浅谈水力发电机组的类型及负荷分配

水轮发电机组水轮发电机组4分开放分类：能源科学收藏分享到顶[0]编辑词条目录•1 水轮发电机组•2 正文•3 配图•4 相关连接•展开全部摘要请用一段简单的话描述该词条，马上添加摘要。

水轮发电机组-水轮发电机组水轮发电机组-正文由水轮机和发电机组合而成的发电动力装置。

设置在水电站中，执行把水能转换成电能的功能。

机组中水轮机作为原动机，它利用水的能量运转，驱动发电机发电。

常用的水轮机有冲击式、反击式、贯流式和可逆式。

发电机则均采用同步发电机。

由于水电站的自然条件和工况各异，水轮发电机组的容量和转速变化范围很大。

可按其尺寸大小和结构特征划分其容量和转速（见表）。

水轮发电机组特点水轮发电机与其他发电机相比有一些不同的特点：①它需有较大的飞轮力矩。

因此，发电机的转子直径及整机的外形尺寸都比较大。

②水电站一般离负荷中心较远，需通过长距高压输电线路向负荷供电。

因此，要求水轮发电机有较高的动态稳定和静态稳定特性。

③水轮发电机的转子直径大，选用的材料要求又不及汽轮机、燃汽轮机的高。

所以，虽然其转速不及后两者，但仍需考虑万一达到飞逸转速时对材料强度的要求，以保证其可靠性。

基本数据水轮发电机组的基本数据包括额定容量、额定电压、额定功率因数、电抗与短路比、飞逸速度、飞轮力矩等。

额定容量通常以兆伏安或千伏安计。

水电站选择机组容量和台数需考虑枢纽布置，电力系统运行的要求，机组在系统中调度的灵活性，设备制造、运输、安装、造价等多种因素。

在保证电力系统运行安全、灵活的条件下，采用单机容量较大、台数较少的方案有利机组的高效率，并可简化水电站的枢纽布置，加快施工进度和总投资。

但通常不少于两台。

额定电压它的选取要从额定容量、电磁负荷、电站的技术经济指标及电力系统输配电设备等方面综合考虑。

一般来说，在合理范围内，电压取低值，电机的经济指标要好一些。

额定功率因数对它的选择既要考虑发电机的造价、对水电站设备和电力系统无功补偿装置的影响和投资，又要考虑由电站输送无功功率造成的功率损失,同时,还要计及它超过设计水头运行多发电的效益，特别是在建站初期，只有一、两台机组投运(其余机组未装完)以及可能发生弃水的情况下，更应考虑这种运行性的可能性与合理性。

水轮发电机（一）
❖ 水轮发电机备等构成。
❖ 发电机工作的基本原理：定子中嵌有线圈，转子周围装 有磁极。当转子在水轮机带动下旋转时，其磁极产生的 磁力线切割定子线圈就会感应生成电流。水轮发电机的 转速比汽轮发电机小许多,一般为125 r/min。
❖ 水轮发电机的类型：按照水轮发电机主轴布置的方式分 类，有立式水轮发电机和卧式水轮发电机。立式布置的 水轮发电机根据推力轴承的位置不同又分为悬吊式和伞 式两大类。
水轮发电机（二）
❖ 水轮发电机的部件和作用： （1）定子：由机座、铁芯、线圈等组成。 （2）转子是产生旋转磁场的部件，由磁极、磁轭、轮臂、轮毂、 主轴等构成。 （3）机架是安装发电机轴承的部件，分为承重机架和非承重机 架。 （4）推力轴承：借助推力轴承可以把机组转动部分悬吊起(立式 悬吊式)或托起(伞式)。 （5）冷却系统：大、中型水轮发电机采用密闭自循环空气冷却， 巨型机组运行时发热量大，需要提高冷却效果，常采用水内冷直 接冷却铁芯和线圈。
电力生产概论
水轮发电机组
一
水轮机
二
水轮发电机
三
水轮发电机组调节
水 轮 机（一）
❖ 水轮发电机组是把水能转变成电能的机械，由水轮机和 发电机组成。水流流过水轮机时，把能量转变成水轮机 转动的机械能，通过水轮机主轴传给与之联接的发电机 主轴带动了发电机转动而发出电能。
❖ 水轮机是把水流的能量转变成旋转机械能的机器。 ❖ 水轮机的类型：主要有两大类，一类是利用水流的动能
和势能工作，称为反击式水轮机，另一类是只利用水流 的动能工作，称为冲击式水轮机。根据水流在转轮中流 动的方向不同，反击式和冲击式水轮机又可以分成混流 式、轴流式和水斗式三种。
水 轮 机（二）

