水力發(fā)電原理及水電站概況

水力發(fā)電原理及水電站表面本課程主要內(nèi)容為介紹水力發(fā)電的根本原理，以及概述性地介紹水電站各組成系統(tǒng)的設(shè)備的類型、作用。主要是讓讀者從總體上了解水電站是如何實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)化為電能？實(shí)現(xiàn)這個歷程需要哪些設(shè)備的支撐？這些設(shè)備的具體分工是如何的？由于本課程為總體性概述，因此對付具體設(shè)備的事情原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)則不作具體性的論述，若讀者對這些問題感興趣，可以參考其他水力專業(yè)性書籍。一.水力發(fā)電根本原理及水電站在電力系統(tǒng)中的事情方法水力發(fā)電根本原理水力發(fā)電歷程其實(shí)就是一個能量轉(zhuǎn)換的歷程。通過在天然的河道上，修建水工修建物，會合水頭，然后通過引水道將高位的水引導(dǎo)到低位置的水輪機(jī)，使水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)器能，發(fā)動與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)從水能到電能的轉(zhuǎn)換。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電再通過輸電線路送往用戶，形成整個水力發(fā)電到用電的歷程。reI-1水電站reI-1水電站示意跟卜木庫?:詛水s?疑忖』？引木的相；?win串；5—4〃背道；6--電機(jī)*丁一水輪機(jī)；H—主k：￥-其出奧機(jī)的定子繞組上產(chǎn)生感到電動勢，當(dāng)定子繞組與外電路接通時，發(fā)電機(jī)就向外供電了。如此，水輪機(jī)的選擇機(jī)器能就通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

水電站的著力和發(fā)電量的盤算水電站在某時刻輸出的功率，稱為水電站在該時刻的著力。水電站的理論著力公式如下：一 pgVH … … P= g-=pgQH=9.81QH(kW)t t g g上式中的Q為水輪機(jī)的引用流量，Hg為水電站上、下游的高程差，稱為水電站的毛水頭。水電站的實(shí)際著力公式如下：P=9.81Q(H-Ah)n=9.81QH”=KQH(kW)g上式中h稱為水輪機(jī)的事情水頭，△h為水頭損失；n為水輪發(fā)電機(jī)組的總效率；K=水電站的著力系數(shù)，對付大中型水電站，K值可取為8.0?8.5,對付小型水電站，K值一般取為6.5?8.0。水電站的運(yùn)行特點(diǎn)目前，在我國的電力系統(tǒng)中，主要是火電廠與水電站以及少數(shù)的核電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)崮馨l(fā)電廠聯(lián)合事情。為了使得種種電廠公道分管電力系統(tǒng)的負(fù)荷，種種類型的電廠在電力系統(tǒng)中包袱著不盡相同的作用。以下圖2-1為電力系統(tǒng)日負(fù)荷曲線圖：圖2-1口負(fù)荷曲線圖圖2-1口負(fù)荷曲線圖(1)水電站的事情情況隨河川徑流的多變而變革。水電站的著力和發(fā)電量受到天然徑流來水量的影響，雖然水庫具有調(diào)治徑流的作用，但也只能是在一定水平上小幅度調(diào)海水庫庫容越大，調(diào)治的作用就越明顯)，導(dǎo)致水電站在枯水季候著力和發(fā)電量得不到包管，豐水季候又往往由于庫容不敷棄水而導(dǎo)致水能難以利用。水電站的運(yùn)行用度與實(shí)際發(fā)出的電量多少無關(guān)。建成后的水電站，其發(fā)電量的多少主要與其來水徑流量的多少有關(guān)，而其運(yùn)行用度卻根本不會因此而有所增減。因此，應(yīng)當(dāng)盡量使水電站多發(fā)電，而淘汰系統(tǒng)中火電廠的發(fā)電量，從而減低火電廠相應(yīng)燃料的消耗，提高整個電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。水輪發(fā)電機(jī)組操縱靈活，啟停迅速，通常只需要幾分鐘就可以啟動或停機(jī)，增減負(fù)荷十分方便。因此利用水庫調(diào)治，水電站適宜在電力系統(tǒng)中包袱調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用等任務(wù)。由于水資源及其水庫具有綜合利用的性質(zhì)，水利系統(tǒng)各部分對水電站及其水庫會提出種種綜合利用要求，因而水電站及其水庫的運(yùn)行調(diào)治方法一定會受到他們的制約。水電站在系統(tǒng)中事情方法的一般原則決定水電站在系統(tǒng)中的事情方法的原則是盡量使得電力系統(tǒng)供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)型最大化。具體的根本原則有以下幾條：為了充實(shí)利用水能，無調(diào)治水電站適宜全年擔(dān)負(fù)系統(tǒng)基荷事情，有調(diào)治水電站在枯水期宜在峰荷事情，隨著來水增多，可從峰荷逐步過渡到擔(dān)當(dāng)豐水期的基荷事情。為了節(jié)省煤耗或油耗，火電廠宜擔(dān)負(fù)較為均勻的負(fù)荷，所以最幸虧基荷事情。但在豐水期，水電站照舊應(yīng)以全部裝機(jī)容量在基荷事情，此時火電廠應(yīng)擔(dān)負(fù)峰荷，雖然單位煤耗有所增加，但可由于水電站淘汰棄水，從而在總體上節(jié)約了煤耗總量，使得電力系統(tǒng)的總本錢下降。應(yīng)盡量使得各水電站機(jī)組在高效率區(qū)內(nèi)運(yùn)行，制止長時期在低水頭、低負(fù)荷下運(yùn)行。由于核電機(jī)組調(diào)治困難，若過于頻繁地大幅度調(diào)解負(fù)荷，核電機(jī)組的寧靜性將受到影響，所以應(yīng)優(yōu)先包管核電機(jī)組在基荷位置運(yùn)行。憑據(jù)水電站水庫的調(diào)治能力，水電站可分為無調(diào)治水電站、日調(diào)治水電站、年調(diào)治水電站以及多年調(diào)治水電站。水庫的調(diào)治能力差別，導(dǎo)致水電站在系統(tǒng)中的事情方法也不一樣，但總體原則是盡量淘汰水庫不須要的棄水，若水庫庫容不具備調(diào)治能力，應(yīng)使水電站運(yùn)行在基荷位置，充實(shí)利用水資源；若水庫庫容尚具備調(diào)治空間，應(yīng)使水電站運(yùn)行在峰荷或腰荷位置，以充實(shí)發(fā)揮水電機(jī)組調(diào)治能力強(qiáng)、運(yùn)行靈活的特點(diǎn)。二.水電站的根本類型河床式水電站一般修建在河道中下游河道縱坡平緩的河段上，為了制止大量淹沒，壩建得較低，故水頭較小。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，廠房自己蒙受上游水壓力，并成為擋水修建物的一部分，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)。圖圖2-] 河床式水電站1—橋式吊車*2—主廠房;3—發(fā)電機(jī).：4—水檢機(jī)*5蝸殼?6一尾水管，水電站廠房.呂—尾水導(dǎo)增：g閘Ch10一工作拚111-溢浦壩f1”攔河加；13一閘坳壩后式水電站壩后式水電站一般修建在河道中上游的山區(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，廠房不能蒙受上游過洪

流壓力而建在壩后（壩下游）。其特點(diǎn)是：水電站廠房擺設(shè)在壩后，廠壩之間常用縫離開，上游水壓力全部由壩包袱。;砒陋相楸必圖;砒陋相楸必圖2-2壩后式水電站-1—水輪機(jī)*2-導(dǎo)漉墻￥3一主陶：4一廠房.5—閘門；6一攔河壩I7一溢流壩；8—攔污柵；9一壓力管道壩內(nèi)式水電站壩內(nèi)式水電站是指將廠房擺設(shè)在攔河壩體內(nèi)部，采取如此擺設(shè)主要是由于河谷狹窄不敷以擺設(shè)壩后式廠房，而壩高足夠允許在壩內(nèi)留出一定巨細(xì)的空腔擺設(shè)廠房。由于壩內(nèi)式水電站的廠房擺設(shè)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)力龐大化。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。另外壩內(nèi)式水電站要特別注意防滲、防潮、通風(fēng)、照明等問題。

圖w-a現(xiàn)內(nèi)式廠房制面圖引水式水電站發(fā)電用水來自較長的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水和進(jìn)水修建物，廠房上游不蒙受水壓力，廠房擺設(shè)在引水系統(tǒng)末端的的河岸上。由于廠房擺設(shè)在地面的河岸上，因此稱為引水河岸式水電站。當(dāng)由于河谷狹窄，岸坡陡峻，大概其它原因，擺設(shè)地面廠房有困難時，將廠房建在地下的山體內(nèi)，則此類可稱為引水地下式廠房。圖24 無序引水式水電站】一攔河現(xiàn)￥上一，筐流域13—進(jìn)水閘I4一引水栗道F5壓力前ifei6-?日調(diào)節(jié)物+7—壓力鍋情?區(qū)一廠房+9-泄水道110一開美站】11一尾水翼

