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水電站及其分類簡介水電站 英文:hydroelectric power station 水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。又稱水電廠。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而 水電站興建的一系列水電站建筑物及裝設(shè)的各種水電站設(shè)備。利用這些建筑物集中天然水流的落差形成水頭,匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量,并將它輸向水輪機(jī),經(jīng)水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn),將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能,再經(jīng)變壓器、開關(guān)站和輸電線路等將電能輸入電網(wǎng)。有些水電站除發(fā)電所需的建筑物外,還常有為防洪、灌溉、航運(yùn)、過木、過魚等綜合利用目的服務(wù)的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱水電站樞紐或水利樞紐。 作用將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施 。一般包括由擋水、泄水建筑物形成的水 劉家峽水電站庫和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機(jī)電設(shè)備等。水庫的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能,再經(jīng)升壓變壓器、開關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng)。 編輯本段歷史1878年法國建成世界第一座水電站。20世紀(jì)30年代后,水電站的數(shù)量和裝機(jī)容量均有很大發(fā) 石龍壩水電站展。80年代末,世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家,如瑞士和法國的水能資源已幾近全部開發(fā)。20世紀(jì)世界裝機(jī)容量最大的水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站,裝機(jī)1260萬千瓦。世界第一座抽水蓄能電站是瑞士于1879年建成的勒頓抽水蓄能電站。世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站是1985年投產(chǎn)的美國巴斯康蒂抽水蓄能電站。世界第一座潮汐電站于1913年建于德國北海之濱。最大的潮汐電站是法國建于圣瑪珞灣的朗斯潮汐電站,裝機(jī)24萬千瓦。日本在1978年建成的海明號波浪發(fā)電試驗(yàn)船則是世界上第一座大型波能發(fā)電站。中國大陸最早建成的水電站是云南省昆明市郊的石龍壩水電站(1912)。中國1988年竣工的湖北葛洲壩水利樞紐,裝機(jī)271.5萬千瓦。中國1986年在浙江省建成試驗(yàn)性的江廈潮汐電站,裝機(jī)3200千瓦。中國的廣州抽水蓄能電站,一期工程裝機(jī)120萬千瓦,計(jì)劃在90年代完工。1994年已開工興建的三峽水利樞紐建成后,裝機(jī)容量為1786萬千瓦,將是世界上最大的水電站。 類型按水能來源分為利用河流、湖泊水能的常規(guī)水電站;利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫,待電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的抽水蓄能電站;利用海洋潮汐能發(fā)電的潮汐電站;利用海洋波浪能發(fā)電的 貓?zhí)蛹t巖水電站波浪能電站。按對天然徑流的調(diào)節(jié)方式分為:沒有水庫或水庫很小的徑流式水電站,水庫有一定調(diào)節(jié)能力的蓄水式水電站。 按水電站水庫的調(diào)節(jié)周期分為多年調(diào)節(jié)水電站、年調(diào)節(jié)水電站、周調(diào)節(jié)水電站和日調(diào)節(jié)水電站。年調(diào)節(jié)水電站是將一年中豐水期的水貯存起來供枯水期發(fā)電用。其余調(diào)節(jié)周期的水電站含義類推。 按發(fā)電水頭分為高水頭水電站、中水頭水電站和低水頭水電站。世界各國對此無統(tǒng)一規(guī)定。中國稱水頭70米以上的電站為高水頭電站,水頭7030米的電站為中水頭電站,水頭30米以下的電站為低水頭電站。