发电机原理介绍
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发电机是什么原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备,它通过磁场的相互作用产生电流。
发电机的原理可以归纳为电磁感应。
下面将详细解释发电机的工作原理。
1.电磁感应原理电磁感应现象是发电机的基础原理之一。
根据法拉第电磁感应定律,当一个导体穿过一个变化磁场时,导体中将会产生感应电动势。
根据此原理,发电机利用磁场对导体产生感应电动势,使得导体中出现电流。
2.基本结构发电机一般由主要的组成部分:转子、定子、磁场和电路。
转子是由导体线圈构成的,它通过转动带动导体在磁场中运动。
定子是固定不动的部分,包含与转子相互作用的磁场。
磁场用于产生磁感应强度,可以通过永磁体或电磁线圈实现。
电路则用于收集和输出发电机产生的电流。
3.工作原理当发电机开始运转时,磁场会与转子中的导体线圈相互作用。
这个过程中,磁场会穿过线圈,而线圈则会在磁场的作用下进行转动。
在转动的过程中,导体线圈会不断地与磁场相互交叉。
这种交叉会产生电磁感应,使得线圈内产生感应电动势。
根据楞次定律,感应电动势的方向总是会阻碍引起它的磁场的变化。
所以当导体线圈转动时,感应电动势的方向会使得电流在线圈中形成环形回路。
电流的方向取决于线圈穿过磁场时的运动方向。
为了让线圈中的电流得到传输和利用,发电机通常连接外部电路。
这个电路包括负载,例如灯泡或电动机。
当电流通过负载时,负载就会被激活,完成所需的工作。
4.发电机类型根据原理和结构的不同,发电机可以分为多种类型。
常见的有直流发电机和交流发电机。
直流发电机是一种产生直流电的设备。
它的原理基于将电磁感应产生的交流电转化为直流电。
交流发电机则产生交流电,利用转子和定子之间的相对运动来改变磁感应强度和导体穿过磁场的方式。
5.应用领域发电机广泛应用于各个领域。
最常见的是发电厂,它们使用发电机将机械能转化为电能,以满足人们对电力的需求。
此外,在家庭、汽车和船舶等设备中也使用了发电机来提供电力。
总结起来,发电机工作的基本原理是电磁感应。
发电机工作原理
发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律,即当一个导体在磁场中运动时,会在导体两端产生感应电动势。
发电机一般由磁场和导体组成。
磁场一般由永磁体或电磁线圈产生,导体则通过旋转或振动方式进行机械运动。
发电机的工作过程如下:当导体进入磁场区域,磁场会通过感应作用将导体中的自由电子移动。
由于导体是闭合回路,电子的移动会产生电流。
根据右手定则,电流的方向与导体运动的方向呈垂直关系。
当导体运动过程中,磁场的方向和强度保持稳定,导体与磁场的相对运动会不断改变,从而导致感应电动势的产生方向和大小也发生变化。
这种变化的感应电动势称为交流电。
在发电机中,通过将导体固定在旋转轴上,将机械能转化为导体的运动能量。
导体在磁场中运动的速度越快,感应电动势的变化越频繁,从而产生的交流电频率也就越高。
发电机通过电刷和刷环(或集电环)的电接触传递产生的交流电。
在交流电系统中,交流电可以进行输送、变压和分配,用于供电和驱动各种电动设备。
发电机和电动机的工作原理一、发电机的工作原理1.1 电磁感应定律发电机的工作原理基于电磁感应定律,即当导体在磁场中运动或磁场变化时,会产生感应电动势。
这个定律是由法拉第在1831年发现的。
1.2 磁场发电机中所使用的磁场通常是由永久磁铁或者是通过通电的线圈产生的。
这个磁场会产生一个方向和强度都不同的磁通量。
1.3 导体发电机中所使用的导体通常是一个线圈,也就是螺旋形的导体。
当线圈在磁场中转动时,每一个线圈都会经历一个周期性变化的磁通量。
1.4 感应电动势当线圈在磁场中转动时,每一个线圈都会经历一个周期性变化的磁通量,从而产生感应电动势。