抽水蓄能電站抽水蓄能電站可認(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)當(dāng)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)治作用。抽水蓄能電站包羅抽水蓄能和放水發(fā)電兩個歷程，它有上下兩個水庫，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，利用系統(tǒng)多余的電能發(fā)動泵站機(jī)組（電動機(jī)+水泵）將下庫的水抽到上庫，以水的勢能形式儲存起來；當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷岑嶺時，將上庫的水放下來推動水輪發(fā)電機(jī)組（水輪機(jī)+發(fā)電機(jī)）發(fā)電，以增補(bǔ)系統(tǒng)中電能的不敷。由于抽水蓄能電站較之通例水電站可運(yùn)行的工況更多，因此其在對電力系統(tǒng)的調(diào)治成果上更為靈活。上水池6蓄能池）圖2-5 抽水蓄能電站示意圖三.水電站修建物簡介上水池6蓄能池）圖2-5 抽水蓄能電站示意圖為了控制水流，實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電而修建的一系列水工修建物，稱為水電站修建物。水電站樞紐一般由以下修建物組成。擋水修建物用以攔截河道，會合落差，形成水庫的攔河壩、閘或河床式水電站的廠房等水工修建物，如混凝土重力壩、拱壩、土石壩、堆石壩及攔河閘等。泄水修建物用以宣泄大水，供下游用水，放空水庫的修建物，如開敞式河岸溢洪道、溢流壩、溢洪洞及放水底孔等。進(jìn)水修建物用以從河道或水庫按發(fā)電要求引進(jìn)發(fā)電流量的引水道首部修建物，如有壓、無壓進(jìn)水口等。引水修建物用以會合水頭，輸送流量到水輪發(fā)電機(jī)組或?qū)l(fā)電后的水排往下游河道的修建物，如渠道、隧洞、壓力管道、尾水渠等。平水修建物用以平穩(wěn)由于水電站負(fù)荷變革在引水或尾水系統(tǒng)中引起的流量及壓力的變革，包管水電站調(diào)治穩(wěn)定的修建物，如有壓引水式水電站的調(diào)壓塔或調(diào)壓井，無壓引水式水電站渠道末端的壓力前池。廠區(qū)樞紐修建物水電站廠區(qū)樞紐修建物主要是指水電站的主廠房、副廠房、變壓器場、高壓開關(guān)站、交通門路及尾水渠等修建物。這些修建物一般會合擺設(shè)在同一局部區(qū)域內(nèi)形成廠區(qū)。廠區(qū)是發(fā)電、變電、配電的中心，是電能生產(chǎn)的中樞。過壩修建物用以通船、過木及過魚等的修建物，如船閘、魚道等。四.水電站廠房的組成及擺設(shè)水電站廠房是水工修建物、機(jī)器及電氣設(shè)備的綜合體，是水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿纳a(chǎn)場合，也是運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)動的場合。因此廠房內(nèi)種種機(jī)電設(shè)備安裝擺設(shè)是否公道，廠房內(nèi)的情況是否良好對付是否便于生產(chǎn)人員開展事情，生產(chǎn)人員事情狀態(tài)是否良好影響是非常大的。水電站廠房的組成水電站廠房憑據(jù)設(shè)備擺設(shè)和運(yùn)行要求的空間可分別為以下幾大區(qū)域：主廠房。用來安裝水輪發(fā)電機(jī)組及種種幫助設(shè)備的房間成為主廠房，是水電站廠房的主要組成部分。副廠房。擺設(shè)種種運(yùn)行控制設(shè)備和查驗治理設(shè)備的房間，以及運(yùn)行治理人員事情和生活的用房，統(tǒng)稱為副廠房。主變壓器場。安裝升壓變壓器的地方成為主變壓器場。水電站發(fā)出的電能經(jīng)變壓器升壓后，再經(jīng)輸電線路送給用戶。開關(guān)站。安裝高壓配電裝置的地方成為開關(guān)站。發(fā)電機(jī)側(cè)（低壓側(cè)）的配電裝置，通常裝設(shè)在廠房內(nèi)，而其高壓側(cè)的配電裝置一般在戶外，稱為高壓開關(guān)站。開關(guān)站裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線和掩護(hù)裝置，高壓輸電線由此將電能送給電網(wǎng)和用戶。水電站主廠房、副廠房、主變壓器場和高壓開關(guān)站以及廠區(qū)交通等，組成水電站廠區(qū)樞紐修建物，一般稱為廠區(qū)樞紐。廠區(qū)是完成發(fā)電、變電和配電的主體。水電廠廠房的擺設(shè)憑據(jù)大軸擺設(shè)偏向的差別，水輪發(fā)電機(jī)組可分為立式機(jī)組和臥式機(jī)組，一般大中型的水力發(fā)電機(jī)組所采取的都為立式機(jī)組，下面所討論的水電廠廠房擺設(shè)均指立式機(jī)組的廠房擺設(shè)。主廠房設(shè)備的擺設(shè)水電廠主廠房是安裝水輪發(fā)電機(jī)組及其幫助設(shè)備的場合，憑據(jù)設(shè)備擺設(shè)的需要通常在高度偏向上分為數(shù)層，如圖4-1所示。通常以發(fā)電機(jī)層樓板高程為界，

圖4-1廠房橫剖面圖￡單位；「四高程；m）1一1輪機(jī)/2_蝸殼,3一尾水管,&一壓力鋼管I5—螂螺隅,6—調(diào)速器接力將,了，得速檐.8-發(fā)電機(jī)鼻g-發(fā)電機(jī)母線；io一母螳靠道：廿一吊運(yùn)的發(fā)電機(jī)箱子或水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪工帶軸）1亮_楙式吊+713一??尾水管進(jìn)入孔￥14—排水溝i15—管路溝；1號_通國道將主廠房分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)兩部分。上下部結(jié)構(gòu)高度之和（即由尾水管基底至屋頂?shù)母叨龋┚褪侵鲝S房的總高度。水輪機(jī)軸中心的連線稱為主廠房的縱軸線，與之垂直的機(jī)組中心線稱為橫軸線。每臺機(jī)組在縱軸線上所占的范疇為一個機(jī)組段，各機(jī)組段和安裝間長度的總和，就是主廠房的總長度，廠房在橫軸型上所占的范疇，就是主廠房的寬度。發(fā)電機(jī)層設(shè)備擺設(shè)。發(fā)電機(jī)層為安頓水輪發(fā)電機(jī)組及幫助設(shè)備和儀表盤柜的園地，也是運(yùn)行人員巡回查抄機(jī)組、監(jiān)督儀表的場合。如圖4-2所示，發(fā)電機(jī)層

樓板上一般擺設(shè)有發(fā)電機(jī)上機(jī)架、調(diào)速器操縱柜、油壓裝置、機(jī)旁盤、勵磁盤、橋式吊車等主要設(shè)備以及主閥孔、樓梯、吊物孔等廠內(nèi)交通設(shè)施。儕電能事充電鞏變壓器中心舞施木M口博恨*修理空電機(jī)揖里里修理室ffl4-2 廠腐齒電機(jī)層平面圖儕電能事充電鞏變壓器中心舞施木M口博恨*修理空電機(jī)揖里里修理室ffl4-2 廠腐齒電機(jī)層平面圖1~M—者神開關(guān)“51&JT-U皖井號1g*棒?生一祠桂界及區(qū)配電田筑摘廣房通風(fēng)支,水輪機(jī)層設(shè)備擺設(shè)。水輪機(jī)層是指發(fā)電機(jī)層以下，蝸殼大塊混凝土以上的這部分空間。如圖4-3所示，在水輪機(jī)層一般擺設(shè)有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子、水輪機(jī)頂蓋、調(diào)速器的接力器、水力機(jī)器幫助設(shè)備（如油、氣、水管路）、電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)主引出線、中性點(diǎn)接線、接地、滅磁裝置等）、廠用電的配電設(shè)備等。蝸殼尾水管層的擺設(shè)。如圖4-4所示，蝸殼尾水管層除了過流部特別，大多

安裝間的擺設(shè)。由于大中型水電站的機(jī)電部件大而重，因此一般要求對外公路運(yùn)輸通道能直達(dá)安裝間，以便于利用主廠房內(nèi)橋吊裝卸設(shè)備，所以安裝間一般擺設(shè)在主廠房有對外門路的一側(cè)。如圖4-5所示，安裝間的面積可按一臺機(jī)組擴(kuò)大性查驗的需要確定廠般考慮安排四大部件即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)頂主廠房發(fā)電機(jī)?水能機(jī)Bf安裝間的擺設(shè)。由于大中型水電站的機(jī)電部件大而重，因此一般要求對外公路運(yùn)輸通道能直達(dá)安裝間，以便于利用主廠房內(nèi)橋吊裝卸設(shè)備，所以安裝間一般擺設(shè)在主廠房有對外門路的一側(cè)。如圖4-5所示，安裝間的面積可按一臺機(jī)組擴(kuò)大性查驗的需要確定廠般考慮安排四大部件即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)頂主廠房發(fā)電機(jī)?水能機(jī)Bf登吊車工作范圍栽圖小5安裝間平面布置圖蓋。同時需要考慮橋吊主鉤的事情范疇，預(yù)留運(yùn)輸通道和事情人員事情空間等其它相關(guān)因素。