按裝機(jī)容量分為大型、中型和小型水電站。 中國規(guī)定裝機(jī)容量大于75萬千瓦為大(1)型水電站,75萬25萬千瓦為大(2)型水電站,25萬2.5萬千瓦為中型水電站,2.5萬0.05萬千瓦為小(1)型水電站,小于0.05萬千瓦為小(2)型水電站。按發(fā)電水頭的形成方式分為:以壩集中水頭的壩式水電站、以引水系統(tǒng)集中水頭的引水式水電站,以及由壩和引水系統(tǒng)共同集中水頭的混合式水電站。 利用水源性質(zhì)可分為三類: 常規(guī)水電站 石龍壩水電站 利用天然河流、湖泊等水源發(fā)電。 抽水蓄能電站 利用電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時(shí)多余的電力,將低處下水庫的水抽到高處上水庫存蓄,待電 水電站組成框圖網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)放水發(fā)電,尾水至下水庫,從而滿足電網(wǎng)調(diào)峰等電力負(fù)荷的需要。 潮汐電站 利用海潮漲落所形成的潮汐能發(fā)電。 調(diào)節(jié)能力按照水電站對天然水流的利用方式和調(diào)節(jié)能力,可以分為兩類: 徑流式水電站 沒有水庫或水庫庫容很小,對天然水量無調(diào)節(jié)能力或調(diào)節(jié)能力很小的水電站。 蓄水式水電站 設(shè)有一定庫容的水庫,對天然水流具有不同調(diào)節(jié)能力的水電站。 工程建設(shè)還常采用的分類方法: 開發(fā)方式即按集中水頭的手段和水電站的工程布置,可分為壩式水電站、引水式水電站和壩引水混合式水電站三種基本類型。這是工程建設(shè)中最通用的分類方法。 用水頭的大小 可分為高水頭、中水頭和低水頭水電站。世界上對水頭的具體劃分沒有統(tǒng)一的規(guī)定。有的國家將水頭低于 15m作為低水頭水電站,1570m為中水頭水電站,71250m為高水頭水電站, 蘇丹麥洛維水電站水頭大于250m時(shí)為特高水頭水電站。中國通常稱水頭大于70m為高水頭水電站,低于30m為低水頭水電站,3070m為中水頭水電站。這一分類標(biāo)準(zhǔn)與水電站主要建筑物的等級劃分和水輪發(fā)電機(jī)組的分類適用范圍,均較適應(yīng)。 裝機(jī)容量的大小可分為大型、中型和小型水電站。各國一般把裝機(jī)容量5000kW以下的水電站定為小水電站,500010萬kW為中型水電站,10萬100萬kW為大型水電站,超過100萬kW的為巨型水電站。中國規(guī)定將水電站分為五等,其中:裝機(jī)容量大于75萬kW為一等大(1)型水電站,75萬25萬kW為二等大(2)型水電站,25萬2.5萬kW為三等中型水電站,2.5萬0.05萬kw為四等小(1)型水電站,小于0.05萬kW為五等小(2)型水電站;但統(tǒng)計(jì)上常將1.2萬kW以下作為小水電站。 建筑物特點(diǎn)通常用壩攔蓄水流、抬高水位形成水庫,并修建溢流壩、溢洪道、泄水孔、泄洪洞(見水工隧洞)等泄水建筑物宣泄多余洪水。水電站引水建筑物可采用渠道、隧洞或壓力鋼管,其首部建筑物稱進(jìn)水口。水電站廠房分為主廠房和副廠房,主廠房包括安裝水輪發(fā)電機(jī)組或抽水蓄能機(jī)組和各種輔助設(shè)備的主機(jī)室,以及組裝、檢修設(shè)備的裝配場。副廠房包括水電站的運(yùn)行、控制、試驗(yàn)、管理和操作 水電站人員工作、生活的用房。引水建筑物將水流導(dǎo)入水輪機(jī),經(jīng)水輪機(jī)和尾水道至下游。當(dāng)有壓引水道或有壓尾水道較長時(shí),為減小水擊壓力常修建調(diào)壓室。而在無壓引水道末端與發(fā)電壓力水管進(jìn)口的連接處常修建前池。為了將電廠生產(chǎn)的電能輸入電網(wǎng)還要修建升壓開關(guān)站。此外,尚需興建輔助性生產(chǎn)建筑設(shè)施及管理和生活用建筑。 機(jī)電設(shè)備將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)電設(shè)備稱水電站動(dòng)力設(shè)備。其在常規(guī)水電站和潮汐電站為水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)組成的水輪發(fā)電機(jī)組,及附屬的調(diào)速器、油壓裝置、勵(lì)磁設(shè)備等。抽水蓄能電站的動(dòng)力設(shè)備為由水泵水輪機(jī)和水輪發(fā)電電動(dòng)機(jī)組成的抽水蓄能機(jī)組及其附屬的電氣、機(jī)械設(shè)備。水電站的電氣裝置除水輪發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備外,還包括發(fā)電機(jī)電壓配電設(shè)備、升壓變壓器、高壓配電裝置和監(jiān)視、控制、測量、信號和保護(hù)性電氣設(shè)備等。 