这个感应电动势可以通过以下公式计算:e = -N(dΦ/dt)其中e表示感应电动势,N表示线圈匝数,Φ表示通过线圈的总磁通量,d/dt表示对时间求导数。
1.5 发电机结构发电机一般由转子、定子、磁场和导体等部分组成。
转子是一个旋转的部分,通常由永磁体或者电磁铁组成,它的旋转会产生一个旋转的磁场。
定子是不动的部分,通常由导体线圈组成,它会被旋转的磁场所穿透。
1.6 工作过程发电机工作时,转子上的永磁体或者电磁铁会旋转,从而产生一个旋转的磁场。
这个旋转的磁场会穿透定子上的导体线圈,从而产生感应电动势。
这个感应电动势会被导出并用来供电。
二、电动机的工作原理2.1 洛伦兹力电动机的工作原理基于洛伦兹力,即当带电粒子在外加磁场中运动时,会受到一个垂直于运动方向和外加磁场方向之间夹角为90度的力。
这个力就是洛伦兹力。
2.2 磁极和线圈电动机中所使用的磁极通常由永久磁铁或者是通过通电的线圈产生。
这个磁极会产生一个方向和强度都不同的磁场。
2.3 电流电动机中所使用的电流通常是由外部直流电源提供的。
这个电流会通过线圈,从而产生一个磁场。
2.4 洛伦兹力和转动当线圈在磁场中旋转时,线圈内的导体会受到洛伦兹力,从而产生一个转动力矩。
这个转动力矩可以通过以下公式计算:T = k * B * I * L其中T表示转动力矩,k表示一个常数,B表示磁场强度,I表示电流大小,L表示导体长度。
发电机原理是什么发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它利用磁场的相互作用以及导体中的电荷运动来产生电流。
本文将详细解释发电机的工作原理。
一、电磁感应原理发电机的工作基于电磁感应原理,即当导体在磁场中运动时,导体内的电荷会受到力的作用,从而产生电流。
这是由于磁场改变导体内的电流分布所引起的。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律。
根据该定律,当导体线圈与磁场相互运动时,线圈中会产生感应电动势。
感应电动势的大小取决于磁场的强度、导体线圈的匝数以及磁场与线圈运动方向之间的角度。
三、发电机的基本结构发电机通常由转子、定子以及磁场产生器组成。
转子是一个旋转的部件,定子位于转子周围。
磁场产生器用于产生恒定的磁场。
四、工作原理当发电机的转子被外部力或能源驱动以旋转的方式,磁场产生器会在定子中产生一个恒定的磁场。
由于电磁感应的原理,定子中的导线会受到磁场的影响,电荷开始在导线中移动。
这导致了一个电流的产生。
为了增强电流生成效果,通常使用多个线圈或导线,这些线圈或导线被安装在定子上,并以特定的方式相互连接。
这样,每个导线的感应电动势的贡献将被累加。
五、交流发电机和直流发电机发电机可以分为交流发电机和直流发电机两种类型。
交流发电机通过不断变化的磁场方向来产生交流电。
它在转子上采用通过滑环与刷子(相当于电流收集器)相连的线圈,使电流能够从转子传递到外部电路。
直流发电机则通过使用换向器或整流器将交流电转换为直流电来生成电流。
这种类型的发电机通常用于需要直流电的应用,如电动机。
六、应用领域发电机广泛应用于各个领域,包括发电厂、汽车、船舶、风力发电和太阳能发电等。
无论是传统的燃煤发电厂还是可再生能源发电系统,发电机都是其中关键的组成部分。
总结发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
它的工作原理基于电磁感应定律,通过转子、定子和磁场产生器的相互作用来产生电流。
发电机可以分为交流发电机和直流发电机两种类型,应用于多个领域。
发电机工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它是现代社会不可或缺的能源转换设备之一。
本文将介绍发电机的工作原理,从基本原理到具体操作过程,帮助读者更好地理解发电机的运作机制。
