水力發(fā)電原理類型設(shè)備接線方式ppt課件

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,,黃果樹瀑布,黃果樹瀑布,黃果樹瀑布以當(dāng)?shù)匾环N常見的植物“黃果樹”而得名，位于中國(guó)貴州省安順市鎮(zhèn)寧布依族苗族自治縣，是珠江水系打邦河的支流白水河九級(jí)瀑布群中規(guī)模最大的一級(jí)瀑布。瀑布高度為77.8米，其中主瀑高67米；瀑布寬101米，其中主瀑頂寬83.3米。分布著雄、奇、險(xiǎn)、秀風(fēng)格各異的大小18個(gè)瀑布，形成一個(gè)龐大的瀑布“家族”，被大世界基尼斯總部評(píng)為世界上最大的瀑布群，列入世界基尼斯記錄。,尼亞加拉大瀑布,尼亞加拉瀑布位于加拿大與美國(guó)的交界處的尼亞加拉河上，河中的高特島把瀑布分隔成兩部分，較大的部分是霍斯舒瀑布，靠近加拿大一側(cè)，高56米，長(zhǎng)約670米，較小的為亞美利加瀑布，接鄰美國(guó)一側(cè)，高58米，寬320米。,尼亞加拉大瀑布,,水力發(fā)電的原理 和水電站的類型、設(shè)備、接線方式,新安江水電站,6,水力發(fā)電的原理和水電站的類型、設(shè)備,1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn) 2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型 3 水電站的組成建筑物 4 水電站的主要設(shè)備和接線方式,1 水力發(fā)電的基本原理,1.1 水能的形成 1.2 水力發(fā)電的基本參數(shù) 1.3 水力發(fā)電的過程 1.4 水電站的主要參數(shù) 1.5 水力發(fā)電特點(diǎn),1.1 水能的形成 天然河流中，水流經(jīng)常沖刷河岸，挾帶泥沙卵石和漂浮物；懸崖上直瀉而下的瀑布，會(huì)把巖石沖成深潭。種種自然現(xiàn)象表明，水流中蘊(yùn)藏著一定的能量，稱為“水能”。水流能量的大小，與水體的數(shù)量與落差有關(guān)，即形成水能應(yīng)具備兩個(gè)條件:流量、落差。 水能（力）資源：以位能、壓能和動(dòng)能的形式存在于水體中的能量資源。 廣義：河流，潮汐、波浪和海洋能等資源。 狹義：河流水能資源。,1 水力發(fā)電的基本原理,1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),水力發(fā)電：在天然河流上，修建水工建筑物來集中水頭，通過水輪發(fā)電機(jī)組把水能轉(zhuǎn)換為電能。這種利用水能資源發(fā)電的方式叫水力發(fā)電。 1.流量 流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過水?dāng)嗝娴乃捏w積。即 式中 W——水的體積，m3； t——時(shí)間，s。 說明 水電站流量包括最大引用流量Qmax、平均引用流量Qav和最小引用流量Qmin。,,,1.2 水力發(fā)電的基本參數(shù),1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),水力發(fā)電的基本參數(shù),落差 落差又稱為水頭，它是指集中起來的上下游水位差，因此水頭亦表征了上下游之間水流的單位能量差，以符號(hào)“H”表示，單位為m。 說明 特征水頭包括：最大水頭Hmax、最小水頭Hmin 、加權(quán)平均水頭Hav； （葛洲壩Hmax =27m; Hmin=8.3m, Hav =20.5m）,1.3 水力發(fā)電的過程,水力發(fā)電原理：在天然河流上，修建水工建筑物，集中水頭，通過一定的流量將“載能水”輸送到水輪機(jī)中，使水能→旋轉(zhuǎn)機(jī)械能→帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電→輸電線路→用戶。 水電站：為實(shí)現(xiàn)上述能量的連續(xù)轉(zhuǎn)換而修建的水工建筑物和所安裝的水輪發(fā)電設(shè)備及其附屬的總體。,1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),一. 水流能量與出力 水流能量 當(dāng)設(shè)法抬高上游水位（如筑壩），就會(huì)集中上下游之間的水位差，形成水頭。若壩前水庫中有體積為W（m3）的水量，單位重量的水所具有的位能為H，則水體所含有的總能量為 E=HWγ （N·m） 式中 H——水頭，m；W——體積，m3；γ——水的重度，γ=9810N/m3 。 水流出力 當(dāng)利用具有能量的W體積的水來做功，則單位時(shí)間內(nèi)所作的功即為水流的出力，用符號(hào)“N0”表示，則 從上式可知，水流出力的單位可用kW表示，即為功率的單位。,,,1.4 水電站的主要參數(shù),1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),二.水電站出力和發(fā)電量 水流中的能量，必須首先通過水力機(jī)械轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，才能加以利用。在這種能量轉(zhuǎn)換過程中，不可避免的要產(chǎn)生能量損失。