– 托盘
• 托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外，托盘的轴向 柔度在运行中有一定的均衡负荷作用。 • 其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。
– 绝缘垫
• 通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装设 绝缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面，并起 到绝缘和调整轴线的双重作用。
– 油的循环冷却
• 轴承的油循环冷却方式有内循环和外循环两种。 • 中小型水轮发电机轴承的油循环冷却方式一般为内 循环。
• 绕组
– 三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布 于铁芯内圆齿槽中。 – 三相绕组接成Y形，它的作用是当转子磁极旋 转时，定子绕组切割磁力线而感应出电势。
定子叠片加固
• 水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的 主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、 磁极等部件组成。
立轴水轮发电机转子结构

转
•
通风系统 机组运行时，发电机绕组以及铁芯将产生大量的热量，为了使绕组和铁芯的温 度不至于过高而引起绕组绝缘损坏，发电机必须设置通风冷却装置。 • 一个良好通风系统应具备的基本要求 水轮发电机运行实际产生的风量应达到设计值并略有余量。 各部位（特别是定子的有效段）的冷却风量应合理分配，各部位温度分布均匀。 风路简单，损耗较低。 结构简单、加工容易、运行稳定。 有时还能满足水电厂厂房结构以及利用发电机的热风供厂房冬季取暖。 • 通风元件 压力元件：转子磁极、磁轭、风扇。其中磁极、磁轭是主要的压力元件，在整 个通风系统中占80%~90%的作用。 阻力元件：定子。在整个通风系统中，定子风阻占整个风阻的70%
起动试运行的内容和程序 ：
1. 机组起动试运行的工作范围很广，要进行从水工建筑物 到机电设备的全面检查。一般说来包括试验检查和试运行 两大部分，而且以试验检查为主。 2. 起动试运行程序： （1）水轮发电机组试运行前的检查 （2）机组充水试验 （3）水轮发电机组空载试运行 （4）发电机对主变压器和高压配电装置零起升压试验和电 力系统对主变压器全压冲击合闸试验 （5）水轮发电机组并列及带负荷试验 （6）水轮发电机组甩负荷试验 （7）水轮发电机组连续带负荷试验