副廠房設(shè)備的擺設(shè)副廠房的位置應(yīng)緊靠主廠房，根本上擺設(shè)在主廠房的上游側(cè)、下游側(cè)或端面，可會合一處，也可分為兩處擺設(shè)。副廠房的各樓層一般擺設(shè)有中央控制室、集纜室、繼電掩護(hù)室、低壓開關(guān)室、通信室及遠(yuǎn)動裝置室、直流設(shè)備室、廠用電設(shè)備室、母線室、種種試驗室和車間、辦公室及生活用房等。水電站主要機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)簡介水電站完成將水勢能轉(zhuǎn)化為電能的歷程，除了需要形成會合水頭、引導(dǎo)水流的水工修建物外，還需要包羅水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器在內(nèi)機(jī)電設(shè)備的正常事情。水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器統(tǒng)稱為水電站的三大主設(shè)備，而為了包管主設(shè)備完成生產(chǎn)歷程，需要對主設(shè)備進(jìn)行冷卻、潤滑、操縱、控制、監(jiān)督等操縱。因此，憑據(jù)水電站機(jī)電設(shè)備的差別成果，可將它們分別為差別的設(shè)備子系統(tǒng)，以便于理解和學(xué)習(xí)。但必須明確的是，各個設(shè)備子系統(tǒng)之間并不是完全支解的，它們之間存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互配合的干系，配合支撐起整個電站的正常運(yùn)行。下圖是一個水電站廠房各設(shè)備系統(tǒng)或主要設(shè)備之間干系的簡圖。IS外高蕾配電裝置）;斷地器隔離汗圍，二次間格掙闔過齋愜電保護(hù)=孝典也1M室建匚逋鼻示定「屠sirsi'衰示承「舟 表承水流系境表承電氣沒番索境 魂示機(jī)組及其箱助設(shè)備系統(tǒng)IS外高蕾配電裝置）;斷地器隔離汗圍，二次間格掙闔過齋愜電保護(hù)=孝典也1M室建匚逋鼻示定「屠sirsi'衰示承「舟 表承水流系境表承電氣沒番索境 魂示機(jī)組及其箱助設(shè)備系統(tǒng)J”電通、電任&導(dǎo)器I一供油沒翁那木設(shè)餐電廠公用設(shè)圖五娥電&及機(jī)旁設(shè)TW?I通信設(shè)指圍水電站廠房組成困下面我們將分系統(tǒng)介紹水電站的主要機(jī)電設(shè)備，以使得大家能從總體上了解水電站主要設(shè)備的組成，從而對水電站的生產(chǎn)歷程能有一個大要性的認(rèn)識。一.水輪機(jī)水輪機(jī)的類型和應(yīng)用范疇水輪機(jī)的根本類型水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)器能的水力原動機(jī)，是水電站廠房中主要的動力設(shè)備之一，用來發(fā)動發(fā)電機(jī)事情以獲取電能。由于河道的自然條件和水電站的開發(fā)方法差別，水電站的水頭、和功率差別很大，因此需要有多種型式和種類的水輪機(jī)與之相適應(yīng)。現(xiàn)在水輪機(jī)按水能轉(zhuǎn)換的特征分為兩大類，即反擊式水輪機(jī)和打擊式水輪機(jī)。反擊式水輪機(jī)。轉(zhuǎn)輪利用水流的壓力能和動能做功的水輪機(jī)稱為反擊式水輪機(jī)。打擊式水輪機(jī)。轉(zhuǎn)輪只利用水流的動能作功的水輪機(jī)稱為打擊式水輪機(jī)。上述兩大類的水輪機(jī)還可細(xì)分為以下具體的轉(zhuǎn)輪型式：（混流式（HL）軸流轉(zhuǎn)槳式（ZZ）軸流式（ZL）|軸流定槳式（ZD），反擊式Y(jié) ?軸流調(diào)槳式（ZT）斜流式（XL）（貫流轉(zhuǎn)槳式（GZ）水輪機(jī)」 〔貫流式（GL）1貫流定槳式（GD）［貫流調(diào)槳式（GT）（水斗式（切擊式）（CJ）〔沖擊式彳斜擊式（XJ）〔雙擊式（SJ）常見水輪機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用范疇常見水輪機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用范疇見下表：

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)用水頭范疇廣，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)范疇較窄，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)較為龐大，由于導(dǎo)葉和槳頁能雙重調(diào)治，因此具有較大范疇的高效率區(qū)，適用于低水頭、大流量和負(fù)荷變革較大的水電站。斜流式40?200也可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪葉片雙重調(diào)治，具有較寬的高效率區(qū)，但結(jié)構(gòu)龐大，造價較高，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)使得水流偏向相反，從而實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)和水泵的成果。（三）水輪機(jī)的事情參數(shù)、型號和公稱直徑水輪機(jī)的事情參數(shù)主要有水頭、流量、轉(zhuǎn)速、功率與效率。每一種參數(shù)憑據(jù)具體的應(yīng)用看法的差別還可以細(xì)分為具體的參數(shù)。如水頭有事情水頭、設(shè)計水頭、額定水頭等；流量有額定流量、空載流量等，在此就不再對種種具體參數(shù)作解釋，有興趣的讀者可以參閱專業(yè)的書籍。為了統(tǒng)一水輪機(jī)的品種規(guī)格，以便提高質(zhì)量、低落造價和便于選擇使用，我國對水輪機(jī)產(chǎn)物型號作為范例化規(guī)定。水輪機(jī)產(chǎn)物型號由三部分組成，各部分用一短線離開。水輪機(jī)型號排列順序如下：第一部分 第二部分 第三部分I口□ —— □□ —— □?一轉(zhuǎn)輪型號 一水輪機(jī)結(jié)構(gòu)特征?一轉(zhuǎn)輪公稱直徑4（51）-水輪機(jī)型式 主軸布置形式 及其他有關(guān)參數(shù)第一部分代表水輪機(jī)的型式和轉(zhuǎn)輪型號，水輪機(jī)型式用漢語拼音字母體現(xiàn)，轉(zhuǎn)輪型號用該水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速體現(xiàn)，用阿拉伯?dāng)?shù)字體現(xiàn)。水泵水輪機(jī)在型式代號背面加漢語拼音字母“B”。其代號規(guī)定如表1-1所示。第二部分代表主軸擺設(shè)形式和結(jié)構(gòu)特征，有兩個漢語拼音字母組成，前者體現(xiàn)水輪機(jī)主軸的擺設(shè)型式，后者體現(xiàn)引水室的結(jié)構(gòu)特征，其代號規(guī)定如表1-2所示。霍2-1水輪機(jī)型式的代號?2-2主軸布置幅式和結(jié)構(gòu)特征的代號水輪機(jī)瑁式代號水粕機(jī)型式代號名稱代號率席代號程潴式HL我端調(diào)槳式GT立幅LI*式_G斜流式XL貫調(diào)定菜式GD臥軸上生發(fā)滴式Q軸旗轉(zhuǎn)槳式ZZ水斗《申擊》式CJ金屬蝸殼燈泡式P釉貓鬲美式ZT料擊式XJ混髓土蝸殼H豎井式S軸虢定槳式如_雙擊式S.I螞槽式M虹吸式K帶流轉(zhuǎn)果式?GZ'有缶明槽式My柏伸式注主軸非垂宜布?僧式均用電瓶第三部分代表水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪公稱直徑D1以及其他有關(guān)參數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字體現(xiàn)，單位為cm。水輪機(jī)型號示例如下：HL180—LJ—550：體現(xiàn)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。ZD760—LH—120(@=+10°)：體現(xiàn)軸流定槳式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號為760,立軸，混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪公稱直徑120cm,轉(zhuǎn)輪葉片裝置(安裝)角為+10°。XLB200—LJ—300：體現(xiàn)斜流式水泵水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號為200,立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪公稱直徑為300cm。2.立式混流式水輪機(jī)組成部件的介紹在此僅對立式混流式水輪機(jī)的各主要組成部件進(jìn)行簡介,若需了解其他型式的水輪機(jī),請參閱水電專業(yè)書籍。(一)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)器能的核心部件,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。如圖1-1所示。