水電站的總裝機(jī)容量P由下式計(jì)算: P = 9.81QH 式中 Q通過水輪機(jī)的水流量,m3/s; H水電站的水頭,m 水電站的總效率,一般為0.850.86 編輯本段原理將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施 。一般包括由擋水、泄水建筑物形成的水庫和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機(jī)電設(shè)備等。水庫的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能,再經(jīng)升壓變壓器、開關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng)。 水的落差在重力作用下形成動(dòng)能,從河流或水庫等高位水源處向低位處引水,利用水的壓力或者流速?zèng)_擊水輪機(jī),使之旋轉(zhuǎn),從而將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,然后再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn),切割磁力線產(chǎn)生交流電。 而低位水通過吸收陽光進(jìn)行水循環(huán)分布在地球各處,從而回復(fù)高位水源。 展望今后在水力資源豐富而又未充分開發(fā)的國家(如中國),常規(guī)水電站的建設(shè)將穩(wěn)步增長。大型電站的機(jī)組單機(jī)容量將向巨型化發(fā)展。同時(shí),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源日益緊張,小水電將受到各國的重視。由于電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相的需要,抽水蓄能電站將有較快的發(fā)展。而潮汐電站和波浪能電站的建設(shè)由于受建站條件及造價(jià)等因素制約,在近期內(nèi)不會(huì)有大幅度的增長。各類電站的自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化將進(jìn)一步完善和推廣。 中國水電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀水電是清潔能源,可再生、無污染、運(yùn)行費(fèi)用低,便于進(jìn)行電力調(diào)峰,有利于提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合效益。在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下,世界各國普遍優(yōu)先開發(fā)水電大力利用水能資源。 中國不論是水能資源蘊(yùn)藏量,還是可能開發(fā)的水能資源,都居世界第一位。截至2007年,中國水電總裝機(jī)容量已達(dá)到1.45億千瓦,水電能源開發(fā)利用率從改革開放前的不足10%提高到25%。水電事業(yè)的快速發(fā)展為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn),同時(shí)還帶動(dòng)了中國電力裝備制造業(yè)的繁榮。三峽機(jī)組全部國產(chǎn)化,邁出了自主研發(fā)和創(chuàng)新的可喜一步。小水電設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備制造也已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,使中國成為小水電行業(yè)技術(shù)輸出國之一。 此外,中國水電產(chǎn)業(yè)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增長較快。2007年1-11月,中國水力發(fā)電行業(yè)累計(jì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值93,826,334千元,比上年同期增長了20.88%;累計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入89,240,772千元,比上年同期增長了20.17%;累計(jì)實(shí)現(xiàn)利潤總額24,689,815千元,比上年同期增長了35.91%。