水能發(fā)電站(引水式)工作原理及設(shè)備詳情

1、研究性學(xué)習(xí)報(bào)告水能發(fā)電站（引水式）工作原理及設(shè)備詳情水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)，需要原料，加工設(shè)備，并通過(guò)對(duì)加工設(shè)備的操作控制，使之加工出所需要的產(chǎn)品。對(duì)水電廠而言，其原料是水能，基本加工設(shè)備是水能發(fā)電機(jī)組，輸出產(chǎn)品是電能，下面就讓我們一起來(lái)了解一下水電廠是如何實(shí)現(xiàn)由水變電這一生產(chǎn)工程的。天然水流筑壩（隧洞、明渠引水）水輪機(jī)發(fā)電機(jī)升壓站電網(wǎng)降壓站用戶引入電力工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)n l）電力生產(chǎn)的同時(shí)性n 發(fā)電、輸電、供電是同時(shí)完成的,電能不能大量?jī)?chǔ)存,必須用多少,發(fā)多少。n 2）電力生產(chǎn)的整體性n 發(fā)電廠、變壓器、高壓輸電線路、配電線路和用電設(shè)備在電網(wǎng)中形成一個(gè)不可分割的整體,缺少任一環(huán)節(jié),電

2、力生產(chǎn)都不可能完成,相反,任何設(shè)備脫離電網(wǎng)都將失去意義。n 3）電力生產(chǎn)的快速性n 電能輸送過(guò)程迅速,其傳輸速度與光速相同, 達(dá)到每秒30萬(wàn)公里,即使相距幾萬(wàn)公里,發(fā)、供、用都是在一瞬間實(shí)現(xiàn)。n 4）電力生產(chǎn)的連續(xù)性n 電能的質(zhì)量需要實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)視與調(diào)整。n 5）電力生產(chǎn)的實(shí)時(shí)性n 電網(wǎng)事故發(fā)展迅速,涉及面大,需要實(shí)時(shí)安全監(jiān)視。n 6）電力生產(chǎn)的隨機(jī)性：n 由于負(fù)荷變化、異常情況及事故發(fā)生的隨機(jī)性，電能質(zhì)量的變化是隨機(jī)的，因此，在電力生產(chǎn)過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)調(diào)度，并需要實(shí)時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)跟蹤隨機(jī)事件，以保證電能質(zhì)量及電網(wǎng)安全運(yùn)行。生產(chǎn)原料水能水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的流量、水

3、頭以后，我們說(shuō)水流具有了一定的能量。但是水流的水頭沿天然河流沿程分布時(shí)，我們無(wú)法使用，需要將水頭集中以后才利于我們使用。按集中水頭的方法，可以將水電廠分為三種類(lèi)型：1、壩式水電廠 就是攔河筑壩集中水頭。又可以分為河床式和壩后式。優(yōu)點(diǎn)：有調(diào)節(jié)能力和可以綜合利用。缺點(diǎn)：水淹面積大；泥沙淤積。2、 缺點(diǎn)：無(wú)調(diào)節(jié)能力，屬?gòu)搅魇?；破壞生態(tài)。3、混合式 將上兩種形式相結(jié)合。(我廠三站引水系統(tǒng)概況)流道中水流的控制依賴(lài)閘門(mén)，根據(jù)閘門(mén)的工作方式，可以將其分為以下四種：1、工作閘門(mén) 可以用于調(diào)節(jié)流量，可以動(dòng)水操作。2、事故閘門(mén) 防止事故擴(kuò)大，動(dòng)水關(guān)閉，靜水平壓開(kāi)啟。3、檢修閘門(mén) 以上兩種閘門(mén)檢修時(shí)的安全措施。4

4、、施工導(dǎo)流閘門(mén) 施工時(shí)用連續(xù)水流在突然通（斷）時(shí)產(chǎn)生水擊（慣性使然，像緊急剎車(chē)）水流漂浮物用攔污柵攔截，柵差大則引用流量不足，壓差大，故需加以限制事例：耿站的水工樞紐。引水式水電站引水式水電站的引水道較長(zhǎng)，并用來(lái)集中水電站的全部或相當(dāng)大一部分水頭。 根據(jù)引水道中的水流是有壓流或明流，又分為及水電站這種水電站常見(jiàn)于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域開(kāi)發(fā)方案，最高水頭已達(dá)1767m（奧地利萊塞克水電站），我國(guó)廣西天湖水電站最大靜水頭也達(dá)1074m。廣西天湖水電站（引水式）有壓引水式水電站示意圖有壓引水式水電站示意圖無(wú)壓引水式水電站示意圖主要工作原理水能機(jī)械能電能水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能