因此，上式計(jì)算出的水流能量為理論出力，而水流可以被利用的出力還要打一折扣。這個(gè)折扣就是“效率”,以η表示，則水流的可利用出力為 N=9.81QHη (kW),1.4 水電站的主要參數(shù),1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),水電站的出力和發(fā)電量的計(jì)算,1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),水電站的出力和發(fā)電量的計(jì)算,能量損失： 1.Hg→H：損失水頭△h，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般為Hg的3%~10%，輸水道短取小值。 K ：k=9.81η水電站出力系數(shù)。大型水電站k=8.0~8.5（η=9.0）；中型:k=7.0~7.5 （η=0.8-0.85）；; 小型:k=6.0~6.5 （η=0.65-0.8）； 。,水電站出力（功率） ：,1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),水電站的出力和發(fā)電量的計(jì)算,發(fā)電量：一定時(shí)段內(nèi)水電站發(fā)出的電能總量，單位為kW·h. 一般用年發(fā)電量和多年平均發(fā)電量來表示。,1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),三. 水電站動(dòng)能參數(shù)(水能計(jì)算),設(shè)計(jì)保證率與保證出力 設(shè)計(jì)保證率P：水電站正常發(fā)電的保證程度；80%-98%，具體見表1-1。 保證出力N保：水電站相當(dāng)于設(shè)計(jì)保證率的枯水時(shí)段發(fā)電的平均出力。 表1-1 水電站設(shè)計(jì)保證率參考值,水電站動(dòng)能參數(shù),裝機(jī)容量N 水電站內(nèi)全部機(jī)組額定出力的總和。臺(tái)數(shù)×單機(jī)容量 多年平均發(fā)電量E 水電站各年發(fā)電量的平均值。 水電站裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)T T=E/N,相當(dāng)于全部裝機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)多年平均工作小時(shí)數(shù)。,四. 水電站的經(jīng)濟(jì)參數(shù),水電站投資 總投資 單位千瓦投資=總投資/裝機(jī)容量 單位電能投資=總投資/多年平均發(fā)電量 水電站年運(yùn)行費(fèi) 運(yùn)行過程中每年必須付出的各種費(fèi)用的總和。含建筑物設(shè)備的折舊費(fèi)、大修費(fèi)和經(jīng)常性支出的管理費(fèi)和工資。 水電站年效益 指水電站每年售電等總收入減去年運(yùn)行費(fèi)后所獲得的凈收益。,葛洲壩電站參數(shù),裝機(jī)容量 14×15（大江）+2×17+5×15（二江）=271.5萬KW 保證出力 : 76.8萬KW 年發(fā)電量 :157億KW.h 總投資 48.48億元 總造價(jià) 476億元 單位千瓦投資1786元/ KW 單位電能投資30.9分/ KW.h,優(yōu)點(diǎn) 水能的再生 水資源可綜合利用（多目標(biāo)開發(fā)；梯級(jí)開發(fā)） 水能可調(diào)節(jié) 水力發(fā)電具有可逆性（抽水蓄能電站） 機(jī)組工作的靈活性好 水力發(fā)電生產(chǎn)成本低、效率高 不污染環(huán)境，有利于環(huán)境保護(hù),1.5 水力發(fā)電特點(diǎn),缺點(diǎn) 受自然條件限制 一次性投資大，工期長(zhǎng) 事故后果嚴(yán)重(三峽，河南板橋） 大型工程對(duì)環(huán)境、生態(tài)影響較大(三峽問題，怒江開發(fā)）,水力發(fā)電特點(diǎn),1 水力發(fā)電的基本原理及特點(diǎn),2水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,按水庫調(diào)節(jié)能力,按組成建筑物及其特征,按工作水頭分為,按在電力系統(tǒng)中的作用,水電站的基本類型,由P = 9.81ηQH可知，發(fā)電必須有流量和水頭。 形成水頭方式——水電站的開發(fā)方式 按其集中水頭的方式不同分為 壩式 引水式 混合式 特殊水電站 抽水蓄能電站 潮汐電站 按調(diào)節(jié)能力分成 無調(diào)節(jié)水電站 有調(diào)節(jié)水電站 一般壩后式水電站和混合式水電站都是有調(diào)節(jié)的；河床式和引水式水電站常是無調(diào)節(jié)的，或者只有較小的調(diào)節(jié)能力。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,水庫調(diào)節(jié)概念,調(diào)節(jié)庫容：死水位到正常蓄水位之間的庫容。 調(diào)節(jié)系數(shù)β=調(diào)節(jié)庫容/多年平均來水量 水庫分類 多年調(diào)節(jié)水庫：β≥30%-50% 年調(diào)節(jié)水庫：3%-5%β20%-25% 日調(diào)節(jié)水庫：β2%-3%,2 壩式水電站,一. 