精選水電廠設(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)和基本原理

水電廠設(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)和基本原理

2017目錄/Contents01020304水機(jī)設(shè)備組成及用途電氣設(shè)備組成及基本原理輔助設(shè)備組成及作用水電站基本類型01水電站基本類型河床式水電站水電站基本類型河床式水電站的引用流量一般較大，屬于低水頭大流量型水電站。其特點(diǎn)是：廠房與壩一起建在河床上，廠房本身承受上游水壓力，并成為擋水建筑物的一局部，一般不設(shè)專門的引水管道，水流直接從廠房上游進(jìn)水口進(jìn)入水輪機(jī)。壩后式水電站水電站基本類型壩后式水電站一般修建在河流中上游的山區(qū)峽谷地段，受水庫淹沒限制相對較小，所以壩可建得較高，水頭也較大。由于水頭較高，廠房不能承受上游過大水壓力而建在壩后〔壩下游〕。其特點(diǎn)是：水電站廠房布置在壩后，廠壩之間常用縫分開，上游水壓力全部由壩承擔(dān)。壩內(nèi)式水電站水電站基本類型壩內(nèi)式水電站是指將廠房布置在攔河壩體內(nèi)部，采用如此布置主要是由于河谷狹窄缺乏以布置壩后式廠房，而壩高足夠允許在壩內(nèi)留出一定大小的空腔布置廠房。由于壩內(nèi)式水電站的廠房布置在溢流壩內(nèi)，壩體內(nèi)部的空腔削弱了壩體強(qiáng)度，并使得壩體應(yīng)力復(fù)雜化。由于廠房尺寸受到壩體尺寸的限制，因此此類水電站的機(jī)電設(shè)備選擇在尺寸上也受到相應(yīng)的限制。引水式水電站水電站基本類型發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水和進(jìn)水建筑物，廠房上游不承受水壓力，廠房布置在引水系統(tǒng)末端的的河岸上。由于廠房布置在地面的河岸上，因此稱為引水河岸式水電站。抽水蓄能電站水電站基本類型抽水蓄能電站可認(rèn)為是一種特殊類型的水電站。水電機(jī)組具備啟停迅速、運(yùn)行靈活，適宜擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用負(fù)荷等特點(diǎn)，而抽水蓄能機(jī)組可將水電機(jī)組上述特點(diǎn)發(fā)揮到極致。抽水蓄能電站不是為了開發(fā)水能資源向系統(tǒng)提供電能，而是以水體為貯能介質(zhì)，對電力系統(tǒng)起到調(diào)節(jié)作用。抽水蓄能電站包括抽水蓄能和放水發(fā)電兩個(gè)過程，它有上下兩個(gè)水庫，一般用壓力管道相連，蓄能電站廠房建在離下水庫不遠(yuǎn)的地下山體內(nèi)。在系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)，利用系統(tǒng)多余的電能帶動(dòng)泵站機(jī)組〔電動(dòng)機(jī)+水泵〕將下庫的水抽到上庫，以水的勢能形式儲(chǔ)存起來；當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷頂峰時(shí)，將上庫的水放下來推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組〔水輪機(jī)+發(fā)電機(jī)〕發(fā)電，以補(bǔ)充系統(tǒng)中電能的缺乏。由于抽水蓄能電站較之常規(guī)水電站可運(yùn)行的工況更多，因此其在對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能上更為靈活。02水機(jī)設(shè)備組成及用途水機(jī)設(shè)備組成及用途水輪機(jī)調(diào)速器水機(jī)設(shè)備組成主閥水輪機(jī)的類型和應(yīng)用范圍1水輪機(jī)水輪機(jī)的基本類型、常見水輪機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍、水輪機(jī)參數(shù)和型號立式混流式水輪機(jī)構(gòu)成部件的介紹轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、引水機(jī)構(gòu)、泄水部件及其他部件水機(jī)設(shè)備組成及用途