水电站发电运行方案的水轮机与发电机组选择在水电站的发电运行方案中，水轮机和发电机组的选择是至关重要的环节。

水轮机作为水电站发电的核心设备，直接关系到发电效率和稳定性。

发电机组则负责将水轮机产生的机械能转化为电能。

本文将就水电站发电运行方案中水轮机与发电机组的选择进行探讨，并针对不同情况给出建议。

1. 水轮机的选择水轮机是水电站发电的关键装置，其类型的选择应根据水电站的水资源条件、流量、水头和水质等多个因素来决定。

常见的水轮机类型有混流式、轴流式和反击式等。

在水资源条件丰富且水头较高的情况下，轴流式水轮机是较为合适的选择。

这种水轮机的转子直径较大，转速较低，适合于高水头、小流量的情况。

而在水资源条件较差，水头较低的情况下，混流式水轮机的选择更为适宜。

混流式水轮机兼具轴流式和反击式的特点，既适应较高水头的要求，又能适应较小水头的情况。

此外，水轮机的质量和性能也是选择的重要考虑因素。

应选择质量可靠、性能稳定的品牌产品，以保证水电站长期稳定运行。

同时，还应考虑水轮机的维护和维修便利性，以降低运行成本。

2. 发电机组的选择发电机组是将水轮机产生的机械能转化为电能的设备，其性能直接影响到发电效率和电能质量等因素。

在选择发电机组时，应考虑以下几个方面：首先，应根据水轮机的转速和功率确定发电机组的额定转速和容量。

发电机组的转速应与水轮机的转速相匹配，以保证能够高效转化机械能为电能。

同时，发电机组的容量也应与水轮机的功率相适应，以充分利用水资源，提高发电效率。

其次，应考虑发电机组的电压等级和功率因数。

电压等级应根据输电线路的要求和电网接入条件来确定，以保证发电机组能够正常并稳定地向电网输出电能。

功率因数则应根据输电和用户需求来确定，以避免无功功率的浪费，提高电能利用率。

最后，还应考虑发电机组的可靠性和稳定性。

发电机组作为水电站的主要设备之一，应选择质量可靠、性能稳定的产品，以确保长期稳定的发电运行。

此外，发电机组的维护和维修便利性也是需要考虑的因素，以降低运行成本。

水电站发电运行方案的水电装备选型与配置水电站是一种利用水能转换为电能的重要能源发电设施，其关键在于选择合适的水电装备并进行合理的配置。

本文将讨论水电站发电运行方案中水电装备选型与配置的重要性，并提出一些具体的建议。

一、选型原则合适的水电装备选型是水电站发电运行方案的基础，其选型原则可遵循以下几点：1. 考虑水资源状况：根据水资源的丰富程度和流量情况，选择相应的水电装备，如水轮机或潮汐发电等。

2. 考虑水电装备的效率和稳定性：水电装备的运行效率和稳定性直接影响发电效益和安全性，因此应选择具有高效率和良好稳定性的装备。

3. 考虑安全性和环保性：选型时需充分考虑设备的安全性和环保性能，确保在运行过程中不会对环境造成严重污染，同时保障设备的安全可靠运行。

4. 考虑运维成本和设备寿命：综合考虑设备的运维成本和使用寿命，选择经济实用的水电装备。

二、配置方案水电站的配置方案主要涉及水电装备的数量、布局和投入运行的策略。

具体的配置方案应根据水电站的规模、水资源条件和电力需求等因素进行综合考虑。

1. 水电装备数量和布局：根据水资源和电力需求情况，确定合适的水电装备的数量和布局。

对于大型水电站，通常采用多台水轮机并联或串联运行的方式来满足较大的电力需求；对于小型水电站，可考虑采用单台水轮机或多台小型水轮机的方式。

2. 投入运行策略：为了实现最佳的水电发电效益，需要合理规划水电装备的投入运行策略。

在电力需求高峰时段，应将所有水电装备投入运行以满足需求；而在电力需求低谷时段，可适当减少装备的投入运行，以节约能源和降低运维成本。

3. 辅助设备的配置：除了水电装备的选型外，还需配置一些辅助设备来保障水电站正常运行。

例如，需要配置适量的水库、水流调节设备、输电线路和变电站等。

三、具体建议1. 基于所选水电装备的技术参数和性能，制定详细的运行方案，包括运行参数、电力输出和设备调控等。

2. 在选用水电装备时，要优先选择具有高效率、可靠稳定性和较长使用寿命的装备，以确保水电站的发电效益和安全稳定运行。

水力发电机组的高效运行控制水力发电机组是一种利用流动水能转换为电能的装置。

为了保证水力发电机组的高效运行，需要进行有效的运行控制。

本文将从水力发电机组的工作原理、高效运行的必要条件以及运行控制方法等方面进行论述。

一、水力发电机组的工作原理水力发电机组利用水流的动能将水能转化为机械能，再经由发电机将机械能转化为电能。

其基本组成部分有水轮机、调速装置和发电机等。

水轮机是主要的能量转换装置，其通过水流的冲击力或推动力带动转动，从而驱动发电机发电。

调速装置则用于控制水轮机的转速，保持在合适的范围内，以保证水力发电机组的高效工作。

二、水力发电机组高效运行的必要条件1.稳定的水源供应：水力发电机组需要稳定的水源供应才能保证连续供电。

应当确保水源充足、水质良好，并定期进行水质监测和治理，以避免水轮机受到污染而影响发电效果。

2.适当的水头和流量：水头和流量是影响水力发电机组发电效率的重要因素。

通过科学规划水库的水位调节和水流控制，可以确保水力发电机组处于最佳运行状态。

3.优良的设备和设施：水力发电机组的设备和设施要具备高度可靠性和安全性，以减少故障率和维修次数。

同时，定期进行设备巡检、保养和维修，确保设备处于最佳状态。

三、水力发电机组的运行控制方法1.调速控制：调速控制是实现水力发电机组高效运行的关键。

通过调整水轮机的转速，保持在合适的范围内，从而控制发电机的出力。

通常，调速装置可以根据电网负荷需求实时调整转速，以满足需求并保持发电机组的高效工作。

2.负荷控制：负荷控制是水力发电机组运行控制的另一个重要方面。

通过调整电网负荷，合理分配发电机组的出力，以确保供需平衡和高效利用。

负荷控制可以通过自动化控制系统实现，根据实时数据对发电机组进行调整。

3.频率控制：水力发电机组的发电频率直接影响到电网系统的稳定性。

因此，频率控制是必要的。

通过监测和调整发电机组的转速，以及根据电网频率进行反馈控制，保持频率在合适的范围内，确保电网负荷的正常供应。

发电机的工作原理newmaker发电机原理<一> 发电机概述发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。

