热能与动力工程概论 教学课件 作者 吕太 第五章 水力发电.pptVIP

二、运行费 运行费是指水利水电工程设施运行管理中每年所需支付的费用。包括大修理基金、工资、水费、材料费和其他费用。 三、单位经济指标 （1）单位千瓦投资 (元/kW) （2）单位电能投资 (元/kW·h) （3）单位电能运行费用 (电能成本) (元/kW·h) 2.调速器 调速器是依据机组转速的快慢，通过调节水轮机的导叶开度来改变进入水轮机的流量以实现电力系统供求平衡的。当系统负荷增大，机组发出的电能不能满足要求，转速因而降低时，由永磁发电机发出的转速降低信号，通过调速器开大导叶开度增大电能输出使电力系统的供求达到平衡，相反，当机组发出的电能超过系统需要时，转速会升高，通过调速器来关小导叶的开度，减小电能输出，使系统达到新的平衡。 调速器的基本作用是： 　　(1)能自动调节水轮发电机组的转速，使其保持在额定转速允许偏差内运转，以满足电网对频率质量的要求。 　　(2)能使水轮发电机组自动或手动快速启动，适应电网负荷的增减，正常停机或紧急停机的需要。 　　(3)当水轮发电机组在电力系统中并列运行时，调速器能自动承担预定的负荷分配，使各机组能实现经济运行。 　　(4)能满足转桨式、冲击式水轮机双重协联调节的需要。 2.调速器 3.水轮机进水阀 在压力管道末端，水轮机蜗壳或引水管之前所设的阀门称为水轮机进水阀。进水阀只有全开及全关两种工作位置，不调节进水的流量。 作用： ①为机组检修提供安全工作条件 ②停机时减少机组漏水量，开机时缩短起动所需要的时间 ③防止机组飞逸事故扩大 3.水轮机进水阀 蝴蝶阀 球阀 闸阀 4.油系统 油系统包括油泵、贮油、净油设备和管路。 作用： (1)接受新油，并以自流或以油泵压送的方法将新油送入贮油桶。 (2)贮备净油，以供发生事故需要更换污油或正常运行补充损耗之用。 (3)在设备大修后或新安装机组运行前，给设备充净油。 (4)向运行设备添油，补充用油设备在运行中的损耗。 (5)检修时，通过油泵或自流方式，从设备中排出污油并送到油库的污油桶(或运行油桶)中。 (6)将贮存在污油桶(运行油桶)中的污油通过压力过滤或真空过滤进行净化处理。 (7)油的监督与维护。 4.水系统 水系统包括水泵、阀门和管路等组成的供水和排水系统。 水电站中需要排出的水可以概括为生产排水，渗漏排水和检修排水三大类。 水电站的供水包括技术用水、消火用水和生活用水。 4.气系统 气系统包括空压机、贮气罐及管道等。 用途： (1)油压装置压力油罐充气。 (2)机组停机过程中制动装置用气。 (3)水轮发电机作调相运行时，反击型水轮机转轮室及尾水管的压水充气。 (4)主阀围带止水充气。 (5)水轮机主轴的围带止水充气。 (6)设备维护及检修工作中风动工具、吹扫等用气。 5.电能输送装置 水电站运行后，发出的电能经配电后再送至输电线路，最终到达用户。下图是水电站电能传输过程示意图。水轮发电机组1发出的电能经户内配电装置上的断路器2、隔离开关3送给户内母线4，母线汇集各发电机的电能，经升压变压器5升压后，通过户外开关站内的断路器6、隔离开关7输送给户外高压母线8，高压输电线XL从母线8上获得电能向远方输送。 5.电能输送装置 1-水轮发电机；2-户内断路器；3-户内隔离开关；4