水电站基础知识-水电站的基本开发方式及其布置形式

水电站基本知识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。

水力发电站的设计及建设方法随着人们对环境保护的日益重视，对可再生能源的需求也日益增加。

水力能作为一种重要的可再生能源，被越来越多的国家用于发电。

水力发电站是利用水能转化为电能的工程设施，其发电效率高、耗能低、对环境污染和碳排放量低等优点使得其成为可再生能源中发展前景最广阔的一种形式。

本文将介绍水力发电站的设计以及建设方法。

一、水力发电站的设计水力发电站设计的主要目标是两个方面：一是能够充分利用水能，实现高效发电；二是确保水力发电站的安全性和稳定性。

1. 水电站的选址通常选址需考虑以下因素：（1）水源降雨量、径流量和水源质量等因素。

（2）水源的地理位置与水位高度、水流速度、地形、水流方向等。

（3）水源是否符合水能开发的要求，如是否有足够的落差、流量。

（4）围坝、房屋建筑等建筑物的选址。

（5）是否便于引入输电线路等因素，如从发电站到计量点的距离等。

2. 水电站的内部结构设计水力发电站的内部结构设计主要有三个方面：（1）水导系统的设计。

水导系统是保证水能充分利用的关键，需要满足足够的流量和水头以及额定负载下的流速等技术要求。

同时，还要保证水力机组的安全性，防止内部水流过大导致水力机组受损。

（2）水轮机和发电机组设计。

水轮机是水力发电机组的核心，其结构和性能直接影响水力发电的效率。

发电机的输出能力、绝缘性能、可靠性等也是设计要考虑到的重要因素。

（3）水利建筑结构设计。

水利建筑是确保水能高效利用的关键，主要包括围坝、引水渠、冲砂隧洞和闸门等建筑物。

这些结构的设计需要充分考虑工程土质、岩质及地基条件等因素，趋势保证建筑物的安全和可靠性。

二、水力发电站的建设方法水力发电站的建设通常需要分为如下几个步骤：1. 前期调查阶段前期调查阶段是水力发电站建设过程中关键的一环。

此阶段的任务是全面调查选址，确立工程方案和设计，包括水流测量、水文地质勘察、土木勘察、环境评估、土地征用等关键信息采集。

通过前期调查，可为工程的实施提供必要依据和参考。

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。

第二篇水电站输水系统第五章水电站布置型式及其组成建筑物学习提示内容：介绍水电站的布置型式，水电站的组成建筑物。

重点：坝后式、河床式、引水式水电站的布置特点及组成建筑物。

要求：掌握水电站的基本布置型式及组成建筑物。

第一节水电站的布置型式如绪论中所述，水电站主要有坝式、引水式和混合式3种不同的开发方式，其建筑物的组成和布置型式也不同。

坝式水电站按厂房是否承受上游水压力又分为坝后式和河床式两大类型。

混合式水电站建筑物的组成和布置型式兼有坝式水电站和引水式水电站的特征。

混合式水电站和引水式水电站之间没有明确的分界线。

在工程界常将具有一定长度引水道的混合式电站统称为引水式电站，无论其是否靠坝集中一部分水头，而较少采用混合式水电站这个名称。

所以这里着重介绍坝后式、河床式和引水式水电站建筑物的组成和布置型式。

一、坝后式水电站布置型式坝后式水电站靠坝来集中水头，形成落差，电站规模大，水头较高，厂房本身不承受上游水压力，所有建筑物均布置在一个枢纽中。

坝后式水电站厂房在枢纽总体布置中的位置大都靠河岸一侧或两侧，以利于布置变电装置和对外交通。

泄水建筑物布置在河床中部。

坝后式水电站优点是利用水库调节流量，水能利用充分，发电有保证；综合利用效益高；建筑物集中布置便于运行管理。

缺点是淹没损失大、移民多；投资大、工期长、单价高；技术复杂。

适用于河道坡降较缓，流量较大，具有修建水库地形地质条件的中、高水头水电站。

坝后式水电站，厂房一般布置在坝后或与坝并排布置在附近河岸的山体中。

按厂房与坝的相对位置，又可分为坝后式厂房、地下式厂房、岸边式厂房、坝内式厂房和溢流式厂房等布置型式。

1.坝后式厂房厂房直接布置在坝址处，通过坝身压力钢管引水。

这是坝后式水电站最常见的布置型式。

如三峡、丹江口、三门峡、龙羊峡、刘家峡、李家峡、安康、宝珠寺、水口、岩滩、五强溪、东江、万家寨等众多大型或巨型水电站均为这种布置型式。

图5-1是丹江口水电站布置型式。

水资源开发方式及水电站的基本类型水资源的开发是人类发展中不可或缺的一部分。

水电站作为一种利用水资源的能源设施，在能源生产中起着重要的作用。

本文将介绍水资源开发的方式以及水电站的基本类型。

水资源开发方式1. 水库式水库式开发是指通过建设水库储蓄水量，控制水流，调节水的流量、水位，进而利用水资源。

水库式开发的主要优点是可稳定控制水流，能调节水位，既能产生电力，也能保障水文要求。

水库式开发主要适用于多降水季节分明的地区。

其缺点主要在于需要占用大面积土地，造成林木、沙土等资源损失，同时也可能影响地质环境。

2. 河流式河流式开发是指直接利用河流水流的动能，沿河筑建水电站，利用水涡轮发电的方式。

相较于水库式开发，河流式开发更加利用了自然环境，不需要占用土地资源。

同时，也不造成林木等损失。

河流式开发主要适用于降水分布平均的地区。