一、电磁感应原理要理解发电机的工作原理,首先需要了解电磁感应原理。
电磁感应是指通过磁场的变化来产生电流。
法拉第定律指出,当导体在磁场中运动或磁场发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
这个原理是发电机运行的基础。
二、发电机的基本构造发电机通常由转子和定子两部分组成。
转子是一个旋转的部件,由导体线圈和磁极组成。
定子是一个固定的部件,由导体线圈和铁芯组成。
转子和定子之间通过磁场相互作用来产生电流。
三、发电机的运行过程当发电机启动时,通过外部的能源(如汽油发动机、水力发电等)使转子旋转。
转子上的磁极产生一个磁场,这个磁场与定子上的导体线圈相互作用。
当转子旋转时,磁场的变化会导致定子上的导体线圈中产生感应电流。
导体线圈中的感应电流随着转子的旋转而不断变化。
为了使这个电流能够被使用,需要将它从导体线圈中取出。
这就是通过定子上的电刷和电刷环实现的。
电刷和电刷环是导电材料制成的,它们与导体线圈接触,将感应电流引出。
四、发电机的电压和功率发电机产生的电压由多个因素决定,如磁场强度、线圈的匝数和转子的转速等。
通过调节这些因素,可以控制发电机的输出电压。
功率则是电压和电流的乘积,它决定了发电机的输出能力。
五、发电机的应用领域发电机广泛应用于各个领域,如工业、农业、家庭和交通等。
在工业领域,发电机通常用于为机器设备供电。
在农业领域,发电机用于供电给农田灌溉系统和农用机械。
在家庭中,发电机可以作为备用电源使用。
在交通领域,发电机用于为汽车和火车等交通工具提供动力。
六、发电机的发展趋势随着科技的进步,发电机的设计和制造也在不断改进。
新型发电机采用了更高效的材料和技术,提高了能源转化效率。
同时,可再生能源的发展也促进了发电机的创新。
太阳能发电和风力发电等技术的兴起,使得发电机在可持续能源领域有了更广阔的应用前景。
发电机电动机原理发电机和电动机都是现代电力系统中不可或缺的设备。
它们在不同的工作模式下,扮演着相反的角色:发电机将机械能转化为电能,而电动机则将电能转化为机械能。
本文将详细介绍发电机和电动机的原理。
一、发电机原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
它基于电磁感应的原理工作。
当导体在磁场中运动时,磁场会将导体中的自由电子推动,形成电流。
发电机通过旋转导体来产生相对于磁场的运动,从而激发电流的产生。
1. 磁场的产生发电机中通常使用的磁场是由永磁体或电磁体产生的。
永磁体可以产生恒定的磁场,而电磁体则通过电流激励来产生可调节的磁场。
磁场的强度和方向对于发电机的性能至关重要。
2. 电流的感应当导体在磁场中旋转时,导体中的自由电子会受到磁场力的作用,产生电势差。
根据电磁感应的法则,导体两端会形成电压,从而驱动电流的产生。
这个原理被称为发电机的感应原理。
3. 发电机的结构发电机通常由一个转子和一个定子组成。
转子是连接导体的旋转部分,在磁场的作用下旋转产生电流。
定子是静止的部分,它包含导体和绕组,用于收集和输出电流。
二、电动机原理电动机是一种将电能转化为机械能的设备。
它的工作原理与发电机相反,基于洛伦兹力的作用。
当电流通过导体时,在磁场中会受到力的作用,导致导体产生机械运动。
1. 磁场的产生与发电机类似,电动机中使用的磁场可以由永磁体或电磁体产生。
磁场的强度和方向也对电动机的性能有重要影响。
2. 洛伦兹力的作用当电流通过电动机导体时,根据洛伦兹力的作用,导体会受到力的作用,产生力矩。
这个力矩将导致导体和整个电动机转动。
3. 电动机的结构电动机通常由转子和定子组成,结构与发电机类似。
转子是旋转的部分,它包含导体和绕组,通过电流产生力矩。
定子是静止的部分,它提供磁场和导体供电。
三、发电机和电动机的应用发电机和电动机广泛应用于各种领域,包括发电厂、工业生产和交通工具等。
发电机通过将机械能转化为电能,为电力系统提供稳定的电源。