水輪機(jī)按工作原理分為兩大類，即還擊式水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)。1〕還擊式水輪機(jī)。轉(zhuǎn)輪利用水流的壓力能和動(dòng)能做功的水輪機(jī)稱為還擊式水輪機(jī)。2〕沖擊式水輪機(jī)。轉(zhuǎn)輪只利用水流的動(dòng)能作功的水輪機(jī)稱為沖擊式水輪機(jī)。水機(jī)機(jī)的基本類型常見水輪機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍轉(zhuǎn)輪型式一般適應(yīng)水頭〔m〕特點(diǎn)混流式25～450結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠、效率高、應(yīng)用水頭范圍廣，一般適用于中高水頭水電站。軸流定槳式3～50結(jié)構(gòu)簡單，但高效率區(qū)范圍較窄，適用于負(fù)荷及水頭邊幅較小的水電站。軸流轉(zhuǎn)槳式2～88結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由于導(dǎo)葉和槳頁能雙重調(diào)節(jié)，因此具有較大范圍的高效率區(qū)，適用于低水頭、大流量和負(fù)荷變化較大的水電站。斜流式40～200也可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪葉片雙重調(diào)節(jié)，具有較寬的高效率區(qū)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，一般用于大、中型水電站。貫流式2～30一般具有較高的效率，適用于低水頭、大流量的河床式水電站。水斗式40～2000適用于高水頭、小流量的水電站。斜擊式25～300一般適用于中小型水電站。雙擊式5～150結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但效率低，一般適用于小型水電站?？赡婊炝魇剿盟啓C(jī)50～700適用于抽水蓄能電站，兼有水輪機(jī)和水泵的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)使得水流方向相反，從而實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)和水泵的功能。

水輪機(jī)產(chǎn)品型號由三局部組成，各局部用一短線分開。水輪機(jī)型號排列順序如下：水輪機(jī)的型號的含義例：HL180—LJ—550：表示混流式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號為180，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪公稱直徑為550cm。

轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能的核心部件，要求轉(zhuǎn)輪具有良好的水力性能，足夠的強(qiáng)度和剛度?；炝魇剿啓C(jī)轉(zhuǎn)輪一般有上冠3、葉片4、下環(huán)7、止漏裝置2和6、泄水錐5和減壓裝置1組成。立式混流式水輪機(jī)構(gòu)成部件——轉(zhuǎn)輪

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主要組成局部包括頂蓋、底環(huán)、控制環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)〔包括導(dǎo)葉臂、連桿、連接板〕和接力器等部件。立式混流式水輪機(jī)構(gòu)成部件——導(dǎo)水機(jī)構(gòu)控制環(huán)導(dǎo)葉連桿活動(dòng)導(dǎo)葉導(dǎo)葉套筒頂蓋底環(huán)作用：調(diào)節(jié)通過機(jī)組過流系統(tǒng)的水的流量，到達(dá)控制機(jī)組轉(zhuǎn)速的目的。

混流式水輪機(jī)的引水部件主要由金屬蝸殼、座環(huán)和基礎(chǔ)環(huán)組成。水輪機(jī)的泄水部件主要由尾水管、泄水錐組成。立式混流式水輪機(jī)構(gòu)成部件——引水部件及泄水部件引水部件作用：以較小的水力損失把水流均勻地、對稱地引入導(dǎo)水部件，并在進(jìn)入導(dǎo)葉前形成一定的環(huán)量。泄水部件作用：引導(dǎo)水流進(jìn)入下游，尾水管同時(shí)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(fù)轉(zhuǎn)輪出口處的局部動(dòng)能損失，以提高效率。

