调速系统作用

电压 频率 相位


未并网前：调整机组转速； 并网后：通过调整导叶开度调整机组有功 出力、有功功率的成组调节分配并列运行 的各机组之间的负荷； 正常开停机； 电气事故情况下紧急关闭导叶，以防止事 态扩大。
油水汽三大辅助系统



油系统：水电站油主要分透平油和绝缘油。 透平油主要作用：润滑、散热、液压操作 绝缘油主要作用：绝缘、散热、灭弧。 水系统：主要用于机组各轴承，定子空冷 器冷却、主变冷却。
配电装置


发电厂和变电所电气主接线中，所装开关电器、 载流导体以及保护和测量电器等设备，按一定要 求建造而成的电工建筑物，称为配电装置。它的 作用是接受和分配电能，它是发电厂和变电所的 重要组成部分。 包括：断路器、隔离开关、互感器、避雷器、 母线、电缆、高压熔断器。 分类：根据电气设备安装地点分为户内和户外式； 按电气设备组装方式分为装配式和成套组合式。
水电站类型

引水式水电厂是用引水道集中水头的电站 称为引水式水电站。 引水方式：明渠、无压遂洞、有压遂洞 缺点：无调节能力，属径流式。
引水式水电厂（有压）
引水式水电厂（无压）
水电站类型

混合式水电站将上两种形式相结合。是由 坝和引水道分别集中一部分水头，电站的 总水头等于这两部分之和。
水电站组成
拦污栅——拦截杂物，避免使其进入压力 管道 工作闸门——开启、关闭进水口 检修闸门——用于检修工作闸门 档沙坎——拦截泥沙

输水建筑物

输水建筑物由引水隧洞、调压井和压力管 道等组成 阻抗式调压井定义：在圆筒式调压井的底 部设置阻力孔并与隧洞及压力钢管连接的 调压调压井。

调压井的作用
计算机监控系统



以计算机网络为平台，通过开放、模块化 的结构设计，实现对水电厂生产过程的监 视、数据采集、控制、调节和保护，的一 种系统。 计算机监控系统包括：现在LCU单元、上位 机等组成。 特点：计算速度快、精度高、存贮量大等 优点。
继电保护



继电保护：对运行中电力系统的设备和线 路，在一定范围内经常监测有无发生异常 或事故情况，并作用于断路器跳闸或发出 信号的自动装置。 继电保护要求：可靠性、选择性、速动性、 灵敏性 主要作用是：防止电力系统事故的发生和 发展，限制事故的影响及范围，保证电能 质量并提高供电的可靠性。
水轮发电机组将机械能转化为电能的物理过程

当定子绕组流过三相交流电以后产生一个 旋转磁场，该磁场的转速称为同步转速 （发电机的频率及磁极对P数确定后，同步 转速即已确定N=60f/p），这个磁极与转子 磁极产生相互作用力，二者之间的角度决 定了力的大小（发出有功负荷的大小）和 性质（发电机或电动机）




水工建筑物 水轮发电机组 励磁系统 调速系统 油水汽三大辅助系统 计算机监控系统 继电保护 安全自动化装置 配电装置 直流系统 厂用电系统
水工建筑物

挡水建筑物
引水建筑物
输水建筑物
泄水建筑物
挡水建筑物

挡水建筑物就是大坝。
作用：拦截河流的水，用以形成水库，积 蓄水量，抬高水位、集中落差，造成水力 发电的基本条件——流量、水头。

电力生产的特点





l）电力生产的同时性 发电、输电、供电是同时完成的,电能不能大量储存,必须用多少,发多少。 2）电力生产的整体性 发电厂、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备在电网中形成一个不 可分割的整体,缺少任一环节,电力生产都不可能完成,相反,任何设备脱离电网 都将失去意义。 3）电力生产的快速性 电能输送过程迅速,其传输速度与光速相同, 达到每秒30万公里,即使相距几 万公里,发、供、用都是在一瞬间实现。 4）电力生产的连续性 电能的质量需要实时、连续的监视与调整。 5）电力生产的实时性 电网事故发展迅速,涉及面大,需要实时安全监视。 6）电力生产的随机性： 由于负荷变化、异常情况及事故发生的随机性，电能质量的变化是随机的， 因此，在电力生产过程中，需要实时调度，并需要实时安全监控系统随时跟 踪随机事件，以保证电能质量及电网安全运行。
由于发电站的引水管道较长，当机组运行 中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯 性作用，有很大的水锤效应，易损毁发电 设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和 其它过流部件。 调压井的作用 A、让水锤有一个释放的通道，以减小过流部 件的压力及水位波动，平稳水头。