（二）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主要組成部分包羅頂蓋、底環(huán)、控制環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)（包羅導(dǎo)葉臂、連桿、連接板）和接力器等部件。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器的事情原理，如圖2-2所示。圖中示出兩個直缸式接力器的事情情況，圖示所在位置是導(dǎo)葉正處于中間開度，當(dāng)接力器腔體內(nèi)擔(dān)當(dāng)調(diào)速器系統(tǒng)送來的壓力油后，便可控接力器的推拉桿，改變導(dǎo)葉的開度，到達(dá)調(diào)治水輪機(jī)流量的目的。圖1-2接力器工作原理圖1一圖1-2接力器工作原理圖1一導(dǎo)葉,2—轉(zhuǎn)臂j3—連桿［*―控制環(huán).5—接力器底環(huán)。是一個扁平的環(huán)形部件，位于導(dǎo)葉的下方，安裝在座環(huán)或底子環(huán)上，它與頂蓋形成流道，并用來安裝導(dǎo)葉的下軸套?？刂骗h(huán)。是通報接力器作用力，并通過傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉的環(huán)形部件。頂蓋。頂蓋是水輪機(jī)的主要部件，在頂蓋的導(dǎo)葉軸孔中裝有導(dǎo)葉套筒，頂蓋上平面的支持環(huán)支撐著控制環(huán)，是水輪機(jī)的主要受力部件，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。引水部件及泄水部件混流式水輪機(jī)的引水部件主要由金屬蝸殼、座環(huán)和底子環(huán)組成。金屬蝸殼。引水室是將水引入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的通流部件。蝸殼是蝸狀的有壓引水室?；炝魇剿啓C(jī)應(yīng)用于中高水頭電站（一般HN40m）,其引水室多采取金屬蝸殼，斷面形狀由圓形過渡到橢圓形。蝸殼引導(dǎo)水流一方面作圓周運(yùn)動，另一方面作徑向運(yùn)動，使得水流均勻軸對稱地進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，故水力損失小，結(jié)構(gòu)緊湊。座環(huán)。座環(huán)位于引水部件（蝸殼）與導(dǎo)水機(jī)構(gòu)之間，由上環(huán)、下環(huán)和中間若干流線形立柱（也稱牢固導(dǎo)葉）組成。其作用是蒙受水輪發(fā)電機(jī)的部分重量、水輪機(jī)的軸線水推力、頂蓋的重量級部分混凝土重量，并將其荷載通過立柱傳給下部底子。同時，座環(huán)也是水輪機(jī)的過流部件和水輪機(jī)的安裝基準(zhǔn)件。底子環(huán)。底子環(huán)是連接底環(huán)和尾水管錐管，并在安裝、大修中用于承放轉(zhuǎn)輪的底子部件，也是安裝時水輪機(jī)轉(zhuǎn)動部分的承重件，埋設(shè)于混凝土中，轉(zhuǎn)輪的下環(huán)在其內(nèi)轉(zhuǎn)動。尾水管。尾水管是水輪機(jī)的泄水部件，其作用是將轉(zhuǎn)輪出口的水流平順地引向下游，采取轉(zhuǎn)輪出口處水流的動能并利用轉(zhuǎn)輪超過下游水位的位能。常見的尾水管型式為彎肘形，其由直錐管、彎肘段和水平擴(kuò)散段三部分組成。水輪機(jī)其他部件主軸。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)器能通報給發(fā)電機(jī)，從而發(fā)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。別的，主軸還蒙受轉(zhuǎn)輪軸向水推力和轉(zhuǎn)動部件的重量。主軸密封。主軸密封是用以淘汰主軸與牢固部件之間漏水的裝置，是水輪機(jī)正常事情的重要掩護(hù)裝置。水輪機(jī)導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承是保持主軸中心位置，并蒙受徑向力的軸承。水

輪機(jī)導(dǎo)軸承的主要作用是蒙受機(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。導(dǎo)軸承在結(jié)構(gòu)擺設(shè)上應(yīng)盡量靠近轉(zhuǎn)輪，以縮短轉(zhuǎn)輪至軸承距離，包管主軸和轉(zhuǎn)輪運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。按潤滑介質(zhì)差別，水輪機(jī)導(dǎo)軸承可分為水潤滑和油潤滑兩種。另外水輪機(jī)還具有補(bǔ)氣裝置和真空破壞閥等部件，在此不再一一論述其作用。發(fā)電機(jī)及其勵磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的根本知識水電站中的發(fā)電機(jī)都為同步電機(jī)（以下發(fā)電機(jī)均指同步發(fā)電機(jī)），它把原動機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，通過輸電線路等設(shè)備送往用戶。眾所周知，導(dǎo)線切割磁力線能產(chǎn)生感到電動勢，將導(dǎo)線連成閉合回路，就有電流流過，同步發(fā)電機(jī)就是利用電磁感到原理將機(jī)器能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿?。圖2-1同步發(fā)電機(jī)示意圖I一定子鐵芯；2—轉(zhuǎn)子；A滑環(huán);如圖2-1所示為同步發(fā)電機(jī)示意圖。導(dǎo)線放在空心圓筒形鐵芯槽里，鐵芯是牢固不動的，稱為定子。磁力線由磁極產(chǎn)生，磁極是轉(zhuǎn)動的，稱為轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子是組成發(fā)電機(jī)的最根本部分。為了得到三相交換電，沿定子鐵芯內(nèi)圓，每相隔120°分別安頓著三相繞組A—X、B—Y圖2-1同步發(fā)電機(jī)示意圖I一定子鐵芯；2—轉(zhuǎn)子；A滑環(huán);感到電動勢的偏向由右手定則確定。由于導(dǎo)線有時切割N極，有時切割S極，因而感到出的是交換電動勢。交換電動勢的頻率f,決定于電機(jī)的極對數(shù)p和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n,即：