主軸。主軸是水輪機(jī)的主要部件之一，它的一端于發(fā)電機(jī)連接，另一端接水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。它的作用是將水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。立式混流式水輪機(jī)構(gòu)成部件——其他部件主軸密封。主軸密封是用以減少主軸與固定部件之間漏水的裝置，是水輪機(jī)正常工作的重要保護(hù)裝置。水輪機(jī)導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承是保持主軸中心位置，并承受徑向力的軸承。水輪機(jī)導(dǎo)軸承的主要作用是承受機(jī)組運(yùn)行中主軸傳來的徑向力和振擺力，約束主軸軸線位置。轉(zhuǎn)子連接法蘭推力軸承配合面水導(dǎo)軸承配合面缸體連接法蘭另外水輪機(jī)還具有補(bǔ)氣裝置和真空破壞閥等部件。水輪機(jī)的進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)2進(jìn)水閥系統(tǒng)的構(gòu)成、用途與特點(diǎn)、主要組成局部說明液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的構(gòu)成、局部元器件原理水機(jī)設(shè)備組成及用途水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)——系統(tǒng)的構(gòu)成

當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷又恰逢調(diào)速器發(fā)生故障不能動(dòng)作時(shí)，進(jìn)水閥可以在動(dòng)水情況下關(guān)閉，切斷水流，防止機(jī)組過速的時(shí)間超過允許值，防止事故擴(kuò)大。檢修水輪機(jī)時(shí)，用以截?cái)嗨鳌．?dāng)機(jī)組長時(shí)間停機(jī)時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥，可大幅度減少導(dǎo)葉漏水量。當(dāng)機(jī)組暫時(shí)停運(yùn)時(shí)，不需關(guān)閉引水管進(jìn)水閘門，只需關(guān)閉進(jìn)水閥，以便引水管保持充水，使機(jī)組能快速啟動(dòng)。當(dāng)電站由一根總引水管引水，同時(shí)供給幾臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，如果其中一臺(tái)機(jī)組需要檢修，這時(shí)只需關(guān)閉該機(jī)的進(jìn)水閥，而不會(huì)影響其他機(jī)組的正常運(yùn)行。水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)——用途與特點(diǎn)用途特點(diǎn)閥門在全關(guān)位置設(shè)有液壓鎖錠裝置和機(jī)械鎖錠裝置，防止檢修水輪機(jī)時(shí)因誤操作閥門發(fā)生意外事故；閥門全開到位后主接力器采用保壓措施，保壓電磁球閥動(dòng)作提供液壓持住力保證蝶閥處在全開位置?？刂葡到y(tǒng)以PLC〔可編程控制器〕為核心?？删偷夭僮鬟M(jìn)水閥、旁通閥的開和關(guān)，也可由中控室對整個(gè)進(jìn)水閥系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)——主要組成局部說明進(jìn)水閥主體水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)——主要組成局部說明旁通閥在主閥開啟前，上游壓力水通過旁通管路向蝸殼充水平壓。正常工作時(shí)，檢修閥處于常開狀態(tài)，當(dāng)旁通系統(tǒng)檢修時(shí)，檢修閥處于關(guān)閉狀態(tài)。排氣閥當(dāng)開啟或關(guān)閉主閥時(shí)，空氣閥自動(dòng)對管路進(jìn)行排氣或補(bǔ)氣。正常工作時(shí)，檢修閥處于常開狀態(tài)，檢修空氣閥時(shí)，檢修閥處于關(guān)閉狀態(tài)。平壓檢測裝置當(dāng)閥門開啟時(shí)，差壓控制器用來檢測上下游的壓力差，將其開關(guān)量信號傳至控制柜，并入閥門的開關(guān)程序中。水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥系統(tǒng)——工作程序水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥液壓系統(tǒng)——構(gòu)成水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥液壓系統(tǒng)——蓄能器工作原理：囊內(nèi)裝氮?dú)?，囊外充液壓油。?dāng)油泵將液壓油壓入蓄能器殼體4內(nèi)時(shí)皮囊就受壓變形，氣體體積隨壓力增加而減少。