调压井的作用


B、阻挡杂物进入压力水管和水轮机。调压 井中的流速较低，可以使泥沙沉降。 C、在调压井中设置快速闸门，可以对压力 钢管进行检修。
水电站生产过程
原料 水
加工设备 对设备的控制
水轮发电机组 控制系统
产品
电能
水电站生产过程
水
主阀 水轮机 发电机 电能
河流：拦河筑坝、引水
快速闸门、蝶阀、球阀 水能转换为机械能 机械能转换为电能 电能送入电力市场
水电站生产的特点
水电厂 火电厂 1、一次能源储备 水量储存———燃料储存 2、机组启动速度 快————————慢 3、负荷增减速度 快————————慢 4、系统中的作用 调频、调峰、调压——基荷、电压 支撑 5、运行成本 低（建设成本高）——高 6、距离负荷中心 远———————一般较近 7、季节的影响 大——————————小
负责机组开停的监 控系统负荷
thanks
调速系统



调速系统：根据水轮发电机组转速偏差的检测以 开关水轮机导水机构控制进入水轮机的流量来调 节水轮机转速和出力的设备。 调速器用来控制液压接力器的动作，通过改变搭 接在水轮机周围的导叶的开度这一途径来调节进 水量或切断水流。 流量的调节过程为：调节命令――调速器――液压 接力器――导叶传动机构――导叶开度改别――进 水量改别


水电站生产过程

但是水流的水头沿天然河流沿程分布时， 我们无法使用，需要将水头集中以后才利 于我们使用。按集中水头的方法，可以将 水电厂分为三种类型：
水电站类型

坝式水电厂 就是拦河筑坝集中水头，又可 以分为河床式和坝后式。 优点：有调节能力和可以综合用。 缺点：水淹面积大；泥沙淤积。
坝后式水电站
油水汽三大辅助系统
油水汽三大辅助系统

气系统：分为中压气和低压气 中压气作用：用于调速器压油装置 低压气作用：机组刹车制动、检修密封、 吹扫用气、风动工具用气、调相用气、空 气断路器及气动装置的隔离开关操作用气、 防冻吹冰。
油水气管路的着色





红－压力油管、加油管； 黄－排油管； 橙－消防水管； 蓝－进水管； 绿－排水管； 黑－排污管； 白－压缩空气管。

挡水建筑物型式
土坝 支墩坝
大坝
拱坝
堆石坝
混凝土重力坝
引水建筑物
引水建筑物是指从水库或河道中将所需要 利用的水引入水电站而造成的水工建筑物。 对引水建筑物的基本要求：保证水电站所 需的足够水量，不能使泥沙、漂浮物等进 入引水隧洞。 附加设备：拦污栅、工作闸门、检修闸门、 档沙坎。

引水建作用

励磁系统

励磁系统：提供发电机磁场电流的装置， 包括所有调节与控制元件，还有磁场放电 或灭磁装置及保护装置
励磁系统由功率单元、 调节单元、灭磁单元组成。

励磁系统作用



维持发电机或系统电压水平； 并列运行机组间合理分配无功负荷； 提高发电机静稳定极限； 提高系统动稳水平； 发电机故障时快速灭磁。
负荷分类
一类 二类 三类
特点
短时停电就会造成设备损坏，危 及人身安全、主机停运及大量影 响出力的负荷 允许短时停电，恢复供电后，不 致造成生产紊乱的负荷 较长时间都不会直接影响生产
示例
压油泵，循环油泵 等 水电厂的大部分电 机负荷 照明及普通动力负 荷
事故保安负荷 在事故或紧急停机过程中仍必须 保证供电的负荷
水电站能量转换过程
发电机
空转
水能机械能
空载
机械能电能
发电
电能送出
水电站生产过程

定义：水电站是利用水能资源发电的场所，
是水、机、电的综合体。将水能转换为电 能的综合工程设施 。
水电站生产过程

水能的基本要素是流量、水头。当水具有 一定的流量、水头以后，我们说水具有了 一定的能量。
N=9.81QHη 由此可知发电必须要具有水头和流量
水电站能量转换过程




水流冲击水轮机转轮，将水能转换为水轮机轴上 的旋转机械能并通过大轴传递给发电机。 发电机通过电磁感应原理将大轴上的旋转机械能 转换为电能 发电机工作的基本原理――电磁感应原理 导线 切割磁力线将感生电势，闭合导线将便有了电流。 电枢绕组庞大，故工程上采用磁力线移动去切割 固定不动的电枢绕组； 磁力线由电磁铁产生，为了得到电磁铁，必先 得到直流电源——励磁
直流系统

直流系统作用：断路器操作电源、各控制 电源、事故照明等。 组成：蓄电池、充电机、馈电装置、绝缘 监测装置。

厂用电系统

厂用电系统：电厂自身用电。 基本要求：可靠性、经济性 厂用电负荷分类：一类、二类、三类和事 故保安负荷 “四保”保人身、保电网、保设备、保厂 用电

厂用电负荷分类表
我国水资源情况
我国水能资源6.76亿kw，其中可开发利用
的约为3.79亿kw。均居世界首位。
引入

水电厂像其他工厂一样，要完成生产，需 要原料，加工设备，并通过对加工设备的 操作控制，使之加工出所需要的产品。