简述发电机的原理发电机是一种将机械能转换成电能的绝缘装置,可以在其电磁感应的作用下,利用机械能的变化而产生电能。
发电机的原理就是磁性联结和磁感应原理。
磁性联结原理是指当一个磁体处在另一个磁体的影响下,两个磁体之间会发生联系,并在一定距离内彼此之间发生磁力交互作用。
发电机的工作原理正是依据上述原理,即当一个磁体处在另一个磁体的影响下,两个磁体之间会发生联系,从而发展出电磁感应原理,最终实现发电机的作用。
当发电机的转轴转动时,会在电极绕组上有一个磁场,这样的磁场可以使电极绕组中的电流发生变化,当磁场和电流发生相互作用时,又会在转轴上形成新的磁场。
这是因为电极绕组中产生的磁感应作用可以促使转轴附近的漏磁联结做电极绕组中同样的运动,而这种运动也会反过来使转轴继续转动,从而使发电机继续发电。
发电机的工作原理就是利用电磁感应的原理,通过磁性联结来产生电能。
当发电机的转轴转动时,会在电极绕组上有一个磁场,这样的磁场可以使电极绕组中的电流发生变化,当磁场和电流发生相互作用时,又会在转轴上形成新的磁场,从而使发电机继续发电,从而实现机械能转换成电能的目的。
发电机的工作有两个基本原理:磁性联结原理和磁感应原理。
磁性联结原理指当一个磁体处在另一个磁体的影响下,会发生联系,并在一定距离内彼此之间发生磁力交互作用。
磁感应原理则指电极绕组中产生的磁感应作用可以促使转轴附近的漏磁联结做电极绕组中同样的运动,从而使发电机继续发电,从而实现发电机的作用。
发电机的工作原理可以分为两个主要部分:静态和动态两个部分。
在静态过程中,发电机的转轴不动,但是其磁场仍然存在,电极绕组上不会产生电流,也就不会产生有用的电能。
在动态过程中,当发电机的转轴转动时,磁场就会发生改变,电极绕组上的电流也会随之变化,从而形成有用的电能,从而实现机械能转换成电能的目的。
从上述可以看出,发电机的原理是磁性联结和磁感应原理的结合,该原理可以实现机械能转换成电能的过程,其在工业和日常生活中都有着极其重要的作用,是机械工程不可缺少的重要元素。
发电机的原理与结构发电机是将机械能转化为电能的装置,是现代社会中不可或缺的重要设备。
了解发电机的原理与结构对于我们理解电力的生成和应用具有重要的意义。
本文将介绍发电机的原理和结构,以帮助读者更好地理解和运用发电机。
一、发电机的原理发电机的原理基于电磁感应的过程,即通过磁场相对于导线的位置或强度的变化,产生感应电动势。
发电机由磁场和导线组成,其工作原理可分为以下几个步骤:1. 磁场产生:发电机中的磁场通常由磁铁或电磁线圈产生。
当通过线圈通电或者将磁铁靠近线圈时,就会产生一个磁场。
2. 导线运动:发电机中的导线通常以线圈的形式存在,安装在旋转的轴上。
当轴旋转时,导线会在磁场中运动。
3. 电磁感应:导线在磁场中运动时,会切割磁力线,从而产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与导线切割磁力线的速率成正比。
4. 电流产生:感应电动势将通过导线产生一个电流。
可以通过连接导线两端的负载使电流流动起来,并将机械能转化为电能。
二、发电机的结构发电机的结构通常包括转子、定子、控制器和外壳等部分。
下面将逐一介绍这些部分的功能和特点。
1. 转子:转子是发电机中旋转的部分,通常由导线组成的线圈或磁铁构成。
转子的旋转产生了改变磁场的运动,从而引发电磁感应。
2. 定子:定子是发电机中固定不动的部分,通常由绕组和铁芯构成。
绕组是由导线组成的线圈,在旋转的磁场中感应电动势。
3. 控制器:控制器用于调节和控制发电机的运行,包括启动、停止、调整转速等功能。
控制器通常由开关、电路板和控制按钮等组成。
4. 外壳:外壳是发电机的外部结构,用于保护内部元件和机械结构。
外壳通常由金属或塑料材料制成,具有绝缘和防护的作用。
发电机的结构设计和尺寸根据不同的应用需求而有所不同,有各种各样的型号和规格。