液壓油被逐漸儲(chǔ)存。假設(shè)液壓系統(tǒng)工作需要液壓油時(shí)，則蓄能器將液壓油排出。充氣步驟：蓄能器上面孔充氮?dú)猓确_上蓋1，然后把充氮工具的出口接頭裝在充氣閥2上，把充氮工具的進(jìn)口接頭裝在氮?dú)馄可?，翻開氮?dú)馄可系慕刂归y，氮?dú)饩瓦M(jìn)入蓄能器皮囊3內(nèi)，充氮壓力8~9MPa，用充氮工具或充氮小車充入，蓄能器下面孔進(jìn)液壓油。水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)3調(diào)速器系統(tǒng)的構(gòu)成、用途與特點(diǎn)、主要組成局部說明油壓裝置系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的構(gòu)成、局部元器件原理水機(jī)設(shè)備組成及用途水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)——調(diào)速器水輪機(jī)調(diào)節(jié)的定義：隨著電力系統(tǒng)負(fù)荷變化，水輪機(jī)相應(yīng)地改變導(dǎo)葉開度，使水輪機(jī)組轉(zhuǎn)速維持在某一預(yù)定值，或按某一預(yù)定的規(guī)律變化，這一過程稱為水輪機(jī)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速水輪機(jī)調(diào)節(jié)所用的調(diào)節(jié)裝置稱為水輪機(jī)調(diào)速器。水輪機(jī)+導(dǎo)水機(jī)構(gòu)+調(diào)速器——水輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)流量Q的途徑：還擊式：通過改變導(dǎo)葉開度，同時(shí)改變槳葉片轉(zhuǎn)角。沖擊式：通過改變噴嘴開度。水輪機(jī)調(diào)節(jié)的作用：能自動(dòng)調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使其保持在額定轉(zhuǎn)速允許偏差內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，以滿足電網(wǎng)對頻率質(zhì)量的要求。能使水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)或手動(dòng)快速啟動(dòng)，適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的增減，正常停機(jī)或緊急停機(jī)的需要。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)中并列運(yùn)行時(shí)，調(diào)速器能自動(dòng)承擔(dān)預(yù)定的負(fù)荷分配，使各機(jī)組能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)——調(diào)速器基本組成1〕測量元件。在調(diào)速器中主要是測量機(jī)組轉(zhuǎn)速。微調(diào)中以硬、軟件結(jié)合進(jìn)行數(shù)字測頻。2〕綜合元件。將測頻元件、反響元件送來的信號加以綜合，并將綜合后的信號作為調(diào)節(jié)信號送給放大元件。微調(diào)中是由軟件來控制。3〕

放大元件。將綜合元件送來的調(diào)節(jié)信號加以放大，以操作執(zhí)行元件。微調(diào)中由電路與液壓局部聯(lián)合完成。4〕執(zhí)行元件。根據(jù)放大后的調(diào)節(jié)信號，操作導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，改變導(dǎo)葉開度。執(zhí)行元件一般均指水輪機(jī)接力器。5〕

反響元件。用于保證調(diào)節(jié)的適度性和穩(wěn)定性。微調(diào)中均采用位移傳感器完成信號反響。水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)——調(diào)速器壓油裝置03電氣設(shè)備組成及基本原理電氣設(shè)備水輪發(fā)電機(jī)主變壓器配電裝置廠用電系統(tǒng)電氣設(shè)備組成及基本原理1發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)基本原理發(fā)電機(jī)主要部件及原理水機(jī)設(shè)備組成及用途水輪發(fā)電機(jī)——工作原理水輪發(fā)電機(jī)是指以水輪機(jī)為原動(dòng)機(jī)將水能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)。