因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

发电机已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。

<二>发电机的分类可归纳如下：发电机分：直流发电机和交流发电机交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用)交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。

<三>发电机结构及工作原理发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。

定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。

由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

柴油发电机工作原理柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。

在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。

柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。

各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

发电厂机组经济负荷分配随着电网容量的不断增大,机组的单机容量也不断增大,用户负荷的峰谷差也越来越大。

电能是不能储存的产品，产销同步进行，因此适应用户峰谷负荷的要求，是电能生产单位不能避免的任务。

大机组参加调峰是解决峰谷负荷的不平衡的重要手段，一个电厂有两台或两台以上的大型机组，当电厂处于调峰状态时究竟哪一台机组带较多的负荷哪一台机组带较少的负荷，简单的直观想当然是煤耗高的少带负荷，煤耗低的多带负荷。

其实不然，这一问题和我们通常的直观想象不太一样。

从理论上来讲，每一台机组承担的负荷应按照机组等微增能耗分配的原理来进行，而不是按照效率高低或者煤耗的高低来分配。

可以用公式法说明等微增分配的原理当几台机组同时运行时，每台机组应该带多少负荷？这里面存在一个经济性问题。

一个大型电厂中，机组的型号多种多样，机组的容量也不相同。

即使一个电厂中拥有型号相同的机组，其容量也相同，但是机组的耗量特性也不一定相同，所以机组应带的负荷也不同。

另外机组投入运行的时间不同，大修的周期也不同步，造成机组的特性也不同，因此机组应带的负荷也不同。

多台机组运行每台机组应带的负荷数是由等微增原理来分配的，该理论简单说明如下：我厂有两台机组，总负荷为PMW，一号机应带P1MW，二号机应带P2MW，并且P = P1 + P2该式两边微分dP = dP1 +dP2= 0因为总负荷P一定，一号机带的负荷P1增加，二号机带的负荷P2就减少，所以dP1 =-dP2两台机组总的热耗量为Qtot，一号机的热耗量为Q1，二号机的热耗量Q2，并且微分后存在：Qtot=Q1 + Q2dQtot=dQ1 + dQ2在一号机和二号机之间分配负荷，最后结果应使总热耗量最小，即dQtot /dP1 =0dQtot /dP1=（dQ1 + dQ2）/ dP1= dQ1/dP1+dQ2/dP1=0根据dP1 =-dP2并且代入上式得到dQ1/dP1= dQ2/dP2上式中，dQ1/dP1 代表一号机的功率增加一个微增量时其单元机组的热耗量发生的微增量，这一参数称为机组的微增热耗率。

一、常规水力电站 主要适用于地表径流，其利用的两个决定要 素：流量和落差。 落差：将沿径流的落差集中形成可资利用的 水头。 流量：采取人工措施将变化较大的径流控制 调节流量。
1、坝式 2、引水式 3、混合式
1、坝式水电站
在河道上拦河筑坝建水库抬高上游水位，集中发电水头， 并利用水库调节流量生产电能的水电厂，称为坝式水电站。 按照水电站厂房与坝的相对位置的不同，坝式水电站可 分为河床式和坝后式两种基本型式。 (1)坝后式水电站：当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的 推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。一般修建在河流的 中上游。
冲击式水轮机：仅利用水流的动能转换为机械能的水轮机。
（1）水斗式
（2）斜击式 （3）双击式 反击式水轮机：同时利用水流的压能、动能转换成机械能的水轮机称 为，反击式水轮机是应用最广泛的一种水轮机。 （1）混流式
（2）斜流式 （3）轴流式 （4）贯流式
1、冲击式水轮机 根据水流冲击转轮的部位和方向的不同，冲击式水轮机可 分为水斗式、斜击式和双击式。后两种效率低、适用水头 较小，只用于小型水电站。 水斗式水轮机，是冲击式水轮机中应用最广泛的机型，它的主 要部件有转轮、喷嘴、喷针、折向器、主轴和机壳。 其特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的 水斗而作功，它的适用水头范围为100～2000m。
采用无压引水建筑物（明渠、无压隧道），用明流的方 式引水以集中落差的水电站。
原理：依靠引水道的坡降小于原河道的坡降，随着引水道 的增长，逐渐集中水头。引水道的坡降愈小，引水道愈长， 集中的水头也愈大。 引水道坡降不易太小，否则引水流速过小，引取一定流量 时要求很大的过水断面，造成引水道造价不经济。
无压引水式水电站一般水头较小、规模不大。