根据发电机的使用环境和功率要求,可以选择不同种类的发电机,如汽油发电机、柴油发电机、风力发电机等。
发电机的原理和结构深度影响着电力的生成和使用效率。
发电机的工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备,它是现代社会中不可或缺的重要装置之一。
它的工作原理基于电磁感应现象,通过旋转的磁场产生电流。
一、电磁感应原理电磁感应是指当导体在磁场中运动或磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,导体中的感应电动势与磁场的变化率成正比。
二、发电机的基本结构发电机主要由定子、转子、磁场和绕组等部分组成。
1. 定子:定子是固定不动的部分,通常由铁芯和绕组构成。
绕组是由导线绕在铁芯上形成的线圈,当通过绕组的电流变化时,会产生磁场。
2. 转子:转子是可以旋转的部分,通常由铁芯和绕组构成。
转子上的绕组也被称为励磁绕组,它通过外部电源供电,产生磁场。
3. 磁场:磁场是由定子和转子上的绕组产生的,它们之间的相对运动导致磁场的变化。
三、发电机的工作过程发电机的工作过程可以分为励磁、感应和输出三个阶段。
1. 励磁阶段:在发电机启动时,外部电源通电,通过励磁绕组在转子上产生磁场。
2. 感应阶段:当发电机旋转时,转子上的磁场与定子上的绕组相互作用,产生感应电动势。
根据电磁感应原理,当磁场的变化率增大时,感应电动势也会增大。
3. 输出阶段:感应电动势通过定子上的绕组输出,形成电流。
这个电流可以通过外部电路连接到负载上,完成电能的转化和传输。
四、发电机的类型根据不同的工作原理和结构特点,发电机可以分为直流发电机和交流发电机两大类。
1. 直流发电机:直流发电机的输出电流是恒定的直流电流。
它的工作原理是基于直流电机的反向工作原理,通过电刷和电枪的结构将感应电动势输出为直流电流。
2. 交流发电机:交流发电机的输出电流是交变的电流。
它的工作原理是基于电磁感应原理,通过转子和定子之间的相对运动产生交变的磁场,从而产生交流电动势。
五、发电机的应用领域发电机广泛应用于各个领域,包括工业、农业、交通、通信等。
常见的应用包括:1. 发电厂:大型发电机被用于发电厂,将机械能转化为电能,供应给整个城市或地区的用电需求。
发电机的工作原理一、引言发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它在现代社会中起到至关重要的作用,广泛应用于发电厂、工厂、农村、船舶等各个领域。
本文将详细介绍发电机的工作原理,包括发电机的基本构造、工作原理、发电机的类型以及应用领域等。
二、发电机的基本构造发电机主要由转子、定子、磁场和电路等组成。
1. 转子:转子是发电机的旋转部分,通常由导体制成。
转子上的导体通过与磁场的相互作用而产生电动势。
2. 定子:定子是发电机的静止部分,通常由绕组制成。
定子上的绕组与转子的导体相连,通过电流产生磁场。
3. 磁场:磁场是发电机中产生电动势的关键部分。
磁场可以由永磁体或电磁线圈产生。
当转子旋转时,磁场与转子的导体相互作用,产生电动势。
4. 电路:电路是发电机中电流的通路,包括外部负载和内部绕组。
外部负载是发电机输出电能的目标,而内部绕组则将电能从转子传输到外部负载。
三、发电机的工作原理发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当导体在磁场中运动时,会产生电动势。
发电机利用这一原理将机械能转化为电能。
1. 电磁感应当转子旋转时,转子上的导体与磁场相互作用,导致导体内部的自由电子受到力的作用。
这个力会使电子在导体内部移动,产生电流。
根据右手定则,电流的方向与磁场和运动方向之间存在一定的关系。
2. 电动势的产生导体内部的电流产生了电动势,即电压。
电动势的大小取决于导体的长度、速度和磁场的强度。
通常情况下,导体的长度越长、速度越快、磁场越强,电动势就越大。