水流經(jīng)過水輪機(jī)時(shí)，將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能而輸出。是水電站生產(chǎn)電能的主要?jiǎng)恿υO(shè)備。通過電刷和滑環(huán)的滑動(dòng)接觸，將勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電引入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生恒穩(wěn)的磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子被原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，定子繞組〔也稱電樞繞組〕不斷切割磁力線，就在其中感應(yīng)出電動(dòng)勢來。感應(yīng)電動(dòng)勢的方向由右手定則確定。由于導(dǎo)線有時(shí)切割N極，有時(shí)切割S極，因而感應(yīng)出的是交流電動(dòng)勢。轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，A、B、C三相繞組先后切割轉(zhuǎn)子磁場的磁力線，所以在三相繞組中電動(dòng)勢的相位是不同的，依次差120°，相序?yàn)锳、B、C。當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)荷后，三相定子繞組中的定子電流〔電樞電流〕，將合成產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場于轉(zhuǎn)子以同速度、同方向旋轉(zhuǎn)，這就叫同步發(fā)電機(jī)。水電站中的發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)原理水輪發(fā)電機(jī)——主要組成部件定子定子鐵芯定子繞組引出線定子機(jī)座空冷器定子是水輪發(fā)電機(jī)的固定部件之一。它主要由機(jī)座、鐵芯、繞組以及引出線等其它部件組成。1〕定子機(jī)座。主要作用是固定定子以及承重。2〕定子鐵芯。定子鐵芯是水輪發(fā)電機(jī)磁路的主要通道。由于定子鐵芯中存在交變磁通，才在定子繞組上感應(yīng)出交變電流。因此，把定子鐵芯稱為磁電交換元件，并在鐵芯齒槽中固定定子繞組。3〕定子繞組。定子繞組的作用是，當(dāng)交變磁場切割繞組時(shí)，便在繞組中產(chǎn)生交變電動(dòng)勢和交變電流，從而完成水能→機(jī)械能→電能的最終轉(zhuǎn)換。水輪發(fā)電機(jī)——主要組成部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子支架磁軛磁極裝配頂軸集電環(huán)組件轉(zhuǎn)子引線1〕主軸。主軸的主要作用是起到連接發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)，將水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，另外主軸還承受由于推力負(fù)荷引起的拉應(yīng)力，以及承受單邊磁拉力和轉(zhuǎn)動(dòng)局部的機(jī)械不平衡力。2〕轉(zhuǎn)子支架。大、中型水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子支架式連接主軸和磁軛的中間部件，并起到固定磁軛和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用3〕磁軛。磁軛也叫輪環(huán)。它的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和固定磁極，同時(shí)也是磁路的一局部。4〕磁極。當(dāng)直流勵(lì)磁電流通入磁極線圈后就產(chǎn)生發(fā)電機(jī)磁場，因此磁極是產(chǎn)生磁場的部件。水輪發(fā)電機(jī)——主要組成部件機(jī)架機(jī)架是水輪發(fā)電機(jī)不可缺少的重要部件之一。按照機(jī)架所安放的位置不同，一般分為裝在發(fā)電機(jī)定子上部的上機(jī)架和裝在定子下部的下機(jī)架水輪發(fā)電機(jī)組的推力軸承是一種承受整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)局部的重量以及水輪發(fā)電機(jī)的軸向水推力的滑動(dòng)軸承，按液體潤滑理論，在鏡板和推力瓦之間由于鏡板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，會(huì)建立起厚度為0.1mm左右的油膜，形成良好的潤滑條件，同時(shí)經(jīng)推力軸承將這些力傳遞給水輪發(fā)電機(jī)的荷重機(jī)架。