其缺点主要在于水流量受季节性影响，夏季水位下降，冬季水位上升，进而可能影响水电站的发电效率。

3. 潮汐式潮汐式开发是指利用海潮的周期性变化（潮汐）来推动涡轮旋转，进而产生电能。

潮汐式开发主要应用于世界范围内海岸线上落差大、潮流猛烈的地区，如英国、法国等国家。

潮汐式开发的主要优点是水流量和水液压稳定，潮汐幅度周期性很好，适宜供电。

其缺点主要在于建设难度大，造价高，成本回收期长。

4. 活动式活动式开发是指沿海水域等潮汐与水流较快、巨浪较高的地区建设可移动式海上水电站。

活动式开发的优点在于可以自由选择建设位置，从而最大限度地利用自然资源。

同时，也不会对生态环境产生损害。

活动式开发目前应用较少，主要缺点在于建设成本较高，难度大，需要具备更高的技术实力。

水电站基本类型1. 水轮式水轮式电站是最早的、应用最广泛的水电站类型之一。

主要通过利用水流动力旋转涡轮，带动发电机发电。

水轮式电站的优点主要在于适用范围广、可靠性高、存在技术经验，同时生产成本较低。

其缺点在于需要占用较多土地资源，同时也可能对水生生态环境产生影响。

水电站的相关知识点总结一、水电站的发电方式1. 水轮机发电：水轮机是通过水流的冲击力来带动水轮机旋转，从而驱动发电机转动，产生电能。

水轮机分为垂直轴水轮机和水平轴水轮机两种类型。

2. 水泵发电：水泵发电是指利用水泵将高位的水泵到低位，产生一定的水头和水压，通过水轮机将水能转换成机械能，再通过发电机将机械能转换成电能。

二、水电站的建设过程1. 地质勘察：通过对地质构造、地质构造、地质状况等情况进行调查，确定水电站的建设地点。

2. 水资源调查：对水库水源的大小、流量、水质等情况进行调查，确定水电站的水资源储备情况。

3. 工程设计：包括水电站的水利工程设计、电气工程设计、土建工程设计等，确定水电站的建设方案。

4. 施工建设：包括水电站的土建施工、设备安装、电气接线等，完成水电站的建设工作。

5. 水电站调试：对水电站的设备进行调试，确保水电站的正常运行。

三、水电站的分类1. 根据水电站规模的大小划分，可分为大型水电站、中型水电站和小型水电站。

2. 根据水电站的建设方式划分，可分为梯级水电站、混合式水电站和独立式水电站。

3. 根据水电站的调节方式划分，可分为调峰水电站、基础水电站和调峰水电站。

四、水电站的作用1. 发电：水电站利用水资源进行发电，为社会提供清洁、稳定的电力资源。

2. 调峰：水电站可以根据能源需求的变化，调整发电量，满足不同时间段的用电需求。

3. 防洪：水电站在水库储水的同时，还能对洪水进行控制，减少洪灾的危害。

4. 攻渠：水电站可以通过水利工程，解决农田排灌和城市供水等问题。

五、水电站的环境影响水电站建设对环境会产生一定的影响，主要包括以下方面：1. 水库蓄水：水库蓄水会淹没大片土地，影响原生态环境，损害植被和野生动物的生存。

2. 水电站运行：水电站运行会产生一定的噪音和振动，对周边生态环境造成干扰。

3. 水电站排泄：水电站排泄废水对下游水环境和生态系统造成污染。

总结：水电站是一种利用水资源进行发电的清洁能源设施，能够为社会提供稳定的电力资源。

水电站的布置形式及组成建筑物水电站是利用流水能量转化为电能的设施，主要由水库、引水渠、发电厂和输电线路组成。

根据不同的水电站类型和特点，布置形式和组成建筑物也会有所区别。

下面将针对传统水电站和抽水蓄能电站进行详细介绍。

传统水电站的布置形式及组成建筑物：1.水库：水库是水电站的核心设施，主要用于储存水源，并且有利于调节供水、防洪和发电。

水库通常由大坝筑成，形状可以是弧形、重力式或拱坝式。

水库一般由库岸、溢洪道、排水口等构成。

2.引水渠：引水渠用于将水库中的水引入发电厂。

根据地形条件，引水渠可分为明渠和暗渠两种形式。

明渠是露天渠道，而暗渠则是埋设在地下的管道。

引水渠的主要组成部分有渠道、进水口、闸门和闸室。

3.发电厂：发电厂是水电站发电的主要场所。

根据水轮机的类型和水电站的规模，发电厂通常分为地下厂房和地上厂房两种类型。

地下厂房通常建在大坝下方的地下洞穴中，而地上厂房则建在地面上。

发电厂的主要组成部分有发电机组、水轮机、发电机组控制设备和变压器等。

4.输电线路：输电线路是将发电厂产生的电能传输到用户的重要环节。

输电线路通常是高压线路，包括由铁塔或电缆支撑的导线。

输电线路由输电塔、导线、绝缘子、变压器和变流器等组成。

抽水蓄能电站的布置形式及组成建筑物：抽水蓄能电站是一种通过向上泵水将低谷电能转化为高峰电能的设施。

1.水库：抽水蓄能电站同样需要一个水库，用于储存上升时产生的水。

水库的建设和传统水电站相似，主要用于储水并提供发电所需的水源。

2.泵站：泵站是抽水蓄能电站的关键设施，用于将水从下池抽到上池。

泵站由泵房和泵室组成，泵房用于放置水泵和相应的控制设备，泵室则是容纳泵装置的大型水池。

3.上池和下池：上池和下池是抽水蓄能电站的核心部分，用于储存上升和下降过程中的水。

上池通常比下池高，以便利用水头产生电能。

上池和下池之间通过水轮机连接，水能从上池流向下池产生电能。

4.发电厂：发电厂同样是抽水蓄能电站的重要组成部分，用于通过水轮机转化水能为电能。