壩式水電站特點(diǎn)與適用條件,概念 用壩集中水頭的水電站稱為壩式水電站。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,二灘水利樞紐,二灘水電站,電站基本情況 二灘水電站位于四川省攀枝花市米易縣和鹽邊縣境內(nèi)雅礱江下游河段上，距攀枝花市46km。水電站是以發(fā)電為主的綜合利用水利樞紐。水庫正常水位高程1200m，總庫容58億立方米，季調(diào)節(jié)水庫。電站總裝機(jī)容量6*55=330萬kW，多年平均發(fā)電量170億kwh。,,壩式開發(fā)的優(yōu)點(diǎn) 由于形成蓄水庫，可同時(shí)用于調(diào)節(jié)流量，故壩式水電站引用流量大，電站規(guī)模大，水能的利用程度較充分。 目前，世界上裝機(jī)規(guī)模超過200萬千瓦的巨型水電站，絕多數(shù)是壩式水電站。 壩式水電站因有蓄水庫，綜合利用效益高，可同時(shí)解決防洪和其他興利部門的水利問題。,,壩式開發(fā)的缺點(diǎn) 形成蓄水庫會(huì)帶來淹沒問題，造成庫區(qū)土地、森林、礦產(chǎn)等的淹沒損失和城鎮(zhèn)居民搬遷安置工作的困難，要花淹沒損失費(fèi)、移民搬遷安置費(fèi)，所以，壩式水電站一般投資大，工期長(zhǎng)，單位千瓦造價(jià)貴。 適用條件 壩式開發(fā)適用于河道坡降較緩，流量較大，有筑壩建庫條件的河段。,二. 壩式水電站分類,壩式水電站分類 河床式 壩后式 普通壩后式 壩內(nèi)式 壩頂溢流式,1．河床式電站,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,1．河床式電站,特點(diǎn)： 一般修建在河道中下游河道縱坡平緩的河段上，為避免大量淹沒，建低壩或閘。 適用水頭 大中型：25米以下 小型：8~10米以下。 廠房和擋水壩并排建在河床中，共同擋水，故廠房也有抗滑穩(wěn)定問題； 廠房高度取決于水頭的高低。 引用流量大、水頭低。 注：廠房本身起擋水作用是河床式水電站的主要特征。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,葛州壩水電站,,,三江,大江,二江,3號(hào)船閘,2號(hào)船閘,1號(hào)船閘,西壩,三江沖沙閘,二江泄水閘,二江電站,大江電站,大江沖沙閘,,,,,,,,,河床廠房,,,富春江河床式電站,泄洪閘,,壩后式水電站,壩后式水電站,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,壩后式水電站,特點(diǎn) 當(dāng)水頭較大時(shí)，廠房本身抵抗不了水的推力，將廠房移到壩后，由大壩擋水。 壩后式水電站一般修建在河流的中上游的峽谷地段(淹沒少)。 庫容較大，調(diào)節(jié)性能好。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,三峽工程,樞紐主要建筑物由大壩、電站廠房、船閘和升船機(jī)組成。大壩為混凝土重力壩，軸線全長(zhǎng)2335m，最大壩高l75m。泄洪壩段位于河床中部，兩側(cè)為電站廠房壩段及非溢流壩段。電站采用壩后式，分設(shè)左岸及右岸廠房，分別安裝l4臺(tái)及l(fā)2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組。水輪機(jī)為混流式，單機(jī)容量均為70萬kW。右岸預(yù)留后期擴(kuò)機(jī)的6臺(tái)機(jī)組(單機(jī)容量為70萬kW)地下廠房位置。,3.壩后溢流式電站,壩后式電站廠房高度相對(duì)壩來說很小時(shí)，往往采取溢流式廠房布置形式。當(dāng)在河床較窄的峽谷中進(jìn)行樞紐布置時(shí)，溢洪道有時(shí)占去了大部分的河床寬度，以致沒有足夠的地方來布置電廠廠房。此時(shí)，可將廠房與溢流壩結(jié)合，廠房布置在溢流壩之后，當(dāng)宣泄洪水時(shí)，水流經(jīng)廠房頂板跳下至下游河床中。,,溢流式水電站（新安江水電站）,第一 節(jié) 水電站的典型布置形式,4.壩內(nèi)式水電站,當(dāng)壩的高度和寬度都較大或河谷狹窄洪水又很大時(shí)，可以將廠房布置在壩內(nèi)。這是廠房與溢流壩結(jié)合的另一種型式。采用壩內(nèi)式布置，可以節(jié)約投資和縮短引水管道。 我國(guó)上猶江水電廠（江西）就是壩內(nèi)式布置。電站樞紐工程由攔河大壩、發(fā)電廠房、變電站、溢洪道、溢洪隧洞、過木筏道等組成。,上猶江水電站,,壩內(nèi)式水電站,,5. 壩后引水式水電廠 當(dāng)受地形限制，也可以將水電廠布置在壩下游河岸的一邊或分設(shè)在河岸的兩邊，通過繞過壩體的引水管道將水流引入廠房，這時(shí)水電站建筑物自成系統(tǒng)，與壩分開。,3 引水式水電站,一.概念與特點(diǎn) 概念 用人工引水道(渠道、隧道和管道）集中水頭的電站稱為引水式水電站。 特點(diǎn) 水頭相對(duì)較高，目前最大水頭已達(dá)2000米以上。 引用流量較小，沒有水庫調(diào)節(jié)徑流，水量利用率較低，綜合利用價(jià)值較差。 