2008年1-8月,中國水力發(fā)電行業(yè)累計(jì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值77,284,104千元,比上年同期增長了25.14%;累計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入78,176,606千元,比上年同期增長了26.59%;累計(jì)實(shí)現(xiàn)利潤總額18,007,801千元,比上年同期增長了14.03%。 中國經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期,在國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長、工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快的同時(shí),資源和環(huán)境制約趨緊,能源供應(yīng)出現(xiàn)緊張局面,生態(tài)環(huán)境壓力持續(xù)增大。據(jù)此,加快西部水力資源開發(fā)、實(shí)現(xiàn)西電東送,對于解決國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源短缺問題、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展,無疑具有非常重要的意義。另外,大力發(fā)展水電事業(yè)將有利于縮小城鄉(xiāng)差距、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件,對于推進(jìn)地方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高農(nóng)民收入,加快脫貧步伐、促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定,具有不可替代的作用。水電開發(fā)通過投資拉動(dòng)、稅收增加和相關(guān)服務(wù)業(yè)的發(fā)展,將把地方資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,以此帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成支撐力強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)集群,有力促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。 運(yùn)行運(yùn)行的原則是要在經(jīng)濟(jì)合理地利用水力資源、保證 水輪機(jī)電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上,全面實(shí)現(xiàn)安全、滿發(fā)、經(jīng)濟(jì)、多供的要求。水電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)相、備用等任務(wù)。一般在洪水期間應(yīng)充分利用水量,使全部機(jī)組投入運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)滿發(fā)、多供,承擔(dān)電力系統(tǒng)基荷;在水庫供水期間運(yùn)行時(shí),應(yīng)盡量利用水頭,承擔(dān)電力系統(tǒng)的腰荷和尖峰負(fù)荷,充分利用可調(diào)出力,起到系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用的作用。 水電站運(yùn)行時(shí),會(huì)受到不同河流之間補(bǔ)償調(diào)節(jié)的影響;同一河流梯級開發(fā)時(shí)徑流調(diào)節(jié)的影響;以及電力系統(tǒng)中,火電廠、水電站之間電力補(bǔ)償?shù)挠绊?。在選擇運(yùn)行方式時(shí),必須考慮這些因素。 水電站運(yùn)行包括正常運(yùn)行、特殊運(yùn)行、異常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。要使水電站正常運(yùn)行,需注意電站的檢修。 正常運(yùn)行可由自動(dòng)和手動(dòng)實(shí)現(xiàn)開機(jī)、停機(jī),并由遠(yuǎn)方通過功率給定裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)組帶負(fù)荷。運(yùn)行中要注意: 1、機(jī)組冷卻風(fēng)溫變化對運(yùn)行的影響; 2、電力系統(tǒng)電壓變化對機(jī)組運(yùn)行的影響; 3、電力系統(tǒng)頻率變化對機(jī)組運(yùn)行的影響; 3、功率因數(shù)變化對機(jī)組運(yùn)行的影響。 