上式中，怒上式中，怒H）n的單位為r/min。轉(zhuǎn)子不絕地旋轉(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勢的相位是差別的，依次差120°,相序為A、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)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場于轉(zhuǎn)子以同速度、同偏向旋轉(zhuǎn)，這就叫“同步”。同步電機(jī)也由此而得名，它的特點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)與頻率間有嚴(yán)格的干系，即：60fn= P水輪發(fā)電機(jī)的類型及根本參數(shù)水輪發(fā)電機(jī)的類型憑據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組擺設(shè)方法，水輪發(fā)電機(jī)有立式裝置、臥式裝置和斜式裝置三種。其中絕大數(shù)水輪發(fā)電機(jī)組采取的是立式（豎軸）裝置。以下所討論如無特制均指立式水輪發(fā)電機(jī)組。立式裝置的水輪發(fā)電機(jī)，按其推力軸承的裝設(shè)位置差別，分為懸式和傘式兩大類。懸式水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承位于上部機(jī)架上，在轉(zhuǎn)子上方，通過推力頭將機(jī)組整個旋轉(zhuǎn)部分的重量懸掛起來，由此而得名。傘式水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承，裝在轉(zhuǎn)子下方的下部機(jī)架上大概裝在位于水輪機(jī)頂蓋上推力支架上。憑據(jù)水輪發(fā)電機(jī)冷卻方法的差別，可分為空冷式、水冷式、水空冷式以及蒸發(fā)冷卻等方法。國產(chǎn)大、中型水輪發(fā)電機(jī)中絕大多數(shù)均為封閉自循環(huán)空冷方法。水輪發(fā)電機(jī)的型號水輪發(fā)電機(jī)的型號，是其類型和特點(diǎn)的簡明標(biāo)記。其體現(xiàn)法為： 定子鐵芯外徑（cm）—— 轉(zhuǎn)子磁極個數(shù)L 額定容量' ^發(fā)電機(jī)型號我國水輪發(fā)電機(jī)型號部分由漢語拼音組成，體現(xiàn)標(biāo)記為：SF 立式空冷水輪發(fā)電機(jī)；SFS 立式水內(nèi)冷水輪發(fā)電機(jī)；SFW 臥式水輪發(fā)電機(jī)；SFD 水輪發(fā)電—電動機(jī)；SFG 貫式水輪發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)的根本參數(shù)水輪發(fā)電機(jī)的根本參數(shù)，通常有額定電流In、額定電壓Un、額定容量Sn或Pn、額定功率因數(shù)cos@n、額定轉(zhuǎn)速nn、飛逸轉(zhuǎn)速nf、轉(zhuǎn)動慣量J、效率n、電抗Xd以及短路比Kd等。以上根本參數(shù)的界說看法在此不再予以解釋，需要了解的讀者可以參閱相關(guān)的專業(yè)書籍。水輪發(fā)電機(jī)的主要組成部件定子定子是水輪發(fā)電機(jī)的牢固部件之一。它主要由機(jī)座、鐵芯、繞組以及引出線等其它部件組成。定子機(jī)座。主要作用是牢固定子以及承重。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，才在定子繞組上感到出交變電流。因此，把定子鐵芯稱為磁電互換元件，并在鐵芯齒槽中牢固定子繞組。定子繞組。定子繞組的作用是，當(dāng)交變磁場切割繞組時，便在繞組中產(chǎn)生交變電動勢和交變電流，從而完成水能f機(jī)器能f電能的最終轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是水輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件，位于定子里面，與定子之間保持一定的空氣間隙。轉(zhuǎn)子通過主軸與下面的水輪機(jī)連接。它的作用是產(chǎn)生磁場并通過與定子相互作用，將水輪機(jī)產(chǎn)生的機(jī)器能轉(zhuǎn)換為電能，由定子繞組輸出。它由主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛和磁極等部分組成。磁極是顯露的（凸極結(jié)構(gòu)）、首尾兩磁極與轉(zhuǎn)子引線相連接，轉(zhuǎn)子引線接至集電環(huán)，運(yùn)行時由勵磁裝置向集電環(huán)供給直流電。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)器能通報給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，另外主軸還蒙受由于推力負(fù)荷引起的拉應(yīng)力，以及蒙受單邊磁拉力和轉(zhuǎn)動部分的機(jī)器不平衡力。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，并起到牢固磁軛和通報轉(zhuǎn)矩的作用磁軛。磁軛也叫輪環(huán)。它的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動慣量和牢固磁極，同時也是磁路的一部分。磁極。當(dāng)直流勵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。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。憑據(jù)機(jī)架所安頓的位置差別，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；憑據(jù)機(jī)架的承載情況，可分為負(fù)荷機(jī)架和非負(fù)荷機(jī)架；憑據(jù)機(jī)架的支臂結(jié)構(gòu)型式可分為輻射型、井字型和橋型等。推力軸承水輪發(fā)電機(jī)組的推力軸承是一種蒙受整個水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的重量以及水輪發(fā)電機(jī)的軸向水推力的滑動軸承，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，會創(chuàng)建起厚度為0.1mm左右的油膜，形成良好的潤滑條件，同時經(jīng)推力軸承將這些力通報給水輪發(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，其事情性能的優(yōu)劣，將直接干系到機(jī)組的寧靜和穩(wěn)定運(yùn)行。導(dǎo)軸承水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承的作用是蒙受機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的徑向機(jī)器不平衡力和電磁不平衡力，維持機(jī)組主軸在軸承間隙范疇內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承憑據(jù)安裝位置是在轉(zhuǎn)子上方照舊下方可分為上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承，有的發(fā)電機(jī)具有兩個導(dǎo)軸承，有的發(fā)電機(jī)僅具有上導(dǎo)軸承或下導(dǎo)軸承之一。通風(fēng)冷卻系統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)的冷卻，直接干系到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)技能指標(biāo)、寧靜運(yùn)行以及使用年限等問題。目前，國內(nèi)外大、中型水輪發(fā)電機(jī)多采取全空冷方法冷卻。采取全空冷方法冷卻，具有制作工藝簡單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。制動器制動器一般位于轉(zhuǎn)子制動環(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)制動器則有獨(dú)立的底子，即在對應(yīng)制動環(huán)的下部設(shè)若干支墩，每個支墩上安排1?2個制動器。制動器的作用有兩個，一是制動，二是頂轉(zhuǎn)子。機(jī)組在停機(jī)歷程中，為了制止推力軸承因機(jī)組長期在低轉(zhuǎn)速下慣性轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致油膜被破壞而是瓦面燒損，因此當(dāng)機(jī)組停機(jī)歷程中轉(zhuǎn)速下降到某個值時，投入制動器強(qiáng)制機(jī)組較快停下來，從而掩護(hù)了推力軸承瓦面。水輪發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)從前面介紹發(fā)電機(jī)發(fā)電根本原理時已知道，發(fā)電機(jī)是通過定子切割由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的恒穩(wěn)旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感到電動勢的，而轉(zhuǎn)子之所以能產(chǎn)生恒穩(wěn)的電磁場，則是由于勵磁系統(tǒng)向其磁極繞組供給了直流的勵磁電流。由此可知，勵磁系統(tǒng)是指向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供給勵磁電流的一系列相關(guān)設(shè)備的統(tǒng)稱。勵磁系統(tǒng)主要包羅勵磁變壓器（大概勵磁機(jī)）、勵磁開關(guān)、整流橋、勵磁調(diào)治器、滅磁開關(guān)、啟勵裝置、強(qiáng)勵裝置和欠勵限制器等裝置。勵磁系統(tǒng)通過調(diào)治供給轉(zhuǎn)子磁極繞組的勵磁電流的巨細(xì)，可以到達(dá)實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)無功功率調(diào)治的目的。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于過勵運(yùn)行狀態(tài)時，發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出滯后無功功率（輸出電感性無功功率），當(dāng)發(fā)電機(jī)處于欠勵運(yùn)行狀態(tài)時，發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)吸收滯后無功功率（輸出電容性無功功率）。需要說明的是調(diào)治勵磁電流只能調(diào)治無功功率，不能改變有功功率。只有調(diào)治原動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，也就是調(diào)治水輪機(jī)的進(jìn)水量，才華調(diào)治發(fā)電機(jī)的有功功率。主變壓器變壓器根本知識變壓器是一種靜止的電器，借電磁感到，把一種交換電的電壓和電流，變?yōu)榱硪环N或幾種頻率相同但數(shù)值差別的電壓和電流。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步伐。電能送到受端時，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。變壓器型號體現(xiàn)方法如下：【□□□□—口/口I ——高壓繞組額定電壓 額定容量（kVA）'"?[L—雷繞組 Z一有載調(diào)壓（無激磁調(diào)壓不表示）1§一三繞組（雙繞組不表示） 冷卻方式:F一風(fēng)冷式;A水冷式：J強(qiáng)迫油循環(huán);D一強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán) 相數(shù):11單相;5—三相;A自耦變壓器（在型號首位表示降壓、在末位表示升壓）變壓器的主要參數(shù)包羅有：額定容量Sn、額定電壓Un、額定電流In、阻抗電壓ud、短路損耗△也、空載損耗△P0、空載電流10、溫升、接線組別。以上根本參數(shù)的界說看法在此不再予以解釋，需要了解的讀者可以參閱相關(guān)的專業(yè)書籍。變壓器的分類按繞組數(shù)目分可分為自耦變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。按相數(shù)分類可分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按冷卻方法分類可分為油浸自冷變壓器、油浸風(fēng)冷卻變壓器、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器、干式變壓器和充氣式變壓器。變壓器的根本結(jié)構(gòu)目前，主變壓器大多數(shù)為油浸式變壓器，它主要由鐵芯、繞組、油箱、絕緣套管出線裝置、冷卻裝置和掩護(hù)裝置等部分組成。其根本結(jié)構(gòu)組成部分如下：鐵芯繞組絕緣 >引線、分引線及分接開關(guān)油箱（包括油箱本體及附件）變壓器冷卻裝置（散熱器或冷卻器等）保護(hù)裝置（儲油柜、油表、安全氣道、吸濕器、測溫元件、凈油器、繼電器等）出線裝置（氤中、低壓瓷套等）1變壓器油鐵芯鐵芯是變壓器最根本的組成部分之一，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到。為了減低鐵芯的發(fā)熱損耗，大型的變壓器的鐵芯根本都采取了薄硅鋼片疊裝而成。繞組電力變壓器的繞組是電流的通道，一般采取同心圓筒形繞組，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。變壓器的冷卻變壓器運(yùn)行時，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中斷的循環(huán)二散發(fā)出來。大型變壓器一般采取強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻來到達(dá)散熱目的。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻包羅風(fēng)冷、水冷兩種。寧靜掩護(hù)裝置油枕：容納因變壓器溫度升高二膨脹增加的變壓器油，同時限制油與空氣的打仗面，淘汰油受潮和氧化的水平（油枕上安裝吸濕器與空氣連通）。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，吸附劑干燥時為藍(lán)色，當(dāng)吸收水分后會逐漸變?yōu)榈嗌?，此時必須調(diào)換或?qū)ζ溥M(jìn)行干燥。防爆管（寧靜通道）：防爆管安裝在電力變壓器的油箱蓋上，作為變壓器內(nèi)部產(chǎn)生妨礙時，防備油箱內(nèi)產(chǎn)生高壓力的釋放掩護(hù)。變壓器的調(diào)壓裝置電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，必須控制電壓顛簸范疇，包管電能質(zhì)量。電壓顛簸范疇一般規(guī)定不得凌駕額定電壓值的±5%。為了包管這一要求，通常采取改變變壓器的繞組匝數(shù)的調(diào)壓方法。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)。憑據(jù)調(diào)壓方法，變壓器調(diào)壓可分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。水電站的電氣主接線電氣主接線概述在水電站中，由種種一次電氣設(shè)備及其連接線所組成的輸送和分派電能的電路，稱為水電站的電氣一次回路。電氣一次回路中各電氣設(shè)備憑據(jù)它們的作用，憑據(jù)連接順序，用規(guī)定的文字和標(biāo)記繪成的圖形稱為電氣主接線圖，它能說明電能輸送和分派的干系。電氣主接線的設(shè)計是水電站電氣部分設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，它對系統(tǒng)運(yùn)行、電氣設(shè)備的選擇和廠房、開關(guān)擺設(shè)等都起到?jīng)Q定性的作用，并長期影響這運(yùn)行寧靜和質(zhì)量。在電氣主接線圖中，要標(biāo)出發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器和避雷器等設(shè)備及載流導(dǎo)體的型號、范例、數(shù)量。畫圖時為了清晰和方便，一般將三相電路繪成單線圖，須要時局部用三線體現(xiàn)。設(shè)計電氣主接線的任務(wù)，主要是選擇主變壓器、斷路器以及互感器和避雷器、載流導(dǎo)體等的型號、規(guī)格和數(shù)量，并確定其連接方法。(一)對電氣主接線的根本要求憑據(jù)系統(tǒng)與用戶的要求，包管須要的供電可靠性和電能質(zhì)量。特別是供電可靠性問題，始終是電氣主接線設(shè)計和運(yùn)行優(yōu)劣的重要指標(biāo)。具有一定的靈活性。盡可能簡單明顯、運(yùn)行方便，是設(shè)備切換所需的操縱步調(diào)最少，淘汰可能因誤操縱而造成的損失，并易于實(shí)現(xiàn)自動化。在滿足供電可靠性、靈活性及運(yùn)行方便的底子上，應(yīng)盡量做到技能先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)公道。在需要分期建立和分期投產(chǎn)時，主接線應(yīng)能適應(yīng)這個特點(diǎn)，采取過渡接