5、水能的三種表現(xiàn)形式： 位能、動(dòng)能、壓能 將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫水輪機(jī)（水力原動(dòng)機(jī)），根據(jù)水流對(duì)水輪 的水力作用方式可以將水輪機(jī)分為： 沖擊式水輪機(jī)（利用水流的動(dòng)能來(lái)做功）；噴嘴、切擊。 反擊式水輪機(jī)（利用水流的壓能和部分動(dòng)能來(lái)做功）。水輪機(jī)運(yùn)行中的主要問(wèn)題氣蝕 連續(xù)水流滿足能量守恒，動(dòng)能增加則壓能減少，達(dá)空化壓力產(chǎn)生氣泡，其潰滅產(chǎn)生高頻沖擊，金屬疲勞剝落。磨損 泥沙特性大小、形狀、硬度；水流特性流速、流向;受磨物特性硬度、光潔度；運(yùn)行方式氣蝕、沖角。效率 容積 水力 機(jī)械 振動(dòng) 形成水力振動(dòng)的幾個(gè)原因：水力不對(duì)稱(chēng)、卡門(mén)渦列、尾水渦帶從運(yùn)行上解決以上問(wèn)題的措施：補(bǔ)氣、避開(kāi)振動(dòng)區(qū)、停機(jī)關(guān)閉主閥

6、。水輪機(jī)平面設(shè)計(jì)圖實(shí)物機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能轉(zhuǎn)換成電能l 水流驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)電機(jī)將水輪機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能1、發(fā)電機(jī)工作的基本原理電磁感應(yīng)原理 導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流。電樞繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去切割固定不動(dòng)的電樞繞組（簡(jiǎn)圖）； 磁力線由電磁鐵產(chǎn)生，為了得到電磁鐵，必先得到直流電源2、怎樣得到直流電源 直流發(fā)電機(jī)；交流電通過(guò)變壓、整流獲得機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水輪發(fā)電機(jī)組將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的物理過(guò)程 當(dāng)定子繞組流過(guò)三相交流電以后產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁極，該磁極的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速，這個(gè)磁極與轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生相互作用力，二者之間的角度決定了力的大小（

7、發(fā)出有功負(fù)荷的大?。┖托再|(zhì)（發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)）必需的輔助設(shè)備油系統(tǒng)油系統(tǒng)水系統(tǒng)水系統(tǒng)氣系統(tǒng)氣系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)油系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)截圖氣系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)截圖水系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)截圖油水氣管路的著色紅壓力油管、加油管；黃排油管；橙消防水管；藍(lán)進(jìn)水管；綠排水管；黑排污管；白壓縮空氣管。高壓斷路器高壓斷路器一個(gè)完整的電路由以下4部分組成：電源導(dǎo)線電鍵（開(kāi)關(guān)）負(fù)載，高壓電路也是如此，電源發(fā)電機(jī)；導(dǎo)線母線、架空線路、電纜；負(fù)載系統(tǒng)用戶，下面主要介紹（斷路器）開(kāi)關(guān)。開(kāi)開(kāi) 斷路器的作用斷路器的作用 控制制作用 保護(hù)護(hù)作用、電路通斷時(shí)產(chǎn)生電弧，高電壓大電流回路的通斷電弧尤為強(qiáng)烈電弧的產(chǎn)生：第一階段 強(qiáng)電發(fā)射、熱電子發(fā)射；第二階段 碰撞游離；第三階段 熱游離電弧的危害：電路不能可靠斷開(kāi)；引起短路事故；引起過(guò)電壓；危及人生安全設(shè)備 故高電壓、打電流回路的通斷設(shè)備必須有可靠的滅弧能力，斷路器就有這種能力。3、按滅弧介質(zhì)斷路器可以分為按滅弧介質(zhì)斷路器可以分為 油斷路器；真空斷路器；SF6斷路器；空氣開(kāi)關(guān)4、斷路器的操作能源斷路器的操作能源 電磁操作機(jī)構(gòu)、彈簧操作機(jī)構(gòu)、液壓操作機(jī)構(gòu)、壓縮空氣操作機(jī)構(gòu)5、嚴(yán)禁在只經(jīng)斷路器斷開(kāi)的設(shè)備上工作，如有工作須經(jīng)停電、驗(yàn)電、裝設(shè)接電線、懸掛標(biāo)示牌，辦理工作票才能進(jìn)行。變壓器變壓器