特殊和異常運(yùn)行特殊運(yùn)行包括調(diào)相運(yùn)行和進(jìn)相運(yùn)行。前者指發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中功率因數(shù)發(fā)生變化并降至零時(shí),電力系統(tǒng)需要補(bǔ)充無功功率,以調(diào)整系統(tǒng)的電壓值回復(fù)到允許水平。這時(shí),水電站的發(fā)電機(jī)需降低有功功率作調(diào)相運(yùn)行。通常采用壓水調(diào)相(即向水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)輪室通入壓縮空氣以降低轉(zhuǎn)輪室水位)。進(jìn)相運(yùn)行是電力系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),容性無功容量過剩,就人為造成發(fā)電機(jī)從電力系統(tǒng)吸收無功功率,以降低系統(tǒng)某些點(diǎn)的過高的電壓。異常運(yùn)行指電站機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)異?;蚴鹿剩@時(shí)應(yīng)采取緊急措施,盡量避免事故擴(kuò)大,并減少事故對系統(tǒng)的影響。 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則是根據(jù)電力系統(tǒng)對水電站分配的負(fù)荷,合理選擇機(jī)組的運(yùn)行臺數(shù)和機(jī)組間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配,用較少的水,發(fā)出盡可能多的電。主要措施是實(shí)行水庫的合理調(diào)度,保持水電站于高水位運(yùn)行。另外,在一定負(fù)荷下,合理選擇開機(jī)臺數(shù),控制機(jī)組在高效率區(qū)運(yùn)行等也是有效措施。 維護(hù)包括檢查和維修。 蘇丹麥洛維水電站 檢查檢查分為: 1、每12周一次的巡視。內(nèi)容是在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下,通過觀察和常備的儀表檢查有無異常情況,并進(jìn)行注油和清掃。 2、每13年一次的定期常規(guī)檢修。是在停機(jī)情況下,主要從外部進(jìn)行檢查和測量。 3、每510年進(jìn)行一次定期詳細(xì)停機(jī)檢修。 維修1、臨時(shí)維修。即發(fā)現(xiàn)異?;蚬收纤鞯募皶r(shí)修理。 2、計(jì)劃維修。為保證安全而進(jìn)行的預(yù)防性維修和恢復(fù)性維修。這種維修需根據(jù)檢查結(jié)果按計(jì)劃進(jìn)行。水電站的檢修除臨時(shí)檢修外,均應(yīng)安排在枯水季節(jié)進(jìn)行,并在洪水季到來之前完成。 隨著水電站運(yùn)行水平的提高,維護(hù)業(yè)務(wù)趨于集中化,即將鄰近幾個(gè)水電站集中在一個(gè)維修站進(jìn)行檢查和維修。這種方式不僅可節(jié)省人力,還可使水電站維修水平一致。 優(yōu)缺點(diǎn)有利方面1、清潔:水能為可再生能源,基本無污染。 2、營運(yùn)成本低,效率高; 3、可按需供電; 4、取之不盡、用之不竭、可再生 5、控制洪水泛濫 6、提供灌溉用水 7、改善河流航動(dòng) 8、有關(guān)工程同時(shí)改善該地區(qū)的交通、電力供供應(yīng)和經(jīng)濟(jì),特別可以發(fā)展旅游業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖。 不利方面1、生態(tài)破壞:大壩以下水流侵蝕加劇,河流的變化及對動(dòng)植物的影響等。不過,這些負(fù)面影響是可預(yù)見并減小的。如水庫效應(yīng) 2、需筑壩移民等,基礎(chǔ)建設(shè)投資大 3、降水季節(jié)變化大的地區(qū),少雨季節(jié)發(fā)電量少甚至停發(fā)電 4、下游肥沃的沖積土減少水電站分類 水電站的分類方式很多,如按工作水頭分為低水頭、中水頭和高水頭水電站;按水庫的調(diào)節(jié)能力分為無調(diào)節(jié)(徑流式)和有調(diào)節(jié)(日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié))水電站;按在電力系統(tǒng)中的作用分為基荷、腰荷及峰荷水電站等。 一、壩式水電站 三峽水利樞紐壩式水電站靠壩來集中水頭。其中最常見的布置方式是水電站廠房位于非溢流壩壩址處,此稱為壩后式水電站,如湖北丹江口水電站。