水力发电的概述及其发电厂分类及装机容量一、概述(一)水能资源水能资源是蕴藏于河川和海洋中的位能和动能。

在一定技术经济条件下，一部分水能资源可以开发利用。

按照可能开发的程度,水能资源分为理论蕴藏量、技术可开发资源和经济可开发资源三级进行统计。

鉴于当前的技术和经济水平，可开发资源主要是河川水能资源。

潮汐资源比重很小,而波浪能利用则尚处于试验阶段。

水能资源属于可再生能源，一般按多年平均年发电量统计。

20世纪70年代末,我国进行了河川水能资源普查,全国单河理论蕴藏量在0.876亿kW·h/a以上的河流约有30余条,总理论蕴藏量为57000亿kW·h/a，将部分较小河流统计在内,合计为59200亿kW·h/a(未包括我国台湾省的水能资源,下同)，居世界第一位。

全国单厂装机容量500kW及以上的技术可开发水电厂约有11000余座，总装机容量37853万kW,多年平均年发电量19233亿kW·h。

另据1993年的初步估算,经济可开发水能资源的装机容量为29000万kW,多年平均年发电量12600亿kW·h。

我国河川水能资源的特点是:①资源量大,居世界首位;②分布很不均匀，主要集中在西南地区,其次是中南地区,东南沿海地区。

③大型水电厂比重很大，单厂大于200万kW的水电厂资源约占50%。

根据我国20世纪80年代潮汐能资源的普查结果,全国技术可开发潮汐能资源的装机容量为2157.5万kW,多年平均年发电量为618.7亿kW·h。

(二）水力发电基本生产过程水力发电是开发利用河川或海洋的水能资源,将水能转换为电能的工程技术。

其基本生产过程是:通过采取集中水头和调节径流等措施,将天然水流中蕴有的位能和动能经水轮机转换为机械能,再经发电机转换为电能,最后通过输变电设施将电能送入电力系统或直接供电给用户。