它是水輪發(fā)電機(jī)組最重要的組成部件之一，其工作性能的好壞，將直接關(guān)系到機(jī)組的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。推力軸承水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承的作用是承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)局部的徑向機(jī)械不平衡力和電磁不平衡力，維持機(jī)組主軸在軸承間隙范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承根據(jù)安裝位置是在轉(zhuǎn)子上方還是下方可分為上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承制動(dòng)器一般位于轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)的下方，中、小型機(jī)組一般直接安裝在下支架上，大型發(fā)電機(jī)制動(dòng)器則有獨(dú)立的基礎(chǔ)，即在對應(yīng)制動(dòng)環(huán)的下部設(shè)假設(shè)干支墩，每個(gè)支墩上放置1～2個(gè)制動(dòng)器。制動(dòng)器的作用有兩個(gè)，一是制動(dòng)，二是頂轉(zhuǎn)子。導(dǎo)軸承制動(dòng)器水輪發(fā)電機(jī)——軸流式基礎(chǔ)尾水管泄水錐輪葉轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪室底環(huán)蝸殼座環(huán)導(dǎo)葉支持蓋頂蓋導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)受油器永磁機(jī)上機(jī)架上擋風(fēng)板定子轉(zhuǎn)子下?lián)躏L(fēng)板推力軸承下風(fēng)罩推力支架柱段推力支架錐段空冷器水輪發(fā)電機(jī)——燈泡貫流式2主變壓器主變壓器基本原理主變壓器主要部件及原理水機(jī)設(shè)備組成及用途主變壓器——工作原理

變壓器是一種靜止的電器，借電磁感應(yīng)，把一種交流電的電壓和電流，變?yōu)榱硪环N或幾種頻率相同但數(shù)值不同的電壓和電流。①升壓變壓器。要將一定大功率的電能輸送到遠(yuǎn)方用戶去，如果用較低的電壓，則電流將很大，而線路的功率損耗與電流的平方成正比，這將造成巨大的能量損失。另一方面，大電流在線路上引起很大的電壓損失，使得用戶無法應(yīng)用合格的電壓，故必須采取升高電壓減小電流的措施。②降壓變壓器。電能送到受端時(shí)，輸電線的高電壓必須經(jīng)降壓變壓器，將電壓降到用戶所需的數(shù)值，以供使用。③隔離變壓器。隔離變壓器通常是電壓1：1的變壓器，變壓器不起變壓作用，在電路中只有磁的聯(lián)系，沒有電的直接聯(lián)系，起到隔離作用。隔離變壓器的主要用途和作用有：1〕抗干擾作用：如通過Y/△接線的隔離變壓器后，能夠阻止一局部諧波的傳輸；2〕阻抗變換作用：增加系統(tǒng)阻抗，使保護(hù)裝置等容易配合；3〕穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用：如啟動(dòng)大負(fù)荷設(shè)備時(shí)，減少對系統(tǒng)電壓的影響；4〕防止系統(tǒng)接地的作用：當(dāng)隔離變壓器負(fù)荷側(cè)發(fā)生單相接地時(shí)，不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)〔隔離變壓器以上局部〕單相接地；5〕降低短路電流：當(dāng)負(fù)荷側(cè)發(fā)生短路事故時(shí)，限制系統(tǒng)的短路電流；變壓器作用主變壓器——參數(shù)參數(shù)及型號