我國正在興建的三峽水電站也采用這種布置。這種水電站常建于河流中、上游的高山峽谷中,集中的落差為中、高水頭。當(dāng)河谷較窄而水電站機(jī)組較多、溢流壩和廠房并排布置有困難時(shí),可將廠房布置在溢流壩下游:或者讓溢流水舌挑越廠房頂泄入下游河道,或者讓廠房頂兼作溢洪道渲泄洪水。前者稱為挑越式水電站,如貴州烏江渡水電站;后者稱為廠房頂溢流式水電站,如浙江新安江水電站。當(dāng)壩體足夠大時(shí),還可將廠房移至壩體空腹內(nèi),成為壩內(nèi)式水電站,如廠房位于溢流壩壩體內(nèi)的江西上猶江水電站,和廠房位于空腹重力拱壩內(nèi)的湖南鳳灘水電站。采用當(dāng)?shù)夭牧蠅螘r(shí),廠房可布置在壩趾,由穿過壩基的引水道供水:或布置在壩下游河岸上,由穿過壩肩山體的引水隧洞供水。采用輕型壩時(shí),廠房位置可因壩型、地形的不同而異,布置更為靈活,除上述各種布置方式外,還有頗具特色的安徽佛子嶺水電站的連拱壩拱內(nèi)廠房等。二、河床式水電站葛洲壩水利樞紐河床式水電站的特點(diǎn)是:位于河床內(nèi)的水電站廠房本身起擋水作用,從而成為集中水頭的擋水建筑物之一,如廣西西津水電站。這類水電站一般見于河流中、下游,水頭較低,流量較大。河床式水電站樞紐最常見的布置方式是泄水閘(或溢流壩)在河床中部,廠房及船閘分踞兩岸,廠房與泄水閘之間用導(dǎo)流墻隔開,以防泄洪影響發(fā)電。當(dāng)泄水閘和廠房均較長,布置上有困難時(shí),可將廠房機(jī)組段分散于泄水閘閘墩內(nèi)而成為閘墩式廠房,如寧夏青銅峽水電站:或通過廠房渲泄部分洪水而成為泄水式廠房(也稱混合式廠房),如湖北葛洲壩水利樞紐大江、二江電廠的廠房內(nèi)均設(shè)有排沙底孔,泄水沖沙。這兩種布置方式在泄洪時(shí)還可因射流獲得增加落差的效益。三、引水式水電站引水式水電站的引水道較長,并用來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,又分為有壓引水式水電站及無壓引水式水電站。這種水電站常見于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域開發(fā)方案,最高水頭己達(dá)1767米 (奧地利萊塞克水電站),我國廣西天湖水電站最大靜水頭也達(dá)1074米 。該水電站的建筑物包括水庫、攔河壩、泄水道、水電站進(jìn)水口、有壓引水道(壓力隧洞)、調(diào)壓室、壓力管道、廠房樞紐(含變電、配電建筑物)以及尾水渠。壩式、河床式及引水式水電站雖各具特點(diǎn),但有時(shí)它們之間卻難以明確劃分。從水電站建筑物及其特征的觀點(diǎn)出發(fā),一般把引水式開發(fā)及筑壩引水混合式開發(fā)的水電站統(tǒng)稱為引水式水電站。此外,某些壩式水電站也可能將廠房布里在下游河岸上,通過在山體中開鑿的引水道供水,這時(shí)水電站建筑物及其特征與引水式水電站相似。因此,掌握引水式水電站的組成建筑物及其特性對研究各類水電站有舉一反三的重要作用。 水力發(fā)電廠的分類按利用能源的類型,水電廠可分為常規(guī)水電廠(包括梯級水電廠)、抽水蓄能電廠、潮汐電站和波浪能電站。常規(guī)水電廠又可按水頭集中方式、水庫調(diào)節(jié)徑流性能和裝機(jī)規(guī)模的區(qū)別分類。其中按水頭集中方式可劃分為壩式水電廠、引水式水電廠和混合式水電廠;按水庫調(diào)節(jié)徑流性能可劃分為多年調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電廠和不調(diào)節(jié)徑流的徑流式水電廠;按單廠裝機(jī)容量規(guī)模分類,我國現(xiàn)行的劃分標(biāo)準(zhǔn)是單廠裝機(jī)容量250MW及以上的為大型,250MW以下至25MW的為中型,小于25MW的為小型。1壩式水電廠壩式水電廠或稱壩庫式、堤壩式、蓄水式水電廠,是水電開發(fā)的基本方式之一。壩式水電廠是由河道上的擋水建筑物壅高水位而集中水頭的水電廠。當(dāng)水頭不高且河道較寬時(shí),用廠房作為擋水建筑物的一部分,這類水電廠又稱河床式水電廠,也屬于壩式水電廠。壩式水電廠的發(fā)電廠房有壩后式、壩內(nèi)式、溢流式、岸邊式、地下式和河床式幾種類型。2引水式水電廠引水式水電廠是水電開發(fā)的基本形式之一。這類水電,宜建在河道坡降較陡的河段或大河灣處,在河段上游筑壩引水,用引水渠道、隧洞、壓力水管等將水引到河段下游,用以集中水頭發(fā)電。這類水電廠大都為高水頭水電廠??缌饔蛞l(fā)電的水電廠必然是引水式水電廠。3混合式水電廠混合式水電廠或稱水庫引水式水電廠,這類水電廠由擋水建筑物和引水系統(tǒng)共同集中發(fā)電水頭,并由水庫調(diào)節(jié)徑流發(fā)電。4徑流式水電廠式水電廠,是在河道中攔河筑低壩或閘,基本不調(diào)節(jié)徑流,靠天然徑流發(fā)電的水電廠。