水电站生产常识

用效益高。 – 投资大，工期长。
• 适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
1．河床式电站
• 特点：
– 一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为 避免大量淹没，建低坝或闸。
– 适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以 下。
– 厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房 也有抗滑稳定问题；
• 调压井的作用 A、让水锤有一个释放的通道，以减小过流部
件的压力及水位波动，平稳水头。
调压井的作用
• B、阻挡杂物进入压力水管和水轮机。调压 井中的流速较低，可以使泥沙沉降。
• C、在调压井中设置快速闸门，可以对压力 钢管进行检修。
有压进水口的类型及适用条件
• 1.洞式进水口
• 2.墙式进水口
• 3.塔式进水口
1.4 水电站组成
水工建筑物 水轮发电机组 励磁系统 调速系统 油水汽三大辅助系统 计算机监控系统 继电保护 安全自动化装置 配电装置 直流系统 厂用电系统
水工建筑物
• 挡水建筑物 • 引水建筑物 • 输水建筑物 • 泄水建筑物
• 抽水蓄能和放水发电两个过程 • 低谷期：电能→水能；高峰期：水能→电能
1.3 水电站的组成建筑物
• 一、枢纽建筑物
– 挡水建筑物：坝、闸 – 泄水建筑物：溢洪道、泄水洞、溢流坝 – 过坝建筑物：过船、过木、过鱼
1.3 水电站的组成建筑物
• 二、发电建筑物
– 进水建筑物：进水口、沉沙池 – 引水建筑物：引水道、压力管道、尾水道 – 平水建筑物：前池、调压室 – 厂区枢纽：主厂房、副厂房、变电站、开关站等
• 一般修建于：
– 河道有弯道； – 两条相近河流有较大水位差； – 有急滩或瀑布处。
• 类型
– 无压引水式(free flow)：引水道是无压的 – 有压引水式(pressure flow)：引水道是有压的
1、引水式水电厂（无压）
1.无压引水电站
• 引水建筑物是无压的:渠道或无压隧洞
• 主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水 渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂 房，尾水渠。
引水建筑物是指从水库或河道中将所需要 利用的水引入水电站而造成的水工建筑物。
对引水建筑物的基本要求：保证水电站所 需的足够水量，不能使泥沙、漂浮物等进 入引水隧洞。
附加设备：拦污栅、工作闸门、检修闸门、 档沙坎。
引水建作用
拦污栅——拦截杂物，避免使其进入压力 管道
工作闸门——开启、关闭进水口 检修闸门——用于检修工作闸门 档沙坎——拦截泥沙
• N=9.81QHη
• 由此可知发电必须要具有水头和流量
1.2 水电站类型
水电站的基本类型
• 由P = 9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。 • 形成水头方式——水电站的开发方式。
– 按其集中水头的方式不同分为：坝式、引水式和混合式三 种基本方式。
– 抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。
水电站生产
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1.1 水力发电的基本原理
• 在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定 的流量将“载能水”输送到水轮机中，使水能→旋转机 械能→带动发电机组发电→输电线路→用户
水电站的出力和发电量的计算
水电站的出力和发电量的计算
• 出力：（功率）
实际出力 P 9.81QH KQH
能量损失： 1.Hg→H：损失水头△h，据经验，一般为Hg的
2. 有压引水式电站
2. 有压引水式电站
• 引水建筑物是有压的：压力隧洞(pressure tunnel)
• 主要建筑物：低坝，有压隧洞，调压室，压 力水管，厂房，尾水渠。
3. 抽水蓄能电站
• 抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节 作用。主要解决电力系统的调峰问题；
• 建筑物组成包括：上下两个水库，用引水建 筑物相连，蓄能电站厂房建在下水库处，采 用双向机组
• 按调节能力分成：
– 无调节水电站、有调节水电站 – 一般坝后式水电站和混合式水电站都是有调节的；河床式
和引水式水电站常是无调节的，或者只有较小的调节能力。
一、 坝式水电站
• 用坝集中水头的水电站称为坝式水电站 • 其特点有：
– 水头取决于坝高。 – 引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分，综合利
– 厂房高度取决于水头的高低。 – 引用流量大、水头低。 • 注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。
2、坝后式水电站
• 特点：
– 当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将 厂房移到坝后，由大坝挡水。
– 坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 – 库容较大，调节性能好。源自坝后式水电站坝后厂房
输水建筑物
• 输水建筑物由引水隧洞、调压井和压力管 道等组成
• 阻抗式调压井定义：在圆筒式调压井的底 部设置阻力孔并与隧洞及压力钢管连接的 调压调压井。
调压井的作用
• 由于发电站的引水管道较长，当机组运行 中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯 性作用，有很大的水锤效应，易损毁发电 设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和 其它过流部件。
挡水建筑物
挡水建筑物就是大坝。
作用：拦截河流的水，用以形成水库，积 蓄水量，抬高水位、集中落差，造成水力 发电的基本条件——流量、水头。
水库参数
• 库容：108.77万m3 最大闸高为17.00m 闸顶高程为1782.0m 闸（坝）顶总长为114.00m 水库水位：1776.5——1780m
引水建筑物
3%~10%，输水道短取小值。 2. η ：k=9.81η水电站出力系数。大中型水电站
k=8.0~8.5；中小型水电站k=6.5~8.0。
水电站的出力和发电量的计算
• 发电量：一定时段内水电站发出的电能总量， 单位为kW·h
E PT
水电站生产过程
• 水能的基本要素是流量、水头。当水具有 一定的流量、水头以后，我们说水具有了 一定的能量。
二、引水式水电厂（有压）
• 用引水道集中水头的电站称为引水式水电站 • 特点：
– 水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。
– 引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率 较低，综合利用价值较差。
– 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量较 小，单位造价较低。
• 适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性 河段。