變壓器的主要參數(shù)包括有：額定容量Sn、額定電壓Un、額定電流In、阻抗電壓Ud、短路損耗△Pd、空載損耗△P0、空載電流I0、溫升、接線組別例：六三五電站主變型號為：SF9-20000/110主變壓器——主要組成部件主要組成部件主變壓器——主要組成部件鐵芯鐵芯是變壓器最基本的組成局部之一，變壓器的一、二次繞組都繞在鐵芯上。鐵芯是磁力線的通道，使得通有交變電流的一、二次繞組能相互作電磁感應(yīng)。為了減低鐵芯的發(fā)熱損耗，大型的變壓器的鐵芯基本都采用了薄硅鋼片疊裝而成。電力變壓器的繞組是電流的通道，一般采用同心圓筒形繞組，高壓繞組在外層，低壓繞組在內(nèi)層，這主要是從對絕緣要求容易滿足和便于引出高壓分接開關(guān)來考慮的。繞組變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過繞組以及鐵芯中的渦流和磁滯損耗都要產(chǎn)生熱量，這些熱量依靠變壓器油不間斷的循環(huán)二散發(fā)出來。大型變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻來到達(dá)散熱目的。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻包括風(fēng)冷、水冷兩種。冷卻裝置調(diào)壓裝置電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，必須控制電壓波動(dòng)范圍，保證電能質(zhì)量。通常采用改變變壓器的繞組匝數(shù)的調(diào)壓方式。雙繞組變壓器只在高壓側(cè)裝設(shè)改變繞組有效匝數(shù)的分接開關(guān)。三繞組變壓器在高、中壓側(cè)分別裝設(shè)改變繞組有效匝數(shù)的分接開關(guān)。按照調(diào)壓方式，變壓器調(diào)壓可分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。主變壓器——主要組成部件安全保護(hù)裝置1〕油枕：容納因變壓器溫度升高二膨脹增加的變壓器油，同時(shí)限制油與空氣的接觸面，減少油受潮和氧化的程度〔油枕上安裝吸濕器與空氣連通〕。

2〕吸濕器：吸濕器又稱為呼吸器，內(nèi)部充有吸附劑如硅膠式活性氧化鋁，吸附劑枯燥時(shí)為藍(lán)色，當(dāng)吸收水分后會(huì)逐漸變?yōu)榈t色，此時(shí)必須更換或?qū)ζ溥M(jìn)行枯燥。3〕瓦斯繼電器〔又稱氣體繼電器〕是變壓器所用的一種保護(hù)裝置，裝在變壓器的油枕和油箱之間的管道內(nèi)，利用變壓器內(nèi)部故障而使油分解產(chǎn)生氣體或造成油流涌動(dòng)時(shí)，使氣體繼電器的接點(diǎn)動(dòng)作，接通指定的控制回路，并及時(shí)發(fā)出信號告警〔輕瓦斯〕或啟動(dòng)保護(hù)元件自動(dòng)切除變壓器〔重瓦斯〕。4〕壓力釋放閥：當(dāng)油浸式變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，由于線圈過熱，使一局部變壓器油汽化，變壓器油箱中壓力迅速增加，這時(shí)壓力釋放閥在2ms內(nèi)迅速動(dòng)作，保護(hù)油箱不致變形或爆裂。油箱內(nèi)的壓力再升高而到達(dá)開啟壓力時(shí)，壓力釋放閥就再次動(dòng)作，直到油箱內(nèi)的壓力降到正常值。由于壓力釋放閥動(dòng)作后能可靠關(guān)閉，油箱外的水和空氣不能進(jìn)入油箱，變壓器內(nèi)部不會(huì)受大氣污染。3配電裝置配電裝置概念配電裝置作用水機(jī)設(shè)備組成及用途配電裝置概念概念操作配電裝置是接受電力和分配電力的電氣設(shè)備。它包括開關(guān)柜、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、電纜、母線、過電壓保護(hù)裝置、瓷瓶套管等。a〕停電操作：應(yīng)先斷開斷路器〔遠(yuǎn)方或就地〕，再拉開負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)，最后拉開電源側(cè)隔離開關(guān)，做好安全措施；b〕送電操作：撤除安全措施后，先合上電源側(cè)隔離開關(guān)，再合上負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)，最后合上斷路器〔遠(yuǎn)方或就地〕。配電裝置簡介斷路器在發(fā)電廠和變電所中，高壓斷路器是指1000V以上電路中的主要設(shè)備。在正常運(yùn)行時(shí)，用來接通或斷開電路的負(fù)荷電流；故障時(shí)，用來迅速斷開短路電流，切除故障電路。根據(jù)斷路器的裝設(shè)地點(diǎn)，可分為戶內(nèi)和戶外兩種；根據(jù)斷路器使用的滅弧介質(zhì)，可分為油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫〔SF6〕斷路器、真空斷路器。隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種。