构成水能的基本条件是河流渠道水的流量和落差,流量和落差的大小决定水能的大小。

水力发电站关键设备解析水力发电站是一种利用水能转化为电能的重要装置，其关键设备对发电站的运行效率和稳定性起着至关重要的作用。

本文将对水力发电站的关键设备进行详细解析，包括水轮机、发电机、调速装置等。

一、水轮机水轮机是水力发电的核心设备，它将水能转化为机械能，进而驱动发电机发电。

根据水轮机的类型不同，又可以分为反击水轮机、斜流水轮机和混流水轮机等几种。

这些水轮机根据水流的流向和叶轮的构造有所区别，但其工作原理大致相同，通过叶轮的旋转，将水流的动能转化为机械能。

水轮机的关键参数包括功率、效率和耗水量等。

功率决定了水轮机的发电能力，而效率则影响了能源利用的效果。

水轮机产生的损失主要包括机械损失、水力损失和电磁损失等。

在设计和选择水轮机时，需要综合考虑这些因素，以实现最佳的发电效果。

二、发电机发电机是将机械能转化为电能的设备，它是水力发电站中另一个关键的装置。

发电机通过转子和定子之间的磁场相互作用，将机械能转化为电能输出。

在选择发电机时，需要考虑多个因素，包括功率因数、效率、控制特性等。

功率因数是指发电机输出电力的有功成分与无功成分之间的比值，对电网的稳定运行具有重要影响。

同时，发电机的效率也直接影响着水力发电站的整体效益。

三、调速装置调速装置是水力发电站中的一个重要组成部分，它用于调节水轮机的转速，以适应电力系统负荷的变化，以及保持电网的稳定性。

调速装置一般由水力控制装置和机械传动装置组成。

水力控制装置根据负荷的变化，通过控制水轮机的进水量和叶轮的叶片开度，调节转速和出力。

机械传动装置则将水力控制装置的信号传递给水轮机，实现转速的调整。

调速装置的性能对水力发电站的稳定性和响应速度有着重要影响。

合理选择和设计调速装置，可确保发电机在负荷波动时能够迅速稳定运行，保障电网的供电质量。

综上所述，水力发电站的关键设备包括水轮机、发电机和调速装置等，这些设备相互协作，共同实现水能转化为电能。

深入了解和解析这些关键设备的工作原理和性能参数，对于水力发电站的运营管理具有重要的意义。

（3）调速和控制装置（包括调速器和油压装置）：调速器的作用是调节水轮机转速，以保证输出电能的频 率符合供电要求，并实现机组操作（开机、停机、变速、增、减负荷）及安全经济运行。为此，调速器的性能应 满足快速操作、反应灵敏、迅速稳定、运行、维修方便等要求，它还需要可靠的手动操作及事故停机装置。
（4）励磁系统：水力发电机一般为电磁式同步发电机，通过对直流励磁系统的控制可实现电能的调压、有 功功率和无功功率的调节等控制，以提高输出电能的质量。
构成
构成
水力发电机组是实现水的位能转化为电能的能量转换装置，一般由水轮机、发电机、调速器、励磁系统、冷 却系统和电站控制设备等组成。
（1）水轮机：常用的水轮机有冲击式和反击式两种。
（2）发电机：发电机大部分采用同步发电机，其转速较低，一般均在750r/min以下，有的只有几十转/分； 由于转速低，故磁极数较多；结构尺寸和重量都较大；水力发电机组的安装形式有立式和卧式两种。
发电机发出电能的电压、频率或并电压、频率的稳定度分别取决于发电机或电内无功与有功功率的平衡。其 中频率波动的原因是发电机输入功率和输出功率之间的不平衡，同步发电机发出的电能频率与其转速之间的关系 为f=np/60，在发电机极对数P不变时，频率 f由转速 n决定。当发电机的负载增大时，发电机输入的机械转矩小 于输出的电磁转矩，电机转速下降，从而引起电能频率的下降，反之频率将上升。而电压的波动主要由负载大小 的变化和负载性质的变化（有功功率和无功功率的变化）引起。水力发电机组控制的基本任务就是根据负载的变 化不断调整水力发电机组的有功和无功功率输出，并维持机组转速（频率）和输出端电压在规定的范围内。水力 发电机组频率的控制由水轮机调速器实现，而端电压的稳定可由发电机励磁调节器来完成。两者的调节相电机组