線。（二）電氣主接線形式在水電廠中，常用主接線形式可分為有母線和無母線兩大類。具有母線的主接線有：單母線、雙母線、分段的單、雙母線及附加旁路母線的單、雙母線等。無母線的主接線有：單位接線、橋形接線和多角形接線等。具有母線的主接線：一般具有四回以上進(jìn)、出線就可設(shè)置母線。其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)、出線回路數(shù)可以增加，缺點(diǎn)是擴(kuò)大了配電裝置的結(jié)構(gòu)，并增加了妨礙幾率。無母線的主接線：特點(diǎn)是接線簡單、清晰明顯，運(yùn)行和操縱方便，但進(jìn)、出線回路數(shù)受到限制。常用主接線的類型特點(diǎn)及其適用范疇在此僅對單母線接線、單母線分段接線、單位及擴(kuò)大單位接線、多角形接線這幾種接線方法進(jìn)行介紹，其余未介紹的主接線類型請讀者自行參閱相關(guān)專業(yè)書耒曰。（一）單母線接線接線方法如圖4-1所示：優(yōu)點(diǎn)：簡單明顯，采取設(shè)備少，操縱方便，便于擴(kuò)建，造價低。缺點(diǎn)：供電可靠性低，母線及母線斷絕開關(guān)等任一元件妨礙或查驗時，均需使整個配電裝置停電。適用范疇：一般只在變電所建立初期無重要用戶或出線回路不多的單電源、小容量的廠（所）中使用。（二）單母線分段接線接線方法如圖4-2所示：優(yōu)點(diǎn)：具有單母線接線簡單清晰、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又在一定水平上提高了供電可靠性。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線斷絕開關(guān)妨礙或查驗時，

該母線上的所有回路都要長時間停電。（三）單位及擴(kuò)大單位接線1）單位接線在水電站中，發(fā)電機(jī)與變壓器直接連成一個單位，稱為發(fā)電機(jī)--變壓器單位接線（簡稱單位接線），這種接線應(yīng)用在將發(fā)電機(jī)發(fā)出的全部電能以升高電壓（35kV以上）輸入電網(wǎng)的水電廠中，由于采取的變壓器差別，單位接線又可分為發(fā)電機(jī)--雙繞組變壓器單位接線和發(fā)電機(jī)一一三繞組（或自耦）變壓器單位接線兩種。接線方法如圖4-3所示：圖4-3發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線儲）發(fā)電機(jī)用口裝設(shè)隔離開關(guān)孑（b）裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器*（eJ發(fā)電機(jī)一自耦變壓器單元接線圖4-3發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線儲）發(fā)電機(jī)用口裝設(shè)隔離開關(guān)孑（b）裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器*（eJ發(fā)電機(jī)一自耦變壓器單元接線W圖擴(kuò)大單元接線T—變壓器I1QF.2QF—斷路器士IG.心由旃缺點(diǎn)：對付發(fā)電機(jī) 變壓器單位接線，當(dāng)一組單位中某個元件妨礙或查驗時，整個單位將停止運(yùn)行。擴(kuò)大單位接線采用兩臺（或三臺）發(fā)電機(jī)與一臺變壓器連接的接線稱為擴(kuò)大單位接線，如圖4-4所示。優(yōu)點(diǎn)：與單位接線相比，擴(kuò)大單位接線淘汰了主變壓器和主變壓器高壓側(cè)的斷路器的數(shù)量，淘汰了高壓側(cè)連接回路數(shù)，從而簡化了高壓側(cè)接線。另外任一機(jī)組停機(jī)都不會影響自用電的供給。缺點(diǎn)：當(dāng)變壓器產(chǎn)生妨礙或查驗時，該擴(kuò)大單位的所有發(fā)電機(jī)的電能都不能送出。但實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗表明，主變壓器的事故率是很少的，因此，目前運(yùn)行的水電廠中，遍及采取擴(kuò)大單位接線。（四）多角形接線如圖4-5所示：

多角形接線的種種斷路器相互連接而成閉合的環(huán)狀是一種單環(huán)形接線每一個回路都經(jīng)兩個斷路器連接發(fā)現(xiàn)了雙重連接的原則,在角數(shù)不多的情況下具有較高的可靠性和靈活性并且由于斷路器的數(shù)量較少利用的也最有效，所以，多角形接線還具有較大的經(jīng)濟(jì)型。圖7-17多角形接線⑹三角形接線；（的四角序接線；圖7-17多角形接線⑹三角形接線；（的四角序接線；（c）五角形接線小。缺點(diǎn)：斷路器數(shù)量不能多，即進(jìn)出線回路數(shù)要受到限制，因為在環(huán)形接線中一臺斷路器查驗時，多角形接線就要開環(huán)運(yùn)行，故低落了寧靜可靠性。主接線上常見的電氣設(shè)備簡介高壓斷路器在發(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，用來接通或斷開電路的負(fù)荷電流；妨礙時，用來迅速斷開短路電流，切除妨礙電路。憑據(jù)斷路器的裝設(shè)所在，可分為戶內(nèi)和戶外兩種；憑據(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。斷絕開關(guān)斷絕開關(guān)室高壓開關(guān)設(shè)備的一種。在結(jié)構(gòu)上，斷絕開關(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。斷絕開關(guān)的主要作用包羅：設(shè)備查驗時，用斷絕開關(guān)來斷絕有電和無電部分，形成明顯的斷開點(diǎn)，以包管事情人員和設(shè)備的寧靜。斷絕開關(guān)和斷路器相配合，進(jìn)行倒閘操縱，以改變運(yùn)行方法?？捎脕頂嚅_小電流電路和旁路電流?；ジ衅骰ジ衅靼_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?，分別向丈量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，從而正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行參數(shù)和妨礙情況的電氣設(shè)備?；ジ衅魇虑榈母驹砼c電力變壓器相似，但又有其特殊性，在此就不再贅述。避雷器避雷器是水電站防雷擊過電壓掩護(hù)步伐之一。它的主要作用是當(dāng)雷擊打擊波沿著線路傳入水電站凌駕避雷器掩護(hù)水平時，避雷器首先被擊穿放電，將雷電壓幅值限制在被掩護(hù)設(shè)備雷電打擊水平以下，使電氣設(shè)備受到掩護(hù)。技能供水系統(tǒng)技能供水系統(tǒng)的東西及其作用水電站的供水系統(tǒng)包羅技能供水、消防供水和生活供水。本節(jié)僅對技能供水系統(tǒng)進(jìn)行介紹。技能供水系統(tǒng)是水電站幫助設(shè)備中最根本的系統(tǒng)之一，各用水設(shè)備對供水主要有以下四個方面的要求：水量、水溫、水壓、水質(zhì)。其主要作用是對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行冷卻，有時也用來進(jìn)行潤滑及水壓操縱。技能供水系統(tǒng)的主要供水東西包羅：發(fā)電機(jī)空氣冷卻器；發(fā)電機(jī)推力軸承及導(dǎo)軸承的油冷卻器；水冷式變壓器；水冷式空氣壓縮機(jī)；水輪機(jī)導(dǎo)軸承的潤滑和冷卻；水輪機(jī)主軸密封用水；壓油裝置集油槽油冷卻器；其他用水設(shè)備（如一些高水頭水電站的進(jìn)水閥操縱用水等）。技能供水的水源、供水方法及設(shè)備配置方法技能供水系統(tǒng)的水源有上游水庫、下游尾水和地下水源，其中上游水庫有壓力鋼管或蝸殼取水，壩前取水兩種方法。供水的方法有自流供水、水泵供水、毅雜供水、其他供水方法。其中，自流供水適用于平均水頭在20~120m、水溫和水質(zhì)負(fù)荷要求的水電廠，但水頭高于40m二采取自流供水方法時要減壓供水。水泵供水適用于高于120m或低于12m的水電廠，當(dāng)水頭較高時，宜采取自流供水，當(dāng)水頭不敷時，宜采取水泵供水。技能供水系統(tǒng)的設(shè)備配置方法，憑據(jù)機(jī)組的單機(jī)容量和電站的裝機(jī)臺數(shù)確定，一般有以下幾種類型：會合供水。全電站的所有機(jī)組的用水設(shè)備，都用一個或幾個大眾取水設(shè)備取水，通過全電站大眾的供水干管供給各機(jī)組用水。這種設(shè)備配置會合，運(yùn)行、維護(hù)比力方便，適用于中、小型水電站。單位供水。全電站沒有大眾的供水干管，每臺機(jī)組各自設(shè)置獨(dú)立的取、供水設(shè)備。這種設(shè)備配置方法適用于大型機(jī)組。特別對付水泵供水的大中型水電站，每臺機(jī)組各自設(shè)一臺(套)事情水泵，其特點(diǎn)是：雖然水泵臺數(shù)可能多些，但機(jī)組之間互不滋擾，可靠性高，容易實(shí)現(xiàn)自動化，便于運(yùn)行與維護(hù)。分組供水。機(jī)組臺數(shù)過多時，采取會合供水，管道過長可能造成供水不勻；或管道直徑過大給設(shè)備擺設(shè)帶來困難。采取單位供水，設(shè)備數(shù)量又過多。此圖5-1某水電站自流單元供水系統(tǒng)圖1—濾水器?圖5-1某水電站自流單元供水系統(tǒng)圖1—濾水器?2—消防桂；3-推力、上導(dǎo)冷卻器*4—消防環(huán)管?5—空氣冷卻器15—下導(dǎo)輛玳冷卻器17―水潤滑導(dǎo)軸承手8-總閥門—txl+水冷空壓機(jī)-[&XJ■推至下派備用水干管壩前取水口時，可以將機(jī)組分成若干組，每組組成一個完整的供水系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：既淘汰了設(shè)備，又方便了運(yùn)行。技能供水系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖是把主機(jī)與輔機(jī)或輔機(jī)與輔機(jī)之間的干系及其連擔(dān)當(dāng)?shù)篮驮?，用?guī)定的標(biāo)記繪制的示意圖。系統(tǒng)圖只體現(xiàn)設(shè)備、官網(wǎng)之間的干系，不體現(xiàn)管網(wǎng)和設(shè)備的尺寸和高程。排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)是水電站幫助設(shè)備中最根本的系統(tǒng)之一。在水電站，排水系統(tǒng)是比力容易產(chǎn)生事故的部位，若排水系統(tǒng)不可靠，就會引起水淹廠房的重大事故，嚴(yán)重威脅水電站的寧靜和運(yùn)行。排水系統(tǒng)的作用及排水方法水電站排水系統(tǒng)的作用是：防備廠房內(nèi)部積水和濕潤，包管機(jī)組過水部件和廠房水下部分的查驗。水電站的排水包羅：生產(chǎn)用水的排水、查驗排水、滲漏排水和廠區(qū)排水。生產(chǎn)用水排水。主要是指技能供水的排水，特點(diǎn)是流量大，設(shè)備位置較高，一般都不設(shè)置排水泵，而是靠自流的形式排至下游河道或尾水管內(nèi)。查驗排水。當(dāng)查驗機(jī)組或廠房水下部分的引水修建物時，必須將水輪機(jī)蝸殼、尾水管、引水管道內(nèi)的積水排除。查驗排水的特點(diǎn)是：排水量大、位置較低，只能采取水泵排水。滲漏排水。機(jī)器設(shè)備的漏水、水輪機(jī)頂蓋與主軸密封的漏水、下部設(shè)備的生產(chǎn)排水、廠房下部生活用水的排水、廠房水工修建物的排水一般采取滲漏排水。特點(diǎn)是來水零星且量小，位置較低，一般采取集水井收集，再用水泵排水。水電廠的排水泵一般都采取離心泵、深井泵和潛水泵，高水頭水電廠也有采取射流泵排水的。