在結(jié)構(gòu)上，隔離開關(guān)不具有斷路器所擁有的滅弧裝置，因此不能用來拉合負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的主要作用包括：1〕設(shè)備檢修時(shí)，用隔離開關(guān)來隔離有電和無電局部，形成明顯的斷開點(diǎn)，以保證工作人員和設(shè)備的安全。2〕隔離開關(guān)和斷路器相配合，進(jìn)行倒閘操作，以改變運(yùn)行方式。可用來斷開小電流電路和旁路電流。隔離開關(guān)禁止用隔離開關(guān)進(jìn)行以下操作：——斷路器在合閘位置帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；——無并列斷路器的情況下，帶電倒母線或給另一母線充電；——接有消弧線圈的變壓器中性點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)接地時(shí)，拉合消弧線圈刀閘。5.3.3.5允許用刀閘進(jìn)行的操作：——拉、合無故障的電壓互感器、避雷器；——拉、合無故障的各級空載母線及直接連接在母線上的設(shè)備的電容電流；——拉、合變壓器中性點(diǎn)接地刀閘，但電網(wǎng)系統(tǒng)有接地故障時(shí)禁止操作；——與開關(guān)并聯(lián)的刀閘，當(dāng)開關(guān)合上時(shí)，可以拉、合開關(guān)的旁路電流〔必須先切斷開關(guān)的操作電源〕；——拉、合勵(lì)磁電流不超過2安的無負(fù)荷變壓器和電容電流不超過5A的空載線路；——接通或斷開電壓為10kV、容量為320kVA及以下的空載變壓器。配電裝置簡介互感器過壓保護(hù)和接地保護(hù)裝置互感器包括電流互感器和電壓互感器，是一次設(shè)備和二次設(shè)備間的聯(lián)絡(luò)元件，將一次回路中的大電流、高電壓變?yōu)槎位芈分械男‰娏骱偷碗妷海謩e向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，從而正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行參數(shù)和故障情況的電氣設(shè)備。避雷器是水電站防雷擊過電壓保護(hù)措施之一。它的主要作用是當(dāng)雷擊沖擊波沿著線路傳入水電站超過避雷器保護(hù)水平時(shí)，避雷器首先被擊穿放電，將雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平以下，使電氣設(shè)備受到保護(hù)。過壓保護(hù)和接地保護(hù)裝置運(yùn)行中的本卷須知：1避雷器上的在線監(jiān)測儀，當(dāng)打雷、下雨或系統(tǒng)過電壓時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查其動(dòng)作情況，并做好記錄。2避雷器每年測試一次，防雷設(shè)備的接地電阻每兩年測試一次，接地電阻應(yīng)符合規(guī)程要求，并分別檢測設(shè)備外殼和構(gòu)架接地引下線的接地電阻，以便判斷有無銹蝕、斷裂現(xiàn)象。3雷雨時(shí)不得接近防雷設(shè)備，可在10米外觀察避雷針的擺動(dòng)情況。4避雷針接地裝置如接地電阻過大，通過雷電流時(shí)，接地線電位將升的很高，假設(shè)作用在電氣設(shè)備上，可能損壞其絕緣。因此避雷針的接地電阻不應(yīng)超過規(guī)定值〔主接地網(wǎng)不超過0.5歐，避雷針不超過10歐〕，避雷針與電氣設(shè)備的距離不得過近，以防雷電還擊。5雷雨天氣，值班員巡視室外高壓設(shè)備應(yīng)穿絕緣靴，并不得靠近避雷針和避雷器。6所有電氣設(shè)備及設(shè)施的金屬外殼，均應(yīng)可靠接地。主變的金屬外殼、斷路器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的金屬底座外殼、電流互感器的二次線圈、配電盤及控制盤的外殼和電壓在36V以上的電開工具的金屬外殼等。04輔助設(shè)備組成及作用輔助設(shè)備油系統(tǒng)水系統(tǒng)氣系統(tǒng)輔助設(shè)備組成及基本原理1油系統(tǒng)輔助設(shè)備組成及用途在水電站中，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作時(shí)，能量的傳遞和機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)局部的潤滑與散熱，一般都是用油作為介質(zhì)來完成的。油系統(tǒng)是為水電廠用油設(shè)備效勞的。油系統(tǒng)由一整套設(shè)備