當(dāng)來水流量大于水輪機(jī)過水能力時(shí),水電廠滿出力運(yùn)行,多余水量經(jīng)泄水建筑物直接泄向下游,稱為棄水;當(dāng)來水流量小于水輪機(jī)過水能力時(shí),則有部分發(fā)電機(jī)組容量來被利用。水電廠的這種運(yùn)行方式稱為徑流發(fā)電。5梯級水電,梯級水電廠是分布在一條河流上下游有水流聯(lián)系的水電廠群,其各級水電廠可以是壩式、引水式或混合式水電廠等不同類型。各類水電廠都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),建設(shè)梯級水電廠可以互相取長補(bǔ)短,取得提高資源利用率,協(xié)調(diào)水資源綜合利用之間的矛盾,縮短總工期,減少總投資等梯級效益。6抽水蓄能電廠抽水蓄能電廠建有上下兩座水庫,其間用壓力隧洞或壓力水管相連接。它是利用電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)的剩余電力從下庫抽水雷存到上庫,在高峰負(fù)荷時(shí)從上庫放水至下庫發(fā)電的水電廠。抽水蓄能電廠是電力系統(tǒng)的填谷調(diào)峰電源,它與火電、核電配合運(yùn)行,可節(jié)省火電機(jī)組低出力運(yùn)行時(shí)的高燃料消耗和機(jī)組起停時(shí)額外的燃料消耗,減少火電機(jī)組的起停次數(shù),使核電機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。抽水蓄能電廠具有起停靈活,增減工作出力快的優(yōu)點(diǎn)。另外,這類電廠還可承擔(dān)電力系統(tǒng)的負(fù)荷備用、事故備用和調(diào)頻、調(diào)相的任務(wù)。抽水蓄能電廠按開發(fā)方式可分成純抽水蓄能、混合式和調(diào)水式三種類型。中文名稱:壩式水電站 英文名稱:dam-type hydropower station 定義1:在河道上攔河筑壩壅高水位,形成發(fā)電水頭的水電站。這種水電站一般修建在比降較緩或流量甚大的河流上,是河流水電開發(fā)中廣泛采用的一種形式。 所屬學(xué)科:電力(一級學(xué)科);電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工(二級學(xué)科) 定義2:以壩集中水頭生產(chǎn)電能的水電站。 所屬學(xué)科:資源科技(一級學(xué)科);水資源學(xué)(二級學(xué)科)本內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布簡介由河道上的擋水建筑物壅高水位而集中發(fā)電水頭的水電站。壩式水電站由擋水建筑物、泄水建筑物、壓力管道、廠房及機(jī)電設(shè)備等組成。由壩作擋水建筑物時(shí)多為中高水頭水電站。由閘作擋水建筑物時(shí)多為低水頭水電站。當(dāng)水頭不高且河道較寬闊時(shí),可用廠房作為擋水建筑物的一部分,這類水電站又稱河床式水電站,也屬壩式水電站。壩式水電站和引水式水電站是水電開發(fā)的兩種基本方式。壩式水電站適宜建在河道坡降較緩且流量較大的河段。由擋水建筑物形成的水庫??烧{(diào)節(jié)徑流,其調(diào)節(jié)能力取決于調(diào)節(jié)庫容與入庫徑流比值的大小。不少壩式水電站具有多年調(diào)節(jié)和年調(diào)節(jié)的水庫,也有的壩式水電站水庫容積很小,只能進(jìn)行日調(diào)節(jié)甚至不能調(diào)節(jié)徑流。不調(diào)節(jié)徑流的水電站稱為徑流式水電站。 特點(diǎn)壩式水電站具有以下特點(diǎn):具有日調(diào)節(jié)以上性能時(shí),適宜擔(dān)任電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和備用任務(wù),可增大電站的電力效益和提高供電質(zhì)量。樞紐布置集中,便于運(yùn)行管理。不會(huì)像引水式水電站那樣要出現(xiàn)脫水河段,相反其庫區(qū)可增加河道水深,有利于通航。對調(diào)節(jié)性能好的水電站,庫水位變幅較大,低水位時(shí)減少了利用水頭,有時(shí)會(huì)影響通航,在水輪機(jī)選擇時(shí)要考慮低水頭的影響。水庫淹沒損失大。 分類按照水電站主要建筑物攔河壩與水電站廠房的相對位置,可分為壩后式和河床式兩大類。壩后式水電 壩式水電站站:廠房布置在壩體下游側(cè),并通過壩體引水發(fā)電,廠房本身不承受上游水壓力的水電站。壩后式水電站廠房在樞紐總體布置中的位置,可以根據(jù)壩址區(qū)的地形、地質(zhì)、壩的形式等條件選定。其中,壩型對廠房的布置常起決定性的作用。