水力发电及水电站主机设备选择.ppt

《水力发电及水电站主机设备选择.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水力发电及水电站主机设备选择专题报告主讲人:边善庆二○○四年八月前言人类在劳动生产中要利用自然力量，最初是使用家畜，以后才利用机械。第一台机械原动机就是水力机械。三千多年前在我国、埃及和印度就开始有水碓、水碾、水磨、水车等简单机械，利用水力来进行生产。我国最早的关于水力机械的文字记载出现在汉朝，距今已有1900多年。法国在六世纪才有人知道建筑水磨。欧洲在十五、十六世纪由于手工业工场的发展，在手工业生产中利用水力比较普遍，这时就有了浮动抽水站和水力织布机等机械。在发电机没有发明以前，水力机械只是把水能转变为机械能，各种水力机械都是直接推动各种生产机械（如磨粉、车水

2、等）。十九世纪后期，由于资本主义工业的发展，要求更大量的动力；人类陆续发明了发电机和高压输电线，这时水力就可以转变为应用十分方便的电力，同时又可以把电力输送到很远的地方去。因此水电站建设在资本主义国家中得到了很快的发展。一个世纪以前，当时世界上一些先进的工业国家所兴建的第一座水电站，以及随之而建起的第一批水电站，按目前标准来说，都是属于小型的，甚至是微型水电站。但是这些小型水电站的意义是十分重大的，因为它们不仅为水电开发在技术上开创了一条道路，而且也为当时新兴的工业提供了廉价的电力。1878年在法国巴黎附近，建造的塞尔曼兹水电站是世界上最早的水电站。1882年，美

3、国的威斯康辛州的阿普尔顿水电站投入运行，仅是一台提供1.8KW照明用的直流发电机。1912年，我国在云南昆明附近石龙坝建成第一座水电站，安装德国西门子公司的二台240KW水轮发电机组。水力发电是水能利用的主要形式。由于我国的水力资源极为丰富，而且具备许多优越条件，因此我国的水电建设将具有极其广阔的发展前景。第一章    水力发电的基本概念水力发电是利用河流中水的落差（水头）和流量为特征值所积蓄的势能和动能，通过水轮机转变为机械能，然后带动发电机发出电能，经母线通过低压断路器接至升压变压器，将电压升高接入电网输电系统。水力发电所用的河川水流是取之不尽、用之不竭的能源

4、，与其他能源的开发相比，不需要昂贵的燃煤开采、运输等复杂环节，因而水力发电的成本低。同时，水电的应用还节约了大量煤炭、石油、天然气等重要原料，并有利于环境保护。1.    水力发电的基本条件一条河流的上游总比较高些，下游总比较低些，因为河流水位高低的差别，就产生了水能，这种能量称为位能或势能。我们知道：任何物体由高处落向低处会产生一定的力量，所以河水由高处流向低处就会产生一定的水力。由于河流水面高低的差别（叫做落差或水头），所以产生水力，这是构成水力的一个基本条件。此外，水力的大小还决定于河流中流量的多少，这是和落差同样重要的另一个基本条件。落差和流量都直接影响水

5、力的大小，落差和流量愈大，水电站的出力也就愈大。落差一般是用米来表示。例如黄河从青海发源地流入渤海，全长4845公里，水流总共降落4368米，平均每公里落差0.9米，也就是平均水面比降为万分之九。该比降可以表示落差集中的程度。像黄河上游的坡降较陡，可达千分之二到三，落差比较集中，水力利用也比较方便；下游比较平坦，比降仅有万分之几，落差非常分散，水力利用也就要困难些。一个水电站所利用的落差，就是水电站的上游水面和通过水轮机后的下游水面之差（如图1）。水电站上游和下游的水面经常变动，落差也就随着变动。流量是河流中单位时间内流过的水量，以一秒钟内流过多少立方米来表示。流

6、量在时间上的变化非常显著。我国的河流一般在夏季、秋季流量较大，冬季、春季比较小，各月、各天的流量不同，各年的水量也不同。像黄河通过三门峡的最大流量曾达到每秒18500立方米，而最小流量只有每秒160立方米，相差达100多倍。天然的水力随着流量的变化而忽大忽小，很不适用，所以必须修建水库，调节流量，才能充分地利用水力资源。一般河流的流量在上游比较小；因为各支流的汇入，下游流量逐渐增大。所以上游的落差虽集中，但是流量较小；下游流量虽大，但是落差比较分散。因此，往往在河流的中游段利用水力最为经济。我们知道了一个水电站利用的落差和流量，则水从高处落下，在单位时间内所做的功

7、，叫水流功率可用下式表示：No=γQH(kg-m/s)式中γ—水的比重，每立方米水等于1000公斤重。Q—流量，以每秒立方米计。H—落差，以米计。但是，水流功率一般不用kg-m/s表示，而用千瓦或马力作单位，它们之间的关系为：1kW=102(kg-m/s)1HP=75(kg-m/s)所以水流功率也可用下式表示：1000No=———QH=9.81QH(kW)1021000或No=———QH=13.33QH(HP)75当水流作功时，必然有一定能量的损失。所以实际上所作的功比No小。即：N=Noη=9.81QHη(kW)N=Noη=13.33QHη(HP)式中N——水电

8、站的出力。