3. 电流的传输电动势产生后,电流会通过内部绕组和外部负载传输。
内部绕组将电能从转子传输到定子,而外部负载则是发电机输出电能的目标。
四、发电机的类型发电机根据不同的工作原理和应用领域可以分为多种类型。
以下是几种常见的发电机类型:1. 直流发电机:直流发电机利用直流电流产生电能。
它们通常由旋转的电刷和永磁体或电磁线圈构成。
2. 交流发电机:交流发电机利用交流电流产生电能。
水力发电的基本流程及发电系统设备简介水力发电的基本流程1、什么是水电站?水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置,它由各种水工建筑物,以及发电、变电、配电等机械、电气设备,组成为一个有机的综合体,互相配合,协同工作,这种水力装置,就是水电站枢纽或者水力枢纽,简称水电站。
它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成,机电设备则安装在各种建筑物上,主要是在厂房内及其附近。
(1)挡水建筑物。
是拦截水流、雍高水位、形成水库,以集中落差、调节流量的建筑物,例如坝和闸。
(2)泄水建筑物。
其作用主要是泄放水库容纳不了的来水,防止洪水漫过坝顶,确保水库安全运用,因而是水库中必不可少的建筑物,例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
(3)进水建筑物。
使水轮机从河流或水库取得所需的流量,如进水口。
(4)引水建筑物。
引水建筑物是引水式或混合式水电站中,用来集中落差(对混合式水电站而言,则只是集中总会落差)和输送流量的工程设施,如明渠、隧洞等。
有时水轮机管道也被称为引水建筑物,但严格说来,由于它主要是输送流量的,所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道,这也属于引水建筑物。
(5)平水建筑物。
其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时,借以调整供水流量及压力,保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。
如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
(6)厂区建筑物。
包括厂房、变电站和开关站。
厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一,它不同于一般的工业厂房,而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物;变电站是安装升压变压器的场所;而开关站则是安装各种高压配电装置的地方,故也称高压配电场。
(7)枢纽中的其它建筑物。
此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。
为了综合利用水资源,它们在整个水电站枢纽中也是不可分割的一部分,对枢纽的布置和运用也有重要的影响。
将水能转变成电能的生产全过程是在整个水电站枢纽中进行的,而不仅仅是在厂房中进行的。
2、水电站的基本类型。
水电站是借助于建筑物和机电设备将水能转变为电能的企业。
水电站包括哪些建筑物以及它们之间的相互关系,主要取决于集中水头的方式。
所以按集中水头的方式来对水电站进行分类,最能反映出水电站建筑物的组成和布置特点。
(1)按集中水头的方式对水电站进行分类,水电站可分为:坝式、引水式和混合式。
坝式水电站。
它的水头是由坝抬高上游水位而形成。
分为坝后式和河床式。
坝后式水电站:厂房建在坝的后面,上游水压力由坝承受,不传到厂房上来。
1 对于水头较高的坝式水电站,为了不使厂房承受上游的水压力,一般常采用这种布置方式。
这时厂房设在坝后,水流经由埋藏于坝体内的或绕过坝端的水轮机管道(埋藏于坝体内的常采用钢管,绕过坝端的常采用隧洞)进入厂房。
