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水电站的构成

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/5/28 18:08:55   

  所属频道:  水力发电    关键词:  水电 水电站

水电站的构成

水电站由水工建筑物、厂房、水轮发电机组以及变电站和送电设备组成。

(1)水工建筑物包括大坝、引水建筑物和泄水建筑物等。

大坝又称拦河坝,是水电站的主要建筑物,作用是挡水提高水位,积蓄水量,集中上游河段的落差形成一定水头和库容的水库,水轮发电机组从水库取水发电。大坝可分为混凝土坝和土石坝两大类。混凝土坝分为重力坝、拱坝和支墩坝3种。土石坝分为土坝、堆石坝、土石混合坝,又统称当
地材料坝。大坝的选型要根据坝址的自然条件、建筑材料、施工现场、导流、工期、造价等进行综合比较后确定。引水建筑物包括组成建筑物的进水口、拦污栅、闸门等以及组成输水建筑物的渠道、隧洞、调压室、压力管道等。泄水建筑物主要包括溢洪坝、溢流坝、泄水闸、泄洪隧道及底孔等,用于渲泄洪水、放空水库、冲砂、排水和排放漂水等。厂房是安装水轮发电机组及其配套设备的场所。根据自然条件、机组容量和电站规模可分为地面厂房,地下厂房和坝内厂房几种。

2)水轮发电机组。水轮发电机组由水轮机与发电机的轴相联,水轮机接受水的位能和动能,转换为旋转的机械能驱动发电机发电。水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机。冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转,此射水流的压力不变,转轮将水流的动能转换为旋转的机械能。反击式水轮机的转轮是接受水流的反作用力而旋转,此射水流的位能和动能都在改变,但主要是位能转换为旋转的机械能。冲击式水轮机可分为切击式和斜击式两种。切击水轮机转轮圆周布置多种水斗,喷嘴将水的位能变为动能,形成高速水流沿转轮圆周的切线方向射向双U形水斗中部,水流在水斗中折转向两侧排出。斜击式水轮机的转轮圆周密布叶片,喷嘴出来的高速水流从转轮一侧倾斜冲击叶片使转轮旋转.水流经转轮上的叶折转后从另一侧流出。反击式水轮机由带有导叶的进水装置和具有数个叶片的转轮组成,可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式几种。在混流式水轮机中,水流径向流人导叶再进入转轮,然后轴向流出转轮。在轴流水轮机中,水流径向进入导叶,倾斜于主轴某一角度流入转轮。在贯流式水轮机中水流沿轴向流进导叶和转轮。

各式水轮机的使用水头和比转速见表3-1

表3-1水轮机的使用水头和比转速
类别

使用水头

比转速(r/min)

小型

大、中型

水斗式

大于100

大于300

10-35(单喷嘴)

斜击式

20^300

30^70

轴流式

定桨式

3^70

200^800

转桨式

3^80

200^800

贯桨式

定桨式

小于20

600-1000

转桨式

小于20

600-1000

混流式

5-200

30-700

50^300

斜流式

定桨式

40-120

150^350

转桨式

40-120

150^350

比转速是几何相似的水轮机在lm水头下发出1kW功率时的转速。空浆式的转轮叶片为固定的,转桨式的转轮叶片可以绕叶片轴旋转。

从表3-1中可以看出,混流式水轮机适用的水头范围大,广泛用于大中型水电站。

水轮发电机的特点是①转速较低,一般均在750r/min以下,有的只有几十转/分;②由于转速低,故磁极数较多;③结构尺寸和重量都较大;④大、中型水轮发电机一般采用竖轴。

水轮发电机主要由定子、转子、推力轴承、机架、冷却系统和励磁系统等组成。定子是产生电能的部件,由绕组、铁芯和机壳组成。转子是产生磁场的转动部件,由支架、轮环和磁极组成。推力轴承是承受竖轴转子(水轮机和发电机)的重量和水轮机轴向推力的部件。大中型水轮发电机一般采用空气冷却,部分采用水冷却。目前,国外投入运行的大型水轮发电机采用水冷却。

来源:国家电力信息网
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