電站庫容很小，基本無水庫淹沒損失，工程量較小，單位造價(jià)較低。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,截彎引水 跨河引水,適用條件 適合河道坡降較陡流量較小的山區(qū)性河段。 修建條件 河道有彎道； 兩條相近河流有較大水位差； 有急灘或瀑布處； 河段自然坡降大。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,引水式水電站,二. 引水式電站的類型,類型 無壓引水式(free flow)：引水道是無壓的 有壓引水式(pressure flow)：引水道是有壓的,1.無壓引水電站,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,,1—原河道；2—明渠；3—取水壩；4—進(jìn)水口；5—前池；6—壓力水管；7—水電站廠房；8—尾水渠,無壓引水道式水電站,無壓引水電站組成,引水建筑物 渠道或無壓隧洞 主要建筑物 低壩 進(jìn)水口 沉沙池 引水渠(洞) 日調(diào)節(jié)池 壓力前池 壓力水管 廠房 尾水渠。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,有壓引水式電站,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,有壓引水道式水電站,1—高河（或河灣上游）；2—低河（或河灣下游）；3—進(jìn)水口；4—有壓隧洞；5—調(diào)壓室（井）；6—壓力鋼管；7—水電站廠房,有壓引水式電站組成,引水建筑物 壓力隧洞(pressure tunnel) 主要建筑物 低壩 有壓隧洞 調(diào)壓室 壓力水管 廠房 尾水渠。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,4 混合式水電站,特點(diǎn) 由壩和引水道分別集中一部分水頭，電站的總水頭等于這兩部分之和。 適用條件 上游有優(yōu)良?jí)沃罚m宜建庫，而緊接水庫以下河道突然變陡或河流有較大的轉(zhuǎn)彎。 說明 兼有壩式和引水式水電站的優(yōu)點(diǎn)。 在工程中多稱為引水式水電站。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,混合式水電站,1— 壩；2—進(jìn)水口；3—隧洞；4—調(diào)壓井；5—斜井；6—鋼管；7—地下廠房；8—屬水洞；9—交通洞；10—蓄水庫,魯布革水電站,魯布革水電站,魯布革水電站是我國(guó)第一個(gè)使用世界銀行貸款、部分工程實(shí)行國(guó)際招標(biāo)的水電建設(shè)工程。被譽(yù)為我國(guó)水電建設(shè)對(duì)外開放的一個(gè)窗口。 魯布革水電站位于南盤江支流黃泥河上，云南省羅平縣和貴州省興義縣境內(nèi)，距昆明市320公里，為引水式水電站。主要任務(wù)為發(fā)電。裝機(jī)容量600MW，保證出力85Mw，多年平均年發(fā)電量28.49億kw·h。 電站由首部樞紐、引水發(fā)電系統(tǒng)、地下廠房三部分組成。裝有4臺(tái)15萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)，年發(fā)電量28.49億千瓦時(shí)。 主壩為堆石壩，最大壩高103.8米。渠道9.387km,集中327.7m落差。,5 抽水蓄能水電站,一.作用 在電力系統(tǒng)中，核電站和火電站不能適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化，且受到技術(shù)最小出力的限制，調(diào)峰能力有限，而且火電機(jī)組調(diào)峰煤耗多，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增加。而水電具有啟動(dòng)與停機(jī)迅速、運(yùn)行靈活的特點(diǎn)，適宜擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用、滿足系統(tǒng)負(fù)荷急劇爬坡的需要等任務(wù)。很多以火電為主的電力系統(tǒng)，其常規(guī)水電調(diào)峰容量缺乏或不足，修建抽水蓄能電站是解決問題的有效途徑。,二. 抽水蓄能電站組成與原理,抽水蓄能電站概念 是以水體為儲(chǔ)能介質(zhì)，起調(diào)節(jié)作用。主要解決電力系統(tǒng)的調(diào)峰問題。 建筑物組成 上下兩個(gè)水庫 引水建筑物 蓄能電站廠房建在下水庫處，采用雙向機(jī)組 運(yùn)行原理 分為抽水蓄能和放水發(fā)電兩個(gè)過程 ； 低谷期：電能→水能；高峰期：水能→電能,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,,抽水蓄能電站,三. 我國(guó)抽水蓄能水電站的情況,已建成：廣蓄（世界最大240萬KW）、十三陵、潘家口、北京密云、天荒坪抽水蓄能電站。 規(guī)劃中：大中型抽水蓄能電站河北的張河灣、板橋峪、西龍池等，東北的青石嶺，廣州的抽水蓄能二期，山東的泰安等；地方性電網(wǎng)：浙江溪口、河南寶泉、安徽響洪甸和瑯琊山等抽水蓄能電站。,四.