水轮机一、发电系统电的种类：太阳能发电、风力发电、地热发电、海洋能发电（潮汐、海流、波浪）磁流体发电、氢能发电、核能发电、火力发电、水力发电二、水力发电厂水力发电就是利用水能发电的一种方式，典型的水电站就是在天然的河流上构筑堤坝，抬高水位，形成水库，坝区上游的水经过进水口、压力水管进入水轮机涡壳，冲击水轮机转动，并带动同轴发电机发出电力，做功后的尾水，经尾水管流至下游河道。

三、水力发电厂的分类：1、堤坝式水电厂：就是在河床上游间拦河坝和厂房，抬高水位，积蓄水量，形成发电的水头。

1）、坝后式水电厂：就是厂房修建在坝的后面，全部水压由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂房，转动水轮机发电。

2）、河床式水电厂：厂房修建在河床上，承受水的压力，是拦水坝的一部分，水头一般是20--30米以下，典型的水电厂----长江葛洲坝2、引水式水电厂：在河道坡度较陡的河段上，引水之开阔地段，依地势建厂，一般适用于水头高，水流量小的河流3、抽水蓄能式水电厂：抽水蓄能式水电厂是一个特殊形式的水电厂，它具有高位和低位两个水池和引水建筑物，配备可逆式水轮发电机组。

当电力系统负荷处于低谷的时候，利用多余的电力，以水泵方式降低水位水池的水，抽到高水位水池。

当负荷处于高峰时，机组改为水轮发电机方式运行。

一般用于电力系统调节用电峰值四、水轮发电机组1、水轮机：按水流作用于转轮时的能量特点，分为反击式、冲击式两类1）、混流式水轮机：是目前大型水电厂采用最多的水轮机型式之一，特点机组体积小，造价低，适用的水头范围广。

水轮机转动部分是由转轮和主轴。

固定部分包括埋入部分、导水机构，埋入部分包括：涡壳、座环，导水机构主要有顶盖、座环、导叶以及控制机构。

水流经蝴蝶阀进入涡壳，有导水叶的开度控制进水量的大小，水流由水平方向流入转轮，轴向流出，经转轮叶片流道改变方向，由叶片正反面的压力差，使转轮旋转做功。

2）、轴流式水轮机：轴流式水轮机的轮叶装在轮轴上。

水流经倒叶后，从垂直方向进入转轮，经叶片后仍有轴向流出。

轴流式水轮机又转浆式、定浆式两种转浆式。

转浆式水轮机的转轮叶片能随负荷变化通过调节机构改变角度，效率高于混流式，适用于低水头大流量负荷变化大的水电厂。

定浆式结构简单，易于加工制造，适用于低水头中小型水电厂。

3）、斜流式水轮机：它是近十几年才发展起来的新型水轮机，其结构和特征介于混流式和轴流式之间，叶片可以做成转浆式或定浆式。

斜流水轮机是可逆的机组，能在水泵—水轮机组运行工况之间切换，用于抽水蓄能电厂。

4）、贯流式水轮机：用于最广的机组为灯泡式，采用卧轴布置，水轮机对密封和电气绝缘要求很高，一般用于潮汐发电。

5）、冲击型水斗式水轮机：是利用高速水流的冲击力是工作轮转动，适用于水头高，流量较少的引水式水电站五、水轮发电机的特点：转速低，磁极对数多，机构尺寸和重量大一般采用立式布置：为了减少占地、降低厂房造价，大中型水轮发电机组采用竖轴—即转轴与地面垂直的立式布置。

对于小机组以及贯流式、冲击式机组都以卧式布置。

立式机组按轴承位置，可分为悬式和伞式。

轴承可分为推力轴承，上导和下导轴承，水轮机部分有水导轴承。

立式的推力轴承面向上，其作用是承受机组转动部分的重量（发电机、励磁机、水轮机）和沿轴向水推力；上导轴承、下导轴承的作用是承受转子机械不均衡和转子偏心造成的单边磁拉力；水导轴承，装于水轮机上部，作用是防止旋转部件的摆动及承受径向负荷。