水力发电机组的工作原理分析水力发电是一种利用水能转化为电能的发电方式，其中水力发电机组是关键设备。

本文将分析水力发电机组的工作原理，从水力资源、水力发电机组的构成、工作过程等方面进行详细介绍。

一、水力资源水力资源是水力发电的基础，包括河流、湖泊、水库等水域。

在水力资源丰富的地区，水力发电机组被广泛应用。

根据水力资源的不同，水力发电机组可以分为河流型、蓄能型和泵站型三种。

在河流型水力发电机组中，利用河流天然的落差和流速产生涡轮旋转，进而驱动发电机发电。

而蓄能型水力发电机组则利用上游水库储存水能，通过控制水流的释放来调节发电量。

泵站型水力发电机组则是利用泵抽水至水库，再通过下泄发电的方式。

二、水力发电机组的构成水力发电机组主要由水轮机、发电机、变压器和控制系统四部分组成。

水轮机是核心设备，可以根据具体工况选择不同类型的水轮机，常见的有水轮土壤机、水轮压舱机和水轮螺旋机。

发电机将水轮机的机械能转化为电能，一般采用同步发电机。

发电机的额定功率和额定转速需要根据水力资源的特点和电网需求进行匹配。

变压器用于升高发电机输出的电压，以满足电网输送电能的要求。

控制系统则起到监测和调整水力发电机组运行状态的作用，包括水平控制、安全保护和自动控制等功能。

三、水力发电机组的工作过程水力发电机组的工作过程可以分为进水段、水轮机段和发电段三个阶段。

进水段是指水流进入水轮机的过程，首先需要通过调节门控制水流量和水头，确保水轮机能够获得足够的能量。

水流进入水轮机之后，会通过水轮机叶片的作用产生机械能。

水轮机段是指水流通过水轮机叶片旋转的过程，其中水流的能量会转化为水轮机的机械能。

水轮机的转速和转矩会根据水流的速度和压力变化而发生相应变化。

发电段是指水轮机传递的机械能被发电机转化为电能的过程。

水轮机的转动驱动发电机转子旋转，通过磁力感应原理，发电机会在导线中感应出电动势，从而发电。

四、水力发电机组的优势和应用相比于其他发电方式，水力发电具有一些独特的优势。

浅谈水力发电机组的类型及负荷分配水力发电是研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。

水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。

为实现将水能转换为电能，需要根据具体情况选取不同类型的水利发电机，并做好负荷的分配。

1 水力发电机组的类型水电机组是由水轮机和发电机等组成的，发电机的响应特性比水轮机的响应特快得多，因此水电机组的响应特性主要取决于水轮机的响应特性。

近代水轮机分成两大类：反击式和冲击式。

在转轮内转换成固体机械能的水流能量形式是位能、压能和动能的水轮机，称为反击式水轮机。

在这种水轮机中，从转轮的进口至出口水流压力是逐渐减小的。

转轮中的水流具有大于大气压的压力，充满全部流道。

根据转轮区域水流运动方向的特征，反击式水轮机又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式等不同型式。

2 各型水轮机的特点2.1 混流式水轮机。

混流式水轮机又叫法兰西斯水轮机。

水流沿径向进入转轮，然后大体沿轴向自转轮流出。

混流式水轮机由于应用水头适合多数地区的需要，以及结构简单、运行可靠且效率高，是现代应用最广泛的一种水轮机。

在我国已建水电站中混流式水轮机采用最多。

2.2 轴流式水轮机。

轴流式水轮机转轮区域的水流是沿轴向流动的，水流在导叶至转轮之间转为轴向，然后进入转轮。

根据转轮桨叶在运行时是否可以转动，轴流式水轮机分为轴流定浆式和轴流转浆式两种。

轴流定浆式水轮机在运行时其转轮浆叶固定不动，制造简单，但它处于高效区的流量和出力范围远较混流式窄，当离开高效区运行时效率急剧下降。

因此，这种水轮机多用于功率不大和水头变化幅度小的水电站。

轴流转浆式水轮机在运行时其转轮浆叶可以转动。

由于桨叶的转动与导叶的转动相配合，实现流量和出力的双重调节，使其高效区的流量和出力范围显著扩大，并提高了它的运行稳定性。

凡水头变化大的中低水头电站，多采用轴流转浆式水轮机。

2.3 斜流式水轮机。

斜流式水轮机转轮区域的水流是斜向流动的。

由于转轮叶片可以转动而实现双重调节，它象轴流转桨式，处于高效率区的流量，出力范围大。

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坝式开发的优点
由于形成蓄水库，可同时用于调节流量，故 坝式水电站引用流量大，电站规模大，水能 的利用程度较充分。
目前，世界上装机规模超过200万千瓦的巨 型水电站，绝多数是坝式水电站。
坝式水电站因有蓄水库，综合利用效益高， 可同时解决防洪和其他兴利部门的水利问题。
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坝式开发的缺点
形成蓄水库会带来淹没问题，造成库区土地、 森林、矿产等的淹没损失和城镇居民搬迁安 置工作的困难，要花淹没损失费、移民搬迁 安置费，所以，坝式水电站一般投资大，工 期长，单位千瓦造价贵。
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3.坝后溢流式电站
坝后式电站厂房高度相对坝来说很小时，往往采取 溢流式厂房布置形式。当在河床较窄的峡谷中进行 枢纽布置时，溢洪道有时占去了大部分的河床宽度， 以致没有足够的地方来布置电厂厂房。此时，可将 厂房与溢流坝结合，厂房布置在溢流坝之后，当宣 泄洪水时，水流经厂房顶板跳下至下游河床中。
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二.水电站出力和发电量
水流中的能量，必须首先通过水力机械转变为机械能， 再通过发电机，把机械能转变为电能，才能加以利用。在这 种能量转换过程中，不可避免的要产生能量损失。因此，上 式计算出的水流能量为理论出力，而水流可以被利用的出力 还要打一折扣。这个折扣就是“效率”,以η表示，则水流的 可利用出力为
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1 水力发电的基本原理及特点
1.4 水电站的主要参数
一. 水流能量与出力 水流能量
当设法抬高上游水位（如筑坝），就会集中上下游之间的水位差，形 成水头。若坝前水库中有体积为W（m3）的水量，单位重量的水所具有的 位能为H，则水体所含有的总能量为
E=HWγ （N·m） 式中 H——水头，m；W——体积，m3；γ——水的重度，γ=9810N/m3 。 水流出力

浅谈各种类型供热机组的类型及热负荷分配作者：姚景相来源：《科学与财富》2018年第04期摘要：热电厂的供热机组通常以热定电的运行方式决定着机组的经济性和电网的负荷调度。

