水力发电概述.docx

水力发电概述摘 要由于煤炭、火油、天然气等传统可燃能源的日益耗尽,水力资源的发展逐渐得到了人类的关注水力发电原理是利用下行河川、湖泊等水流的势能转换成水轮机组的动能,然后使发电机产出电能水力发电在某种意义上是水的势能变成机械能,又变成电能的过程经过调整适合于人民百姓、工场之用电设备用电,利用配电线输电到工场及个人关键词水力发电 ；水力 ；能量转换；电能 ；设备AbstractDue to the depletion of traditional combustible energy sources such as coal, kerosene and natural gas, the development of hydraulic resources has gradually attracted human attention. The principle of hydroelectric power generation is to use the potential energy of downstream rivers and lakes to convert into the kinetic energy of hydro-generator, and then make the generator produce electric energy. In a sense, hydropower is a process in which the potential energy of water turns into mechanical energy and electrical energy. After adjustment, it is suitable for people and workshops to use electricity, which is transmitted to workshops and inpiduals through distribution lines.Keywords waterpower；hydrauilic power；energy transformation； electrical energy；equipment1.1 水力1.1.1 定义水力,地球中的水体在流动过程中产生的能量,又指水体动能、势能和压力能 等资源。

人类可以直接利用水,还能将其作为能量的载体太阳可以引导地球上 水循环,使之不断进行这其中地表水的流动对循环很重要,在高度差、水流量大 的地方,水能充足因为矿物燃料的减少,水力变得更重要川流、潮汐、波涛以 及涌浪等河流海洋活动都可以用来产能有些还能用于浇灌1.1.2 分类水(water resources)可以定义为一定量的人类长期存在、生活和发展所需 的水量,分为广义和狭义广义是指地球水体；狭义的水指母星上的淡水资源， 关乎人类生存发展本文中的水仅限于狭义2.1水力发电2.1.1定义水力发电是指通过水流高处向下流动所转化势能而产生的动能传递给水轮机 组,再以水轮机组带动发电机产生电能因发电厂所输出的电力电压较低,要进行 远距离搬运,须通过变压器增幅电压,再由空中的输电线到用户聚集地的变电所, 之后降幅电压并输电到各工场及个人基本任务:水力发电的目的就是要汇聚利 用这种被无意义使用的水力,以转变成生产生活中的电能2.2 水力发电站的组成(1) 水工建筑物:一般俗称大坝,由挡水制造物、引水制造物、输水制造物、 泄水制造物等组成2) 厂房:支撑和维持机电设备正常运行的主要制造物3) 发电系统:它是指水力发电电站内生产电能的设备,并完成能量转化和传 递的任务。

这些机器在水力发电电站生产传输电能过程中的作用划分,又可分为 下述四大系统:① 主机设备体系包括水轮机组及相应的出入水设备组成② 辅助设备体系包括水力发电站的油、水、气系统,主阀或快速闸门及其 操作设备等③ 电气一次体系由发电机、发电机引出线、发电机电压配电器、主变压器、 厂用变压器、高低压电气设施及各种母线、电力电缆等线缆组成④ 电气二次体系有发电机同期装置、励磁体系、调速体系（电气部分）、维 持体系、直流体系、监控、监测系统、自动及远动装置等2.3 水力发电电站的工作原理2.3.1 能量的转化能量在发电过程的变化为:水机械能f轮机组机械能f电能能量转换图如 图 2.1 所示:图 2.1 能量转换图2.3.2 基本原理水力发电的基本原理就是利用水的重量与水流的冲击力推动水轮机组,然后水轮机组带动发电机发电,最后通过变电和输配电设备,将电能输送到电网或直接供用户使用如图 2.2 所示:图 2.2 发电原理图2.4 水力发电电站的开发方式2.4.1 堤坝式水力发电电站坝式水力发电电站水库的综合效益高,可同时满足防洪、发电、供水等各种 各样的要求缺点:经费开销大,作成时间长,工程影响范围大。

堤坝式水力发电 电站分为两种:(1) 河床式水力发电电站:①一般营建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上， 为避免大量淹没，建低坝或闸②适用水头：大中型：24米以下，小型：7~9米以下 适用于低水头的水力发电电站③厂房和挡水坝挨着建在河床中，一起挡水，为挡 水制造物的一部分，故厂房也会产生摩擦力不足不够稳固的问题;④厂房高度跟水 头高度有一定关系⑤引用流量大、水头低其中代表水为葛洲坝水力发电电站 如图 2.3 所示图 2.3 河床式水力发电电站平面图r>lIhi蹴逋图 2.3 河床式水力发电电站平面图(2) 坝后式水力发电电站:①通过将厂房建造在坝后来防止被破坏，由大坝来 承受压力厂坝之间设置凹槽,使厂房不受到水头坝后式水力发电电站一般修 建在河流的中上游，库容较充足，易调节②三峡水力发电站就是典型的坝后式水 力发电电站，它的装机容量已经达到了 18200MW如图2.4所示：图2.4 坝后式水力发电电站平面图2.4.2 引水式水力发电电站(persion t ype power stat ion)首先在高海拔的河坡上造坝取水，当人工引水到河段下游时，汇聚落差，再经 压力管道引水到水轮机组进行发电。

用引水道集结水头的电站称为引水式水力发 电电站优点:(1)水头相对较高，目前最大水头已达1900多米2)电站存储很 小，基本无水库淹没损失，工程量较小，单位经费开销较低缺点: 引用流量较小， 没有水库调节径流，水量利用率较低，综合利用价值较差类型:无压引水式free flow);有压弓|水式(pressure flow)1)有压引水式电站:①引水建筑物是有压力的:压力隧洞(pressuretunnel)②主要建筑物:低坝，引水隧洞(有压)，调压室，压力水管，厂房，尾水渠 如图2.5所示:图2.5有压引水式水力发电电站(2 )无压引水式电站:①引水建筑物是无压力的：明渠(open channel)、无压 隧洞(free flow tunnel)②主要建筑物:低坝，进水口，沉沙池,引水渠(洞),日调 节池,压力前池,压力水管,厂房,尾水渠如图2.6所示:濒IM•悴IE图2.6无压引水式电站参考文献[1] 汤鑫华•论水力发电的比较优势[J].中国科技论坛,2011.[2] 李萍.引水式水力发电电站厂用电设计研究[J].水力发电电站机电技 术.2021.[3] 张研.水力发电电站的主要组成建筑物[J].黑龙江科学,2014.[4] 刘家均.浅谈水力发电的原理及优势[J].建筑工程技术与设计,2017.[5] 顾永和，席静，王静，梁斌.水利用技术的研究综述[J].山东化工,2019.。