世界其他抽水蓄能情況,世界第2大是美國(guó)巴斯康蒂電站，總裝機(jī)210萬KW.最大單機(jī)容量45.7萬KW. 水頭最高的是瑞士的馬吉亞蓄能電站,水頭為2117m;排在第2的是奧地利的賴斯采克，水頭1773m. 臺(tái)灣明湖抽水蓄能電站裝機(jī)100萬KW，以日月潭為上庫。,黑麋峰抽水蓄能電站,下水庫,上水庫,發(fā)電系統(tǒng),,黑糜峰抽水蓄能電站,黑糜峰抽水蓄能電站位于湖南省望城縣橋驛鎮(zhèn)境內(nèi),工程樞紐主要由上水庫、輸水發(fā)電系統(tǒng)和下水庫三大建筑物組成,安裝4臺(tái)單機(jī)容量為300MW的可逆式水輪水泵機(jī)組,總裝機(jī)1200MW,為一等大(Ⅰ)型工程。,6 潮汐水電站,一.概念與原理 潮汐 潮汐現(xiàn)象是海水因受日月引力而產(chǎn)生的周期性升降運(yùn)動(dòng)，即海水的潮漲潮落。白天的潮稱為潮，晚上的潮稱為汐。平均漲落間隔時(shí)間12h25min. 潮汐發(fā)電概念 利用海洋漲、落潮所形成的水位差來引海水發(fā)電，稱為潮汐發(fā)電?？蓡蜗虬l(fā)電也可雙向發(fā)電。 特點(diǎn) 屬于流量大，水頭低的水電站。河床式，貫流機(jī)組。,2 水能資源的開發(fā)方式及水電站的基本類型,潮汐水電站,原理 利用潮水漲、落產(chǎn)生的水位差(相臨高潮位和低潮位之間的差值稱為潮差)所具有勢(shì)能來發(fā)電的，也就是把海水漲、落潮的能量→機(jī)械能→電能(發(fā)電)的過程。 工作原理 修建海堤，將海和海灣隔開，并設(shè)泄水閘和水電站。漲潮時(shí)海面潮位高于灣內(nèi)水位，這時(shí)引海水入灣發(fā)電；退潮時(shí)海面潮位下降，低于灣內(nèi)水位，可放灣中的水入海發(fā)電。海潮為半日潮，每晝夜?jié)q落兩次，因此海灣每晝夜充水和放水也是兩次。,,潮汐水能發(fā)電示意圖,潮汐水電站,屬于低水頭大流量的電站. 潮汐水電站分類 單庫單向潮汐水電站：只在落潮或漲潮時(shí)發(fā)電。多采用落潮發(fā)電方式。 單庫雙向潮汐水電站：可采用雙向發(fā)電的水輪發(fā)電機(jī)組或雙廠房單向發(fā)電機(jī)組。 雙庫連續(xù)發(fā)電潮汐水電站：建造兩個(gè)相臨水庫，分別用水閘與外海相連，一個(gè)水庫（高庫）進(jìn)潮，一個(gè)水庫（低庫）出潮。兩水庫間設(shè)單向發(fā)電機(jī)組廠房。在漲落潮中，通過控制進(jìn)出水閘，使高低庫間保持一定水頭，水流不斷從高庫流進(jìn)低庫，連續(xù)發(fā)電。,法國(guó)朗斯潮汐電站,世界上第一座具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且也是目前世界上最大的潮汐發(fā)電站，是1966年在法國(guó)西部沿海建造的朗斯潮汐電站，它使潮汐電站進(jìn)入了實(shí)用階段， 1966年投入運(yùn)行，是第一個(gè)商業(yè)化電站。該電站裝機(jī)24臺(tái)，每臺(tái)1萬千瓦，共24萬千瓦。設(shè)計(jì)年平均發(fā)電量5.44億度。機(jī)組為燈泡貫流式，轉(zhuǎn)輪直徑5.3米。,法國(guó)朗斯潮汐電站,最大的潮汐電站——法國(guó)朗斯電站,實(shí)例2：江夏潮汐電站,江夏潮汐電站,中國(guó)第一座雙向潮汐電站是浙江溫嶺江廈潮汐電站，其總機(jī)容量為3900千瓦，年發(fā)電量為1070萬度。1980年5月4日，第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。 是我國(guó)目前最大的潮汐電站。 當(dāng)時(shí)世界上只有法國(guó)和前蘇聯(lián)建成郎斯和基斯洛兩座雙向潮汐電站。1985年，電站全部建成投產(chǎn)。,三.我國(guó)潮汐能情況,我國(guó)海岸線從遼寧的鴨綠江口到廣西的北倫河口，總長(zhǎng)度約為18000km。如包括沿海島嶼，長(zhǎng)約32000km。漫長(zhǎng)的海岸線上，蘊(yùn)藏著豐富的潮汐能源。根據(jù)1978年的普查勘測(cè)結(jié)果，我國(guó)沿海的潮汐資源，主要集中在華東沿海的山東、江蘇、浙江、福建、和上海市，其可開發(fā)的裝機(jī)總?cè)萘繛?5175MW，年發(fā)電量為618億kW.h，其中福建、浙江兩省的潮汐資源最為豐富，可開發(fā)的裝機(jī)容量分別占全國(guó)的47.9%和40.8%。,全國(guó)潮汐能源統(tǒng)計(jì)表,最大潮差,世界最大潮差在北大西洋加拿大的芬地灣，為19.6m; 我國(guó)最大潮差在杭州的錢塘江口，為8.93m. 潮差大的地方適于建潮汐電站。,錢塘江潮2,錢塘潮3,7 梯級(jí)開發(fā),對(duì)于以發(fā)電為主的河流，流域規(guī)劃中，一般水利樞紐一個(gè)接一個(gè)安排在河流上，成為一系列梯級(jí)樞紐，這種開發(fā)方式稱為河流的梯級(jí)開發(fā)。梯級(jí)中的一系列水電站，稱為梯級(jí)水電站。