指電源供電缺乏時,為維護電力系統(tǒng)安全,避開系統(tǒng)頻率降低,影響供電品質(zhì),及更大規(guī)模的停電,電業(yè)部門依法得採取限制用戶用電,稱之為「負載限制」.「負載限制」可分為二種狀況,即「緊急負載限制」及「計畫性負載限制」.無預警限電緊急負載限制電力系統(tǒng)突然發(fā)生發(fā)電機跳機、輸電線跳脫使得電源缺乏或設備超過負荷、電壓突然降低需要馬上實施之負載限制.22限電措施打算性負載限制「限電措施」為通俗用語,同「打算性負載限制」說明.輪番限電輪番停電「打算性負載限制」的一種,指電源缺乏時,對契約容量未超過一千瓩及一般用戶,實施分區(qū)輪番停電,塬則上每輪次為五格外鐘.工業(yè)限電無預警工業(yè)限電「打算性負載限制」的一種,指電源缺乏時,對契約容量1,000KW以上工業(yè)用戶實施限制用電.依經(jīng)濟部公布之「電源缺乏時期限制用電方法」規(guī)定,採取工業(yè)限電時,皆須于前一日下午四時前個別通知工業(yè)用戶,「無預警工業(yè)限電」應係誤會.代繳電費用戶透過金融機構(gòu)以轉(zhuǎn)帳支付每期應繳電費的方式.代收電費用戶持電費繳費單在代收電費期限前向電業(yè)部門商定的受理繳費效勞機構(gòu)、金融機構(gòu)繳付電費,或利用商定的金融機構(gòu)自動提款機、語音、網(wǎng)際網(wǎng)路等方式繳付電費.承裝費產(chǎn)權(quán)屬用戶全部之用電設備(器具及線路),由用戶自行委託合格之電器承裝業(yè)代為裝置時,需支付給電器承裝業(yè)者之費用.電力調(diào)度中心電力調(diào)度中心指依電業(yè)法規(guī)定成立,負責電力調(diào)度之財團法人.負載治理本電業(yè)部門透過時間電價、可停電力及空調(diào)週期性暫停等電價誘因方式,引導用戶調(diào)整其用電習慣,將尖峰時間用電移轉(zhuǎn)至離峰時間使用,稱之為「負載治理」.用戶協(xié)作「負載治理」措施不但可以減輕電費負擔,本電業(yè)部門亦可降低供電本錢,延緩投資興建電廠.供電量供電量＝凈發(fā)電量+購電量-抽蓄用電.發(fā)電量一般指「凈發(fā)電量」.凈發(fā)電量＝廠毛發(fā)電量-廠內(nèi)用電量.最高瞬間負載在特定時間內(nèi)(每日、每月、每年)電腦每2至3秒鐘取一次系統(tǒng)負載值中之最高者.尖峰負載亦稱「最高負載」,在特定時間內(nèi)(每日、每月、每年)各時間單位(電業(yè)部門定為每小時)輸出電力中之最高值.機組容量、裝置容量機組容量,即發(fā)電廠機組之裝置容量,通常以構(gòu)成該機組之塬動機或發(fā)電機之設計容量稱之(取用二者中較小者),如以系統(tǒng)而論,則為該系統(tǒng)全部發(fā)電廠裝置容量之和.系統(tǒng)凈尖峰力量亦即「凈尖峰力量」(Netpeakingcapacity).各發(fā)電機組在正常發(fā)電狀況下,可供給應系統(tǒng)之最大出力,即為凈尖峰能力.備用容量「備用容量」＝「系統(tǒng)凈尖峰力量」-「系統(tǒng)小時尖峰負載」.備用容量以備系統(tǒng)檢修、緊急跳脫、運轉(zhuǎn)或未預估之負載使用.備載容量、備轉(zhuǎn)容量備用容量「備載容量」、「備轉(zhuǎn)容量」均為誤用語,正確用語為「備用容量」(Reservemargin).備用容量率「備用容量」佔「系統(tǒng)小時尖峰負載」之百分比.無效電力電能與功能傳授過程中,電能中不能變?yōu)楣δ苤植糠Q謂「無效電力」.以公式表示:無效電力＝VIsinθ.跳電因用電設備故障,導致相關保護開關動作(如斷路器啟斷),而中斷供電的現(xiàn)象.電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)聯(lián)結(jié)各發(fā)電廠傳送電力至各用戶之間的輸配電網(wǎng)路稱為電力網(wǎng),又稱電力系統(tǒng).跳機與電力網(wǎng)聯(lián)結(jié)、運轉(zhuǎn)中的發(fā)電機組,因自動保護信號動作或緊急手動操作,使發(fā)電機輸出斷路器翻開,切離電力系統(tǒng)停頓供電,即俗稱為「跳機」.跳機可能是由于機件故障、人為疏失,也可能是地震、雷擊等突發(fā)的自然大事所造成.停機發(fā)電機組停頓運轉(zhuǎn)之狀態(tài).一般所稱的「停機」為打算性停機(如大修)及非打算性停機(如跳機)之統(tǒng)稱.急停因核子反響器保護系統(tǒng)動作,致使掌握棒快速全部插入反響器爐心,稱為「急?！?假設此時發(fā)電機正與電力系統(tǒng)聯(lián)結(jié)供電中,就會造成跳機停頓供電.線路跳脫線路因事故發(fā)生,導致相關保護設備動作而切離系統(tǒng).解聯(lián)發(fā)電機組與電力網(wǎng)處于分別之狀態(tài),稱為解聯(lián).併聯(lián)發(fā)電機組與電力網(wǎng)處于聯(lián)結(jié)之狀態(tài),稱為併聯(lián).併聯(lián)發(fā)電參加或完成檢修之機組經(jīng)電力調(diào)度中心許可,依規(guī)定完成起動、與系統(tǒng)同步併聯(lián)后,發(fā)電供給電力系統(tǒng).商轉(zhuǎn)發(fā)電機組完成各項測試,取得相關單位之證照后,正式加入電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn).卸載指發(fā)電機、變壓器或輸電線路解除一局部或全部的負載.降載指發(fā)電機削減一局部或全部的輸出功率.滿載運轉(zhuǎn)發(fā)電機組運轉(zhuǎn)發(fā)電到達設備允許範圍之最大發(fā)電量.廠內(nèi)用電發(fā)電廠由于發(fā)電而消耗于各項附屬設備之電力.線路損失電力自發(fā)電廠傳送到用戶的過程中,因流經(jīng)線路及變電設備(如變壓器)含有阻抗成分,局部電力會由電能轉(zhuǎn)變成熱能,散發(fā)至空氣中,造成電力損失.回線回線公里由電源端至受電端之一組叁相或二相電線即稱為ㄧ回線.如鐵塔上單側(cè)叁層(叁條線平行排列)不同相位電線即稱為一回線,而一般鐵塔上左右兩側(cè)各有叁層電力線即有二回線.回線公里