六、辅助设备1）、快速闸门、蝴蝶阀、球形阀快速闸门一般安装在水轮机蜗壳前的钢管上或者压力水管的进水口。

机组在事故停机过程中，当导水机构（水中的树枝、木块）不能关闭时，可快速关闭快速闸门。

蝴蝶阀、球形阀、尾水闸门供检修时排出蜗壳内积水只用2）、制动器制动器的作用有2种，一个是制动，一个是顶转子。

一般在制动器内通入压缩空气。

可以防止机组在停机时，由于惯性而长时间低速旋转，同时也可以在开机前推力轴承瓦面产生一层润滑油膜。

3）、调速器：是用来控制机组启动、停机、并入电网运行，增减负荷以及做调相运行4）、供油及排油设施：机组所有的轴承运行时需要的润滑油；调速器需要通过油压设备将油加压来操作导水机构。

油压设备有压力罐、油箱、油泵组成，油压罐下部三分之一的容积是透平油，其余三分之二位压缩空气，利用气体能膨胀的做功的原理，从压油罐底部引出压力油罐推动接力器活塞做功，压油罐消耗了的透平油由油泵补充，压缩空气的漏损则由压缩空气系统向压油罐充气（透平是汽轮机"turbine"一词的英文译音,汽轮机油于其它润滑油的只要差别在于更好的抗氧化安定性和抗乳化性能.只要用于发动厂蒸气轮机及其它需要深度精致润滑油的润滑场合,透平油就是汽轮发动机用的一种机油，适合高速机械润滑用,主要起到润滑＼散热＼冷却调速的作用透平是英文turbine的音译，源于拉丁文turbo一词，意为旋转物体。

又称涡轮、涡轮机。

透平最主要的部件是旋转元件（转子或称叶轮），被安装在透平轴上，具有沿圆周均匀排列的叶片。

流体所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能，流过转子时流体冲击叶片，推动转子转动，从而驱动透平轴旋转。

透平轴直接或经传动机构带动其他机械，输出机械功。

）5）、供给冷却水设施：发电机定子、转子铁心、线圈，以及各个轴承在运行中会不断的产生热量，需要散发掉，以满足在一点允许温升范围内运行，6）、刹车设施：机组停机时需要制动（或叫刹车），制动需要压缩空气来实现，做调相运行时也需要压缩空气引至转轮室江水位压低，油压设备的油压罐需要压缩空气来稳定罐内的压力，为了满足这些需要，一般设置不同压力的压缩空气设施（高压、低压气机）。

小型机组通常采用重锤或机械结构来刹车7）、截流设施：当水轮机转轮及过流部件检修时，必须截断上游下游两端水流，进水阀即装在蜗壳进水口处的截断上游水流，在尾水管末端设尾水闸门以截断下游水流8）、排水设施：为了排出蜗壳和尾水管内积水以及检修转轮及过流部件，还有排出厂房内积水。

水电站厂房内有两种积水，一类是积水井的积水排出，积水井的水只要是来自机组运行时水轮机主轴密封、导水叶轴承密封的密封漏水，还有各种生产、水工建筑的渗漏水，这类水通常叫做渗漏排水；另一类是水轮机检修时需要关闭进水阀和尾水闸门，排除蜗壳和尾水管内的积水和因闸门关闭不严引起的渗漏水，通常称为检修排水。

两类排水系统都分成独立系统，以免尾水管与积水井之间存在管路连系，当排水系统操作时，万一出现失误与设备缺陷造成尾水倒灌入积水井，进而淹及厂房的事故。

9）、起吊安装设施：为了拆除机组的各大部件，在厂房内设置桥式起重机，水电站综合自动化系统一、水电站综合自动化系统：分为微机监控系统，微机保护系统两部分二、微机监控系统电站控制层设备在中控室和计算机室，电站控制层负责协调和管理各现地控制单元的工作、收集有关信息并作相应处理和存储。