,烏江開發(fā)梯級(jí)開發(fā),洪家渡水電站 東風(fēng)水電站 索風(fēng)營(yíng)水電站 烏江渡水電站 構(gòu)皮灘水電站 思林水電站 沙沱水電站 彭水水電站 溪口水電站,進(jìn)水建筑物：進(jìn)水口、沉沙池,3 水電站的組成建筑物,擋水建筑物：壩、閘 樞紐建筑物 泄水建筑物：溢洪道、泄水洞 過壩建筑物 ：過船、過魚,,發(fā)電建筑物,引水建筑物,廠區(qū)樞紐,廠房 、,變電站、開關(guān)站,副廠房,引水建筑物：引水道、壓力 管道，尾水道,平水建筑物：前池、調(diào)壓室,,,,,水電站樞紐,,,,,,4 水電站的電氣設(shè)備 4.1 水輪發(fā)電機(jī),（1） 組成 水輪發(fā)電機(jī)為三相交流同步發(fā)電機(jī)，包括以下部件： 定子——安裝繞組 轉(zhuǎn)子——安裝磁極，直流電流勵(lì)磁 軸承——推力軸承、導(dǎo)軸承。,同步發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔艿臋C(jī)械，現(xiàn)代交流電能全部是由同步發(fā)電機(jī)供給的?，F(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)絕大多數(shù)都做成旋轉(zhuǎn)磁極式的，其轉(zhuǎn)子為磁極，繞有勵(lì)磁繞組，通以直流電勵(lì)磁，并由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在定子鐵心上嵌有三相對(duì)稱繞組，轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)，使定子繞組不斷切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)而感應(yīng)出三相交流電動(dòng)勢(shì)。,變壓器的作用：變換電壓，以利于功率傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。降壓變壓器能把高電壓變?yōu)橛脩羲璧母骷?jí)使用電壓，滿足用戶需要。 變壓器的類型: （1）干式 （2）油浸式：自冷、風(fēng)冷、強(qiáng)油風(fēng)冷、強(qiáng)油水冷,4.2變壓器,變壓器,,,,,變壓器,1.型號(hào) 變壓器型號(hào)由字母和數(shù)字兩部分組 ①②③④ 1-變壓器的分類型號(hào)，由多 個(gè)拼音字母組成； 2-設(shè)計(jì)序號(hào)； 3-額定容量，kVA； 4-高壓繞組電壓等級(jí)，kV。,,例：SZ-50000/110，“S”代表“三相”，“Z”代表“有載調(diào)壓”，“50000”是額定容量數(shù)，“110”是高壓繞組額定電壓等級(jí)數(shù)； SG — 100/10 表示是一臺(tái)三相干式空氣自冷電力變壓器，100KVA，高壓側(cè)額定電壓為10KV； SFFZ7—40000/220 三相風(fēng)冷分裂有載調(diào)壓變 0SFPSZ—250000/220 自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組有載調(diào)壓變,,斷路器,斷路器的作用：高壓斷路器可以切斷和接通正常情況下高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，在系統(tǒng)發(fā)生故障事與保護(hù)裝置及自動(dòng)裝置相配合，迅速切斷故障電源，防止事故擴(kuò)大，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行 。 斷路器分類： 據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，可分為戶內(nèi)和戶外兩種 。 根據(jù)斷路器使用的滅弧介質(zhì)，可分為以下幾種類型： （1）油斷路器。油斷路器是以絕緣油為滅弧介質(zhì)。又可分為多油斷路器和少油斷路器 。,,斷路器,（2）空氣斷路器?？諝鈹嗦菲魇且詨嚎s空氣作為滅弧介質(zhì)，此種介質(zhì)防火、防爆、無毒、無腐蝕性，取用方便 。 （3）真空斷路器。真空斷路器是在高度真空中滅弧。 （4）六氟化硫（SF6）斷路器。 SF6斷路器采用具有優(yōu)良滅弧能力和絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，具有開斷能力強(qiáng)、動(dòng)作快、體積小等優(yōu)點(diǎn)。近年來SF6斷路器發(fā)展很快，在高壓和超高壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。尤其以SF6斷路器為主體的封閉式組合電器，是高壓和超高壓電器的重要發(fā)展方向 。,斷路器型號(hào)及含義 例如ZN4—10／600型斷路器，表示該斷路器為室內(nèi)式真空斷路器，設(shè)計(jì)序號(hào)為4，額定電壓為10kV，額定電流為600A,高壓斷路器主要參數(shù) （1）額定電壓：額定電壓是指高壓斷路器正常工作時(shí)所能承受的電壓等級(jí)，它決定了斷路器的絕緣水平。 （2）額定電流： 額定電流是在規(guī)定的環(huán)境溫度下，斷路器長(zhǎng)期允許通過的最大工作電流（有效值）。 （3）額定開斷電流：額定開斷電流是指在額定電壓下斷路器能夠可靠開斷的最大短路電流值，它是表明斷路器滅弧能力的技術(shù)參數(shù)。 （4）關(guān)合電流：關(guān)合電流是指保證斷路器能可靠關(guān)合而又不會(huì)發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷時(shí)，斷路器所允許接通的最大短路電流。,220kV線路斷路器及端子箱,,220kV斷路器,110kV斷路器,35kV 開關(guān)柜,35kV 開關(guān)柜,VD4斷路器手車,國(guó)網(wǎng)嘉興供電公司電力調(diào)度控制中心,,倒閘操作,,隔離開關(guān),隔離開關(guān)（刀閘）的作用：主要作用是在設(shè)備或線路檢修時(shí)隔離電壓，以保證安全。 不能斷開負(fù)荷電流和短路電流，應(yīng)與斷路器配合使用。 在停電時(shí),應(yīng)先拉斷路器后拉隔離開關(guān).送電時(shí),應(yīng)先合隔離開關(guān)后合斷路器。如果誤操作,將引起設(shè)備損壞甚至人身傷亡。,隔離開關(guān)類型： 按安裝地點(diǎn)分，可分為戶內(nèi)式和戶外式 按刀閘運(yùn)動(dòng)方式分，可分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式和插入式； 按每相支柱絕緣子數(shù)目分，可分為單柱式、雙柱式和三柱式； 按有無接地刀閘分，可分為帶接地刀閘和無接地刀閘。,隔離開關(guān)的運(yùn)行及操作 1 隔離開關(guān)倒閘操作前，必須加用相應(yīng)的繼電保護(hù)。 2 隔離開關(guān)允許進(jìn)行下列操作 斷開、合上電壓互感器、避雷器（無雷雨時(shí)）。 斷開、合上220kV空母線。,220kV線路母線側(cè)隔離合位,,220kV線路母線側(cè)隔離分位,,110kV線路母線側(cè)隔離合位,110kV線路母線側(cè)隔離分位,,電流互感器,電流互感器的作用：它們的工作原理和變壓器相似，它把高電壓設(shè)備和母線的大電流（即設(shè)備和母線的負(fù)荷或短路電流）按規(guī)定比例變成供測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)及控制設(shè)備使用的小電流。電流互感器二次電流為5A或1A。電流互感器的二次繞組經(jīng)常與負(fù)荷相連，工作在近似短路狀態(tài),請(qǐng)注意:絕不能讓其開路，否則將因高電壓而危及設(shè)備和人身安全或使電流互感器燒毀。,,,220KV電流互感器,,10kV電流互感器,電壓互感器的作用：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。,電壓互感器,,電容式電壓互感器結(jié)構(gòu),,電容式電壓互感器,電容式電壓互感器的優(yōu)點(diǎn)： （1）除作為電壓互感器用外，還可將其分壓電容兼做高頻載波通訊的耦合電容。 （2）電容分壓式電壓互感器的沖擊絕緣強(qiáng)度比電磁式電壓互感器高。 （3）體積小，重量輕，成本低。 （4）在高壓配電裝置中占地面積很小。 缺點(diǎn)： 誤差特性和暫態(tài)特性比電磁式電壓互感器差，輸出容量較小。,組合電器(GIS)：為了減少變電站的占地面積近年來積極發(fā)展六氟化硫全封閉組合電器(GIS)。它把斷路器、隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端頭等分別裝在各自密封間中集中組成一個(gè)整體外殼充以六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)。這種組合電器具有結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕不受大氣條件影響，檢修周期長(zhǎng)，無觸電事故和電噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是價(jià)格貴，制造和檢修工藝要求高。,組合電器（GIS）,室外組合電器（GIS）,,電容器,電力電容器的作用：電容器的功用就是無功補(bǔ)償。通過無功就地補(bǔ)償，可減少線路能量損耗；減少線路電壓降，改善電壓質(zhì)量；提高系統(tǒng)供電能力。,母線,母線的作用：匯集、分配和傳送電能。 在變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，母線是將變壓器等大型電氣設(shè)備與各種電器裝置連接的導(dǎo)體 。 母線包括：一次設(shè)備部分的主母線和設(shè)備連接線 。 按母線的使用材料可為：銅母線 、 鋁母線 、鋁合金母線（有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種）等。,,,母線,,,主接線種類,一次接線 種類,,單母線 單母線分段 雙母線 雙母線分段 3/2接線 橋型接線,主接線基本要求,,有兩路進(jìn)線時(shí)，一般一路供電、一路備用（不同時(shí)供電），二者可設(shè)備用電源互自投，多路出線均由一段母線引出。