至2號至3號尾水尾水油系統(tǒng)在水電站中，機(jī)組調(diào)治系統(tǒng)事情時，能量的通報和機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的潤滑與散熱，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)備辦事的。油系統(tǒng)由一整套設(shè)備組成它用來完成用油設(shè)備的給油、排油、添油及凈化處理懲罰等事情。水電站的用油大要可分為潤滑油和絕緣油兩大類。其中潤滑油主要種類有透平油、空氣壓縮機(jī)油、機(jī)器油和潤滑脂等，這當(dāng)中又以透平油的應(yīng)用最多，其主要作用是潤滑、散熱和對設(shè)備進(jìn)行操縱控制以通報能量。絕緣油分為變壓器油、電纜油和開關(guān)油，主要作用是絕緣、散熱和消弧。油系統(tǒng)的用油用戶主要包羅推力軸承、上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承和調(diào)速器壓油系統(tǒng)，還可能包羅機(jī)組進(jìn)水口油壓啟閉機(jī)、主閥操縱壓力油。八.壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣的用途空氣具有極好的可壓縮性，是存儲壓力能的良好介質(zhì)，同時壓縮空氣使用方便，寧靜可靠，易于儲送，因此在水電站中得到遍及應(yīng)用。壓縮空氣系統(tǒng)的主要作用如下：供液壓操縱油壓裝置壓力油罐用氣；機(jī)組停機(jī)歷程中的制動用氣；水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)相運(yùn)行時轉(zhuǎn)輪室壓水用氣；機(jī)組、設(shè)備在安裝、查驗中的風(fēng)動?xùn)|西及設(shè)備吹掃清污用氣；水輪機(jī)主軸查驗圍帶密封充氣、發(fā)電機(jī)封閉母線微正壓用氣；蝴蝶閥止水圍帶充氣；前池或壓力管道進(jìn)口攔污柵處防凍吹冰用氣；大中型機(jī)組水輪機(jī)強(qiáng)迫補(bǔ)氣；氣動配電裝置中空氣斷路器及氣動斷絕開關(guān)操縱和滅弧用氣。水電站的廠內(nèi)壓縮空氣系統(tǒng)，一般設(shè)置兩個氣壓品級，其中，高壓氣系統(tǒng)一般三2.5MPa,供壓油裝置等用氣；低壓氣系統(tǒng)一般為0.7MPa,供查驗密封圍帶、制動風(fēng)閘、調(diào)相壓水和風(fēng)動?xùn)|西的用氣。壓縮空氣系統(tǒng)的任務(wù)和組成水電站壓縮空氣系統(tǒng)的任務(wù)，就是實(shí)時、可靠地供給用氣設(shè)備所需的氣量，同時滿足用氣設(shè)備對氣壓、清潔和干燥的要求。壓縮空氣系統(tǒng)由四個部分組成：空氣壓縮裝置。包羅空氣壓縮機(jī)、電動機(jī)、儲氣罐和睦水疏散器；供氣管網(wǎng)；由干管、支管和管件組成，管網(wǎng)將氣源和用氣設(shè)備聯(lián)系起來，輸送和分派壓縮空氣。丈量和控制元件。包羅種種型的自動化元件，如壓力繼電器、溫度信號器、電磁閥等。其主要作用是監(jiān)測、控制，包管壓縮空氣氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。用氣設(shè)備。如壓油裝置的壓力油罐、制動閘、風(fēng)動?xùn)|西等。九.水輪機(jī)進(jìn)水閥進(jìn)水閥的作用在水電站引水壓力管道末端，水輪機(jī)蝸殼之前所設(shè)置的閥門稱為水輪機(jī)進(jìn)水閥。進(jìn)水閥只有全開和全關(guān)兩種事情位置，不調(diào)治流量。其作用是：為機(jī)組查驗提供寧靜事情條件。停機(jī)時可淘汰機(jī)組漏水量和縮短重新啟動時間。防備機(jī)組飛逸事故擴(kuò)大。設(shè)置進(jìn)水閥的條件由于進(jìn)水閥造價昂貴，并且會增加水電站的土建和安裝工程量，因而在設(shè)置進(jìn)水閥時，一般應(yīng)切合以下條件：聯(lián)合供水方法的電站，應(yīng)在每臺水輪機(jī)前設(shè)置進(jìn)水閥。2)單位供水方法的電站，當(dāng)水頭高于120m或引水管道較長時，為了掩護(hù)機(jī)組和運(yùn)行方便，可考慮在每臺水輪機(jī)前設(shè)置進(jìn)水閥。3)當(dāng)最洪流頭低于120m且引水管較短時，一般不設(shè)置進(jìn)水閥，但應(yīng)在引水管進(jìn)水口設(shè)置快速閘門。進(jìn)水閥的型式中、小型水電站常用的進(jìn)水閥型式有蝴蝶閥、閘閥和球閥等，其中以蝴蝶閥的使用最遍及。進(jìn)水閥的操縱方法進(jìn)水閥的操縱方法按動力差別分為手動操縱、電動操縱和液壓操縱三種方法。豈論進(jìn)水閥是哪種型式和操縱方法，在開啟時都應(yīng)滿足三個根本條件：進(jìn)水閥的上下兩側(cè)水壓力根本相等、密封裝置退出事情位置、鎖錠退出，才華將閥開啟。機(jī)組正常運(yùn)行封閉時應(yīng)滿足兩個條件：水輪機(jī)導(dǎo)葉完全封閉、鎖錠退出，進(jìn)水閥才華進(jìn)行封閉。當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行中產(chǎn)生事故，進(jìn)水閥在接到事故關(guān)機(jī)信號后，只需鎖錠退出就可在水輪機(jī)導(dǎo)葉沒有完全封閉的情況下進(jìn)行動水封閉。十.水輪機(jī)調(diào)治根本知識水輪機(jī)調(diào)治的任務(wù)為了包管用戶用電的質(zhì)量，當(dāng)今的電力系統(tǒng)對電能的頻率和電壓都要求保持在額定值四周的某個范疇。按規(guī)定，系統(tǒng)頻率應(yīng)保持在50Hz,其偏差不得凌駕±0.5Hz,對付大容量系統(tǒng)，頻率的偏差不得凌駕±0.2Hz。但由于電力系統(tǒng)的負(fù)荷是不絕變革的，存在周期為幾秒至幾十分鐘的負(fù)荷顛簸，這種不可預(yù)見的負(fù)荷顛簸幅值可達(dá)電力系統(tǒng)總?cè)萘康?%~3%。別的，一天之內(nèi)系統(tǒng)負(fù)荷有早、晚兩個岑嶺和中午、深夜兩個低谷，這種負(fù)荷變革根本上是可以預(yù)見的。電力系統(tǒng)負(fù)荷的不絕變革將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的顛簸。因此，必須憑據(jù)負(fù)荷的變動不絕地調(diào)治水輪發(fā)電機(jī)組的有功功率輸出，并維持機(jī)組的轉(zhuǎn)速（頻率）在規(guī)定的范疇內(nèi)，這就是水輪機(jī)調(diào)治的根本任務(wù)。隨著系統(tǒng)負(fù)荷的改變，可相應(yīng)地改變導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的開度以使水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速維持在某一預(yù)定值，或按某一預(yù)定的規(guī)律變革。這一歷程就是水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)治，簡稱水輪機(jī)調(diào)治。水輪機(jī)調(diào)治的任務(wù)是通過調(diào)速器來完成的。調(diào)速器可分為手動調(diào)治和自動調(diào)治兩種，現(xiàn)在絕大多數(shù)電站裝設(shè)的均為自動調(diào)治器。自動調(diào)治的原理方塊圖如下：圖10-1自動調(diào)節(jié)方塊圖泅*元件—導(dǎo)水機(jī)構(gòu)放大元件反饋元件圖10-1自動調(diào)節(jié)方塊圖泅*元件—導(dǎo)水機(jī)構(gòu)放大元件反饋元件執(zhí)行元件一電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)速給定通常把丈量、加法、放大、執(zhí)行和反饋等的元件稱為自動調(diào)治器，機(jī)組被稱為調(diào)治東西或被控東西。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)通常放在機(jī)組之內(nèi)，被調(diào)治東西加上自動調(diào)治