河床式水电站:水电站厂房代替一部分坝体作为抬高水位的建筑物,直接承受着上游水压力,它没有专门的水轮机管道,水流由上游进入厂房转动水轮机后泄回下游。
这类水电站水头较低,一般不超过30米。
引水式水电站。
水头由引水道形成。
这类水电站在布置上的特点是具有较长的引水道,水电站建筑物比较分散。
混合式水电站。
它的水头一部分由坝集中,一部分由引水道集中。
这类水电站的建筑物组成和布置除其中的坝以具有一定的高度为其特点外,其余与引水式水电站大体相似。
(2)按运行方式水电站可以分为:无调节水电站、有调节水电站和抽水蓄能电站等类型。
无调节水电站:它没有水库,不能对径流进行调节,只能直接引用河中径流进行发电,所以又称为径流式水电站。
无调节式水电站的运行方式,以尽可能多利用河中径流为原则。
有调节水电站:它借助于水库,能在某种限度内按照用电负荷对径流进行调节,把超过发电所需的多余来水蓄入水库,供来水不足时增大发电流量之用。
有调节水电站也称为蓄水式水电站,它的运行方式可以在一定程度上适应用电负荷情况,按照调节径流的周期长短,有调节水电站又可分为日调节水电站、年调节水电站和多年调节水电站,视水库的大小而定。
坝后式和混合式水电站一般都是有调节的;河床式水电站和引水式水电站则较多是无调节的。
抽水蓄能电站。
它以运行方式主要取决于负荷情况为其特点。
电力系统的负荷,在一日过程中和一年过程中都是很不均匀的。
抽水蓄能电站的作用,是在电力系统供低负荷时利用其它电站多生产的电能,通过抽水机组把水提送到高处,即把这些多余电能转变为水能的形式贮蓄起来,待到电力系统高负荷时,再把高处的水通过水轮发电机组放下来发电,使贮蓄起来的水能重新转变为电能,满足电力系统负荷需要。
所以建造抽水蓄能电站并不是为了水能资源的开发,只是达到贮蓄和调节电能的目的。
在较大的电力系统中,特别是在水电站比重很小或者水电站比重很大的电力系统中,建造抽水蓄能电站有重要意义,因为这样可以使电力系统的其它电站在一日和一年过程中承担比较均匀的负荷,提高设备利用率和减低火电厂的单位煤耗量,并改善供电质量。
这类电站要安装用于抽水和用于发电的两套机组设备,以及修建高、低两个水库;同时由于能量转变经历了电能到水能再到电能的往复过程,损失增大,所以建设投资和能量损失都比一般水电站大些。
但是由于这种电站能提高整个电力系统的运行效益,加以它可以建在系统用电中心附近,既省输电线路又供电灵活,因此最近国内国外很多电力系统,都很重视抽水蓄能电站的建设。
近年来由于机电设备制造水平的提高,已成功地制造出既可抽水又能发电的可逆式两用机组,不必分别设置用于抽水和用于发电的两套机组,从而节约了设备投资和提高了机组效率。
3、水力发电的基本流程。
具有水头的水力——经压力管道或压力隧洞(或直接进入水轮机)进入水轮机转轮流道——水轮机转轮在水力作用下旋转(水能转变为机械能)——同时带 2动同轴的发电机旋转——发电机定子绕组切割转子绕组产生的磁场磁力线(根据电磁感应定理,发出电来,完成机械能到电能的转换)——发出来的电经升降压变压器后与电力系统联网。
发电系统设备简介一、水轮发电机组及辅助设备简介1、水轮机水轮机是将水能转换为机械能的水力机械,利用水能机带动发电机将旋转机械能变为电能的设备,称为水能发电机组。
按水流能量转换特征,可将水轮机分为:反击式和冲击式。
(1)反击式水轮机的转轮在工作过程中全部浸在水中,压力水流流经转轮叶片时,受叶片的作用而改变压力、流速的大小和方向,同时水流对转轮产生反作用力,形成旋转力矩使转轮转动。
反击式水轮机按水流流经转轮的方向不同,又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种类型。
①混流式水轮机。
水流流经转轮时是辐向流进而轴向流出。
其结构简单,运行可靠,效率较高,是现代应用最广泛的水轮机。
适用水头范围一般为20~450米,目前最高已达800米,最大机组容量已达100万KW。