,,,主接線優(yōu)缺點(diǎn),單母線,,優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便，有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 缺點(diǎn)： 母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障，裝設(shè)母差保護(hù)時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電；檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。,單母線分段,兩路進(jìn)線分別接到兩段母線上，兩段母線用母聯(lián)開關(guān)連接起來，出線分別接到兩段母線上。,,主接線優(yōu)缺點(diǎn),單母線分段,,優(yōu)點(diǎn)： 該接線方式由雙電源供電，故供電可靠性高，同時(shí)具有接線簡(jiǎn)單、操作方便、投資少等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線供電，重要用戶分別取自不同母線，不會(huì)全停，提高了供電的可靠性。,,主接線優(yōu)缺點(diǎn),單母線分段,,缺點(diǎn)： 母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障，裝設(shè)母差保護(hù)時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電；檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。,雙母線,每路線路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過兩個(gè)隔離開關(guān)分別接到兩條母線上，這樣在母線檢修時(shí)，就可以利用隔離開關(guān)將線路倒在一條件母線上，停電范圍可減少。,主接線優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 1.母線輪流檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶供電 二次回路接線簡(jiǎn)單。,缺點(diǎn)： 出線斷路器檢修時(shí)，該出現(xiàn)需停電,雙母線,主接線優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 在出線或電源回路斷路器故障或檢修時(shí)線路不停電。,缺點(diǎn)： 投資增多，占地面積增大、易導(dǎo)致誤操作事故的發(fā)生,單母線分段或雙母線帶旁路母線,500kV設(shè)備一般采用3/2接線方式。也就是兩條母線、三個(gè)開關(guān)、兩條出線，每條線路平均3/2臺(tái)開關(guān)，又稱一個(gè)半斷路器接線方式。 兩條線路接線單元叫做“線-線串”；一條出線和一臺(tái)主變、叫做“線-變串” ，這兩種線串為完整串。 兩臺(tái)斷路器、一條線路（或一組變壓器）組成的“串”，叫做 “不完整串”。每一串的中間斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器（中開關(guān)），兩邊斷路器稱為母線斷路器（或邊開關(guān)）。,線路3,線路2,線路1,至主變,線路4,#1M,#2M,線線串,線變串,不完整串,3/2接線概念,線路3,線路2,線路1,至主變,線路4,#1M,#2M,,,,,供電可靠性演示,1、一臺(tái)開關(guān)停電或檢修；2、母線停電或檢修,,,,3、3/2 接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： （1）、有高度供電可靠性，每一回路有兩臺(tái)斷路器供電，發(fā)生母線故障或斷路器故障、母線檢修、斷路器檢修時(shí)均不會(huì)導(dǎo)致出線停電。 （2）、運(yùn)行調(diào)度靈活。正常運(yùn)行時(shí)兩組母線和所有斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)路供電方式。 （3）、倒閘操作方便。刀閘一般僅作檢修用，使檢修設(shè)備有了一個(gè)明顯的斷開點(diǎn)。檢修斷路器時(shí)，不用帶旁路的倒閘操作。檢修母線時(shí)，回路不需要切換。,缺點(diǎn)： （1）、投資費(fèi)用大。 （2）、二次接線復(fù)雜 由于3/2接線方式斷路器連接著兩個(gè)回路，故使繼電保護(hù)和二次接線復(fù)雜。,橋形接線,,,優(yōu)點(diǎn)： 1.設(shè)備數(shù)量少、占地小、投資省。 一線路投入、斷開、檢修或故障時(shí)，都不會(huì)影響其他回路的正常運(yùn)行。,內(nèi)橋接線,缺點(diǎn)： 1.擴(kuò)建不方便。 當(dāng)變壓器投入、斷開、檢修或故障時(shí)，則會(huì)影響一回線路的正常運(yùn)行。,主接線優(yōu)缺點(diǎn),,,優(yōu)點(diǎn)： 1.設(shè)備數(shù)量少、占地小、投資省。 變壓器投入、斷開、檢修或故障時(shí)，則不會(huì)影響其他回路的正常運(yùn)行。,外橋接線,缺點(diǎn)： 1.擴(kuò)建不方便。 當(dāng)線路投入、斷開、檢修或故障時(shí)，則會(huì)影響一臺(tái)變壓器的正常運(yùn)行。,主接線優(yōu)缺點(diǎn),