器稱為水輪機(jī)調(diào)治系統(tǒng)。調(diào)速器的作用及根本要求自動或手動調(diào)解機(jī)組的轉(zhuǎn)速；自動或手動啟動、停機(jī)或事故停機(jī)；當(dāng)機(jī)組并列運(yùn)行時，自動分派各機(jī)組之間的變動負(fù)荷。水輪機(jī)自動調(diào)治系統(tǒng)已被調(diào)治參數(shù)（調(diào)頻）的偏差作為調(diào)治導(dǎo)葉開度的依據(jù)。所以在負(fù)荷變動時，總是先產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)速偏差，然后在調(diào)治器的作用下，逐步消除這一偏差。這一歷程稱為調(diào)治系統(tǒng)的太過歷程（調(diào)治歷程）。與之對應(yīng)的是，調(diào)治系統(tǒng)各參數(shù)（轉(zhuǎn)速、調(diào)治信號、導(dǎo)葉開度等）不隨時間而變革的事情狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）。水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)對調(diào)速器的要求首先是必須包管閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性；其次是水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)必須包管在種種差別工況下均可靠運(yùn)行。總體來說，就是具有較小的轉(zhuǎn)速死區(qū)、高品質(zhì)的調(diào)治指標(biāo)、良好的速動性，以及滿足調(diào)保盤算的要求。調(diào)速器的分類調(diào)速器的分類大抵有以下幾種：調(diào)速器T按元件結(jié)構(gòu)，機(jī)械液壓型電氣液壓型[PC調(diào)速器T按元件結(jié)構(gòu)，機(jī)械液壓型電氣液壓型[PC控制型微機(jī)液壓型，PLC控制型I工控機(jī)控制型洞速粉格福節(jié)協(xié)建I比例積分型（P1）按倜規(guī)律t比例積分微分型（?）、按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)目｛靠瞿 ,f大型：主配直徑大于防皿按工作容量中型；操作功lOOOONm~SOOOONmI小型tlOOOONm「拄卜一礎(chǔ),六號j中間接力器反饋找反饋位置｛主接力器反饋現(xiàn)在大中型水電站遍及應(yīng)用的為PID型微機(jī)調(diào)速器。水輪機(jī)調(diào)速器的根本組成無論是哪種類型的調(diào)速器，其根本組成原理都是一致的，只是實(shí)現(xiàn)手段、成果強(qiáng)弱差別罷了，到目前為止，所有的調(diào)速器的根本組成均如圖10-2所示。T蒲■元怦卜。一|產(chǎn)大前1~I執(zhí)行元件kr-

'~~|一，元件卜——■~~圖1。-2調(diào)速器的基本構(gòu)成1)丈量元件。在調(diào)速器中主要是丈量機(jī)組轉(zhuǎn)速。微調(diào)中以硬、軟件結(jié)合進(jìn)行數(shù)字測頻。綜合元件。將測頻元件、反饋元件送來的信號加以綜合，并將綜合后的信號作為調(diào)治信號送給放大元件。微調(diào)中是由軟件來控制。放大元件。將綜合元件送來的調(diào)治信號加以放大，以操縱執(zhí)行元件。微調(diào)中由電路與液壓部分聯(lián)合完成。執(zhí)行元件。憑據(jù)放大后的調(diào)治信號，操縱導(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。反饋元件。用于包管調(diào)治的適度性和穩(wěn)定性。微調(diào)中均采取位移傳感器完成信號反饋。十一.廠用電系統(tǒng)概述水電站廠用電系統(tǒng)的組成水電站機(jī)電幫助設(shè)備用電及照明用電稱為水電站的廠用電。廠用電絕大部分使用交換電，少量使用直流電。水電站廠用電系統(tǒng)是全部廠用電力網(wǎng)絡(luò)、廠用配電裝置和廠用電的交、直流電源等所組成的總體。水電站廠用電負(fù)荷由以下幾部分組成：一類負(fù)荷：重要的機(jī)器及監(jiān)控、掩護(hù)、自動裝置等二次設(shè)備用電，比如機(jī)組潤滑系統(tǒng)、調(diào)速器壓油裝置、主變壓器冷卻系統(tǒng)、技能供水泵等。當(dāng)它們停止事情后，會引起主機(jī)淘汰著力或停止發(fā)電，甚至可能使得主機(jī)或幫助設(shè)備損壞。因此此類負(fù)荷，允許電源中斷的時間非常短，僅為電源操縱切換時間，一般不能凌駕10min。二類負(fù)荷：次重要機(jī)器，如水輪機(jī)頂蓋排水泵、漏油泵、整流設(shè)備、吊車、照明等。當(dāng)它們停止事情后，一般不會影響水電站機(jī)組的著力，可由運(yùn)行人員采取步伐使它們規(guī)復(fù)事情。對付二類負(fù)荷，運(yùn)行短時停電數(shù)十分鐘，但必須設(shè)法規(guī)復(fù)。三類負(fù)荷：不重要的機(jī)器，如機(jī)修廠、試驗室的用電設(shè)備等。允許較長時間停電，當(dāng)它們停止事情后，可以較長時間進(jìn)行修理以規(guī)復(fù)事情，不會影響水電站的運(yùn)行。水電站廠用電的作用就是能夠包管種種負(fù)荷的正常供電，在事故時能包管一類負(fù)荷的供電，以滿足水電站寧靜、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的需要。水電站對廠用電接線的根本要求寧靜可靠、運(yùn)行靈活。投資少、運(yùn)行用度低，接線簡單、清晰。分段設(shè)置，互為備用。與電氣主接線的干系。整體籌劃，便于擴(kuò)建。大中型水電站中廠用電接線方法大多采取兩級電壓(6kV和380V)的單母線分段接線。廠用電電源種類由主發(fā)電機(jī)通過廠用變壓器或電抗器給廠用電系統(tǒng)供電。可靠性高，縱然全廠機(jī)組停機(jī)也可從系統(tǒng)中取得電源，并且容易包管第一類廠用電動機(jī)的自啟動。目前發(fā)電機(jī)廠用電險些全由主發(fā)電機(jī)供給。裝設(shè)獨(dú)立的廠用電電源，例如裝設(shè)小型水輪發(fā)電機(jī)組，單獨(dú)供給廠用電。這種方法多應(yīng)用于某些伶仃運(yùn)行的水電站中，大概作為水電站廠用電的應(yīng)急電源，以應(yīng)對當(dāng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生非常嚴(yán)重事故時，廠用電系統(tǒng)不能實(shí)時供電的情況產(chǎn)生。裝設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為緊急備用電源。從系統(tǒng)中引入電源作為水電站的廠用電大概事故備用電源，即外來電源。廠用配電裝置廠用高壓開關(guān)電