常規(guī)水電廠和抽水蓄能電廠運作原理及主要機電設備介紹
通過本次學習初步認識：
常規(guī)水電廠運作原理及其主要機電設備
抽水蓄能電廠運作原理及其主要機電設備
認識到抽水蓄能電廠與常規(guī)水電廠運作的異同。
一、常規(guī)水電廠運作原理及其主要機電設備
（一）水電站電能產原理
從以上流程，我們可以總結出來，水電站電能的產生是以一定的天然水資源為基礎，借助水力設施及水輪發(fā)電機組實現(xiàn)能量的轉換，最后產生電能。
不管哪種形式的水輪發(fā)電機組，其能量轉換一般分為兩個過程：
水能轉化為旋轉機械能；
旋轉機械能轉化為電能。
當具有以上三種表現(xiàn)形式能量的水流流經(jīng)水輪機發(fā)電機時，其大部分能量通過沖擊轉輪帶動水輪發(fā)電機轉動，進而轉化為水輪發(fā)電機旋轉的機械能！
（二）水電站主要設備
通過以上介紹，接下來我們簡單介紹常規(guī)電站主要機電設備及主要輔助設備。
1.閘門
流道中水流的控制依賴閘門，根據(jù)閘門的工作方式，可以將其分為以下四種：
（1）工作閘門 可以用于調節(jié)流量，可以動水操作。
（2）事故閘門 防止事故擴大，動水關閉，靜水平壓開啟。
（3）檢修閘門 以上兩種閘門檢修時的安全措施。
（4） 施工導流閘門 施工時用
2.水輪機
將水能轉化為機械能的設備叫水輪機（水力原動機）。水輪機由引水部件、導水部件、工作部件、泄水部件組成。
引水部件
組成：引水室（蝸殼）、座環(huán)
作用：以較少的水力損失把水流均勻的、對稱地引入導水部件，并在進入導葉前形成一定的環(huán)量。（如下圖）
導水部件
組成：導葉及其操作機構、頂蓋、底環(huán)；
作用：調節(jié)進入轉輪的流量和形成轉輪所需的環(huán)量；（如下圖）
工作部件：轉輪
作用：直接將水流能量轉化為旋轉的機械能（如下圖）
泄水部件
組成：泄水錐、尾水管；
作用：引導水流進入下游，尾水管同時在轉輪后形成真空，利用轉輪出口到下游之間的位能，恢復轉輪出口處的部分動能損失以提高效率。（如下圖）
水輪機的其他部件如：主軸、主軸密封、檢修密封、水導軸承、固定部分等等在此不一一介紹。
總之，水輪機是水電廠實現(xiàn)
水電轉化為機械能的重要設備。
3.發(fā)電機
發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵苫ハ噙M行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。
發(fā)電機通常由定子、轉子、端蓋機座及軸承等部件構成。
定子
組成：電動機的靜止部分，一般由導磁的定子鐵心、導電的定子的繞組、具有冷卻介質通道的機座結構組成；
作用:切割磁場，產生電流。（如下圖）
轉子
組成：電機的轉動部分。主要由導電的轉子繞組、導磁的鐵心以及轉子軸伸、護環(huán)、中心環(huán)和風扇等組成；
作用：構成磁場。
端蓋機座及軸承等部件略
總之，發(fā)電機是實現(xiàn)水路發(fā)電機旋轉機械能轉化為電能的重要部件。
4.調整器
調速器控制系統(tǒng)是水力發(fā)電廠的重要機電設備，其主要作用是：
能自動調節(jié)水輪發(fā)電機組的轉速，使保持在額定轉速允許范圍偏差內運轉，以滿足電網(wǎng)對頻率質量的要求；
能使水輪發(fā)電機組自動或手動快速啟動，整步并網(wǎng)增減負荷，正常停機或緊急停機，直接關系到電能的質量和電站的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。
主閥的作用 安裝在水輪機進水口與壓力管道之間的閥門稱為主閥，其作用如下：（1）作為機組的后備保護。當機組甩負荷又遇調速器發(fā)生故障不能動作時，主閥可以在動水情況下關閉切斷水流，防止機組飛逸轉速時間超過允許值，避免事故的擴大。
（2）對于較高水頭水電站，導葉漏水是不可避免的，特別是經(jīng)過一段時間后，導葉間隙發(fā)生變化，使漏水量增加。導葉關閉時，一般的漏水量為最大流量的2％—3％，嚴重時可達5％以上。主閥的水封要比導葉好得多，所以當機組較長時間停機時，應關閉主閥，以減少水量損失。
（3）裝有幾臺機組的電站，一般都由一根總引水管引水，同時供幾臺機組發(fā)電。每臺機組前都安裝一個主閥，這樣當某臺機組需檢修時，只需關閉該機組的主閥即可，而不影響其他機組的正常發(fā)電。
（4）引水管很長的引水式電站，設置主閥后，當機組暫停運行時可只關閉主閥，而不必關上游的進水口閘門，使長的引水管道中處于充水等待工作狀態(tài)，待再次開機時，就節(jié)省了壓力管道充水的開機準備時間。
水電站常用的主閥有蝶閥和球閥。
*** 在水電站中，水頭不超過150 m的情況下蝶閥使用最廣泛；
**** 球閥一般適用于150m以上的高水頭電站。
潤滑油系統(tǒng)及其作用 立軸式機組轉動部件的支撐需要推力軸承（還有軸向水推力）；為了限制大軸的徑向擺度，需要導軸承（機組結構簡圖）。軸承與大軸的摩擦 干摩擦與油膜摩擦；油膜建立的條件（楔形、相對運動、油的粘度）－－潤滑、散熱
壓力油及其作用 導葉，主閥的操作能源一般用高壓油，故電廠還設有壓油裝置。壓力的產生－油泵；壓力的存儲－高壓油罐；充氣的作用（油氣比＝1/2）－－液壓操作
絕緣油及其作用 斷路器、變壓器的滅弧、散熱、絕緣 N
7.水系統(tǒng)
技術供水系統(tǒng)及其作用 冷卻、潤滑、液壓操作。
軸承在運行中的發(fā)熱將使油劣化變質故需要冷卻；發(fā)電機、變壓器在運行中有鐵損、銅損，溫度過高會使電機絕緣老化或失去作用，故需要冷卻；空壓機散熱等。
普通這些熱量由冷卻水帶走，所以要有水系統(tǒng)。它需要滿足水溫、水質、水壓、水量的要求。技術供水的作用還有潤滑（橡膠軸承）、液壓操作（水界牌的球閥）
供水系統(tǒng)包括消防水供水（主變、發(fā)電機、油室消防）、生活供水；
排水系統(tǒng)包括滲漏排水檢修排水。
8.氣系統(tǒng)
低壓氣系統(tǒng) ： 停機制動（電氣制動）用壓縮空氣；調相壓水、圍帶密封、防凍吹冰、清潔吹掃、操作滅弧、風動工具。
過長時間停機后的頂轉子
高壓氣系統(tǒng) ： 補氣、降壓使用。
（后續(xù)）
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