可以在操作人员工作站上通过人机接口对数据库和画面在线修改、进行人工设定、设置监控状态、修改定值等功能。

1、数据采集与处理采集LCU通过变送器采集的模拟量。

系统对电站主要设备的运行状态和运行参数自动定时采集，并作必要的预处理，存于实时数据库，供计算机系统实现画面显示、制表打印及完成各种计算、控制等设计功能使用。

电站现场各种数据的采集基本由各自的LCU完成，现场数据包括：模拟量、脉冲量、数字量、一般开关量和中断开关量。

其中，模拟量包括温度量、压力、位移、流量、水位等非电量；一般开关量是指隔离刀闸、接地刀闸状态和故障监视信号等；中断开关量是指机组、母线和线路以及厂用断路器和继电保护等开关信号，因一个事故可能引起一连串的开关量动作，需采用中断方式对这类信号进行采集，以提高分辨率。

LCU采集到现场数据后，进行预处理，然后实时送至上位机监控系统进行进一步处理，存入系统实时数据库。

机组温度量由专用微机温度巡检装置采集处理后送至LCU，再由LCU送至上位机存入实时数据库。

为适应现场运行情况，对所有采集的数据点均可通过人机联系设置扫查投入与退出、报警使能与禁止标志，对其参数限值可进行人工修改设置，并可用人工设置值替代采集值。

1)模拟量的采集与处理模拟量分电气量、非电气量和温度量。

处理包括有效性、合理性判断，输入线路误差补偿，标度变换，越限、越复限比较及格式化等。

越限、越复限时记录相应的时间。

2)脉冲量的采集与处理各路脉冲量计数累加，处理包括光电隔离、接点防抖处理，有效性、合理性判断，软件抗干扰滤波，标度变换、格式化，并在上位机分时累加形成各类表格供打印、显示使用。

脉冲量可以通过人机联系手段，由操作员进行初始值设置和累加值修改。

3)一般开关量的采集与处理处理包括：输入硬件光电隔离、防抖滤波和软件抗干扰滤波，故障量变位报警，数据格式化等。

LCU检测到状态量及过程讯号异位时立即送至上位机，并周期定时传送全部采集点，确保数据库各采集点定时更新。

4)中断开关量的采集与处理随机中断采集，处理包括硬件光电隔离、防抖滤波和软件抗干扰滤波，异位立即传送异位点，事故时报警、数据格式化等。

报警方式：顺序连续显示和打印报警语句，指出动作设备器件名称、内容及动作时间，同时伴有音响，画面上相应开关闪烁等。

事故报警时，还发出声光、语音报警信息，自动启动电话和传呼系统并具有电话报警和电话查询功能。

2、安全运行监视安全运行监视包括状态变化监视、越限检查、过程监视、趋势分析和监控系统异常监视。

安全运行监视是综合自动化系统的重要功能之一，综合自动化系统实时监视电站各类设备的运行状态和参数，但它们发生异常、运行状态发生变更或参数超越设定值等时，计算机系统即使报告值班人员进行处理，同时进行实时记录，以便分析查验。

值班运行人员可通过设在中控室的监控系统人机接口设备，监视全厂的生产过程和设备运行情况，显示和打印各种运行参数。

系统安全监视功能包括如下部分：1)事件顺序记录当电站重要设备发生事故时，监控系统立即响应，记录事件发生的时间、动作设备器件名称、内容等，时间以时、分、秒、毫秒记录。

并立即显示、打印事故报警语句、发出语音信号。

事故发生时，监视系统可按其动作的先后顺序以毫秒级的分辨率进行记录，并存入主站数据库记录区，形成事件顺序记录。

2)故障报警记录计算机系统周期扫测故障信号量，当发生故障时，立即响应并处理，记录故障发生的时间，动作设备器件名称、内容等，时间以时、分、秒记录，立即显示、打印故障报警语句，并顺序存入主站数据库记录区，形成全天故障记录。

3)参数越限报警与记录监控系统对运行设备参数设定有四种限值：上上限、上限、下限、下下限。

当越限其设定值时，立即进行报警（一次性），当越限值恢复正常时，进行复限提示（一次性）。

参数越复限时，记录越复限发生的时间，参数名、限值、越限参数的实时值等内容。