②轴流式水轮机。
水流流经转轮时是轴向流进而又轴向流出。
按其叶片在运行时能否转动又分为定浆式和转浆式两种。
轴流定浆式水轮机的叶片固定在轮毂上,制造简单,但当水头和流量变化时,效率变化不大。
因此,它适用于负荷变化不大,水头变幅较小的水电站。
适用水头范围一般为3~50米,最大机级容量已达13万KW。
轴流转浆式水轮机在运行时其叶片可以转动,能在水头和流量变化时保持较高效率工作。
目前适用水头已达88米,最大机组容量已达25万KW。
③斜流式水轮机。
水流进出转轮叶片都是斜向的,叶片转动轴线与与水轮机轴线成一夹角,高效率区较宽,因而适用于水头和流量变化较大的水电站。
适用水头在20~200米之间,最大机组容量达25万KW。
当做成水泵水轮机时,可用在抽水蓄能电站上。
④贯流式水轮机。
其转轮与轴流式相似,水流基本上沿轴向流过转轮,因而有良好的过流条件,提高了水轮机效率。
贯流式水轮机一般为卧式,可降低和简化厂房结构,土建工程量小,适用于25米以下的低水头水电站。
目前最大机组容量达5.5万KW。
(2)冲击式水轮机的特征是:有压水流从喷嘴射出后全部转换为动能冲击转轮旋转;在同一时间水流只冲击部分斗叶而不充满全部流道,转轮在大气压下工作。
常用的冲击式水轮机有切击式(水斗式)和斜击式两种。
3①切击式水轮机:其特点为喷嘴射流沿转轮圆周切线方向冲击斗叶,是应用最广泛的冲击式水轮机。
它适用于高水头(1000~2000米)小流量的水电站,目前世界上最高水头已应用到1767米,最大机组容量达31.5万KW。
②斜击式水轮机:其特点是喷嘴射流方向与转轮轮旋转平面成一夹角(约25.5°),从转轮一侧进入斗叶,从另一侧流出适用水头为25~300米。
(3)水轮机按主轴的装置方式不同,又分为立式和卧式两种。
主轴竖向装置者称立式,发电机位于水轮机上部,其位置较高,不易受潮,所占厂房面积较小,但厂房高度大。
立式装置多用于大中型水电站。
主轴横向装置者称卧式,发电机和水轮机布置在同一高程上,可减小厂房高度,但发电机易受潮,厂房面积较大,多用于小型水电站。
(4)水轮机的铭牌参数水轮机的铭牌参数由三部分组成,第一部分之间用短横线隔开。
第一部分由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成,前者表示水轮机型式,后者表示转轮型号(入型谱者采用该转轮的比转速作为代号)。
第二部分由两个汉语拼音字母组成,前一人表示主轴装置方式,后一个表示引水室特征。
第三部分是以厘米为单位的转轮标称直径D1。
对冲击式水轮机,第三部分表示为:水轮机转轮标称直径/(作用在每一个转轮上的喷嘴数×射流直径)。
各种类型水轮机转轮的标称直径D1规定如下:①混流式水轮机是指转轮叶片进口边的最大直径。
②轴流式水轮机是指转轮室的最大内径。
③斜流式水轮机是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。
④冲击式水轮机是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。
各型水轮机第一、二部分的代表符号见下表:水轮机型式主轴装置方式引水室特征混流式HL 立轴L 金属蜗壳J轴流转浆式ZZ 卧轴W 混凝土蜗壳H轴流定浆式ZD 斜轴X 明槽M斜流式XL 罐式G贯流转浆式GZ 灯泡式P贯流定浆式GD 竖井式S切击式QJ(也有称水斗式者,代号为CJ)虹吸式X斜击式XJ 轴伸式Z双击式SJ注:可逆式水轮机在水轮机型式代号后加“N”(逆)。
水轮机牌号示例:HL220-LJ-550,表示混流式水轮机,转轮型号为220,立轴,金属蜗壳,转轮直径为550cm。
ZZ560-LH-800,表示轴流转浆式水轮机,转轮型号为560,立轴,混凝土蜗壳,转轮直径为800cm。
XLN200-LJ-300,表示斜流可逆式水轮机,转轮型号为200,立轴,金属蜗壳,转轮直径为300cm。