热电厂机组通常以热力实验的方式给出不同容量、不同形式供热机组运行带电、热负荷的限制因素。

从而确定了一定电、热负荷下的供热机组的热电负荷分配。

关键词：供热机组；热负荷；特性根据资料显示，我国2015年新增发电量约1亿千瓦，其中传统热源机组为3800万千万，所占比例最高，其次是水电、太阳能发电、核电。

由此可见，传统火电依然占据我国发电总装机容量中的最高比例。

热电联产企业基本做到了热能的合理利用，但是随着煤价的涨幅远高于电价，导致热电联联产机组的成本增加而利润缩水，一些热电联产企业开始以“以热定电”的方式进行运行，我国正在有条件的地区推广热电联产供热机组，以达到节能减排，并且热网稳定运行的需求。

1.供热机组的类型及特性供热机组的汽轮机一般要同时承担供热和发电两项任务，目前主要的汽轮机形式包括背压式和调节抽气式以及抽汽式三种应用较为广泛。

目前对调节抽汽式和抽凝式的应用较为广泛，由于背压式热电负荷的可调性差、无调峰能力，所以应用较少。

（1）背压机组：背压式汽轮机是供热机组的一种，蒸汽在背压式汽轮机内部做完功后在背压下全部排出，这种汽轮机既可以用于工业生产，也已可以用于城市集中供热。

背压式汽轮机的主要任务是在保证热用户供热要求的同时，再发一部电。

在热电厂实际生产中，锅炉产生的高压蒸汽进入汽轮机后，推动汽轮机做功发电，排出的蒸汽在经过降压降温处理后想热用户进行供热。

背压式汽轮机得优势在于不需要安装凝汽器，减少了在凝汽器中的热损失，因此具有较高的经济价值。

分析显示，背压式汽轮机不能同时满足热电两种负荷的需要，它的运行是“以热定电”发电仅仅是背压式汽轮机的副产品，没有发热的时候也就不能发电，因此无法参与电力调峰运行工作。

（2）抽背机组：抽背机组既能提供生产用汽，又能提供供热采暖用汽，运行过程中调节也相对灵活，能同时满足生产和生活用汽的要求。

第31卷第5期2012年10月水力发电学报JOURNAL OF HYDROELECTRIC ENGINEERING Vol．31No．5Oct．，2012电网直调水电站负荷分配模式研究汪亮1，李成家2，解建仓1，王蕾1（1．西安理工大学水利水电学院，西安710048；2．陕西省电力公司调度中心，西安710048）摘要：针对传统负荷分配模式存在的不足，提出了水电站负荷分配的“三次分配”模式。

通过水能预分配、水电协调分配、水能再分配以及厂内负荷分配，实现在确保电力供给的基础之上，加大水电在电网中的比重，同时降低电网运行成本。

基于三次负荷分配模式，研究建立了陕西电网直调水电站经济运行调度系统，对该模式的可行性和有效性进行检验和验证。

关键词：电网；水电站；负荷分配；模式中图分类号：TV737文献标识码：AStudy on load distribution mode of hydropower stationWANG Liang 1，LI Chengjia 2，XIE Jiancang 1，WANG Lei 1（1．Institute of Water Resources and Hydro-electric Engineering ，Xi ’an University of Technology ，Xi ’an 710048；2．Shaanxi Electric Power Corporation ，Xi ’an 710048）Abstract ：This paper puts forth a new load distribution mode or three-distributions mode for hydropower toovercome the shortcomings of traditional method．Through pre-distribution of hydraulic energy ，coordinateddistribution of hydroelectric power and other powers ，and redistribution of hydraulic energy ，this new mode canincrease the weight of hydropower in power grid and reduce the cost of power grid operation while ensuring thesame power supply capacity．By applying the new mode ，we developed a load distribution system ofhydropower stations for Shaanxi power grid ，and the feasibility and effectiveness of the three-distributions modewas tested and verified．Key words ：power grid ；hydropower station ；load distribution ；mode收稿日期：2011-11-25基金项目：国家863计划（2006AA01A126）；国家自然科学基金（51109175）；陕西省科技攻关计划（2012K06-20）作者简介：汪亮（1971－），男，博士研究生．E-mail ：wangliangmmu@163．com 通讯作者：解建仓（1963－），男，教授，博导．E-mail ：jcxie@xaut．edu．cn0引言二十一世纪初期，我国社会、经济和人口规模的高速发展毫无疑问的成为电力事业的艰巨的挑战。