一般的壩后式水電站廠房建在混凝土壩的壩趾附近;如混凝土的壩體足夠大,可以將廠房布置在壩內(nèi)空腔中,稱為壩內(nèi)式水電站;當(dāng)擋水壩為支墩壩或連拱壩時(shí),還可將廠房布置在支墩間;如河谷較窄而水電站的機(jī)組較多,溢流建筑物與廠房的布置有矛盾時(shí),將廠房布置在溢流壩的下游,溢流水舌流經(jīng)廠房頂或從廠房上空挑越至下游河床,稱溢流式水電站。河床式水電站:水電站廠房和壩、溢洪道等建筑物均建造在河床中,廠房本身承受上游水壓力,起擋水 壩式水電站作用,成為水庫擋水建筑物的一部分,從而節(jié)省水電站擋水建筑物的總造價(jià),適用于水頭低于3040m,用低壩開發(fā)的壩式水電站。有時(shí),為了泄洪、排沙的需要,將廠房的機(jī)組布置在溢洪道中加寬了的閘墩內(nèi);有時(shí),在機(jī)組蝸殼的上部或下部設(shè)排沙、泄洪的泄水底孔,并利用泄水底孔的射流降低尾水位、增加電站水頭和機(jī)組出力。 上述壩式水電站各類形式的名稱常與相應(yīng)的廠房分類名稱相似,例如壩后式水電站(壩后式廠房)、壩內(nèi)式水電站(壩內(nèi)式廠房)、溢流式水電站(溢流式廠房)、河床式水電站(河床式廠房)等(見水電站廠房)。 適用條件壩式水電站適于河道坡度較緩、有筑壩建庫條件的河段。其中,壩后式水電站的壩上游有較大容量的蓄 壩式水電站水庫可以調(diào)節(jié)流量,有利于加大電站的裝機(jī)容量,能適應(yīng)電力系統(tǒng)的調(diào)峰要求,水能的利用較充分,綜合利用的效益也高,??杉劝l(fā)揮防洪作用,又滿足其他興利要求。其缺點(diǎn)是水庫有淹沒損失和城鄉(xiāng)居民搬遷安置的困難,故高壩大庫的壩后式水電站僅適于建造在高山峽谷、淹沒較小的地區(qū)。河床式水電站只建有低壩,水庫容量和調(diào)節(jié)能力均較小,主要依靠河流的天然流量發(fā)電,所以又稱徑流式水電站。由于棄水較多,水能利用受到較大限制,綜合效益相對較小,但淹沒損失和移民安置的困難也較小,適于建造在平原或丘陵地區(qū),河道坡度較緩,而抬高水位會(huì)顯著增加兩岸城鄉(xiāng)淹沒損失的河段上。 現(xiàn)狀與展望世界上已建的大型壩后式水電站,如巴西與巴拉圭的伊泰普水電站,裝機(jī)容量達(dá)1260萬kW;美國的大古力水電站、蘇聯(lián)的薩揚(yáng)舒申斯克水電站,裝機(jī)容量都在600萬kW以上。已建的大型河床式水電站,如蘇聯(lián)的伏 壩式水電站爾加格勒水電站,裝機(jī)容量230萬kW。 中國已建成有多種壩型、各種布置形式的壩式水電站。其中,常規(guī)的壩后式水電站如豐滿水電站、東江水電站、龍羊峽水電站;壩內(nèi)式水電站如上猶江、鳳灘等水電站;溢流式水電站如新安江水電站、烏江渡水電站(廠房頂挑流式)。已建成的河床式水電站如葛洲壩水利樞紐、富春江、西津、青銅峽等水電站。 中國在開發(fā)豐富的水力資源時(shí),壩式水電站的前景將有以下三方面:盡先在長江、黃河、紅水河等河流的干支流上游、人口稀少、淹沒損失較小的高山峽谷河段上興建高壩大庫的壩式水電站和壩引水混合式水電站;在江河中、下游及沿海人口稠密的河口附近,在適當(dāng)條件下興建低水頭、大流量的壩式水電站;對20世紀(jì)50年代前后修建的壩式水電站進(jìn)行改建、擴(kuò)建,以增大其發(fā)電能力。1 引水式水電站科技名詞定義中文名稱:引水式水電站 英文名稱:diversion type hydropower station 定義1:用引水道如明渠、隧洞、管道等集中河流的流量和水頭的水電站。多建在坡度較陡的河段。 所屬學(xué)科:電力(一級學(xué)科);電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工(二級學(xué)科) 定義2:用明渠、隧洞、管道、渡槽等引水建筑物集中水頭的水電站。 所屬學(xué)科:水利科技(一級學(xué)科);水力發(fā)電(二級學(xué)科);水能利用(三級學(xué)科) 本內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布 2 百科名片引水式水電站是自河流坡降較陡、落差比較集中的河段,以及河灣或相鄰兩河河床高程相差較大的地方,利用坡降平緩的引水道引水而與天然水面形成符合要求的落差(水頭)發(fā)電的水電站。簡介引水式水電站 diversion type hydropower station 自河流坡降較陡、落差比較集中的河段,以及河灣或相鄰兩河河床高程相差 引水式水電站較大的地方,利用坡降平緩的引水道引水而與天然水面形成符合要求的落差(水頭)發(fā)電的水電站。 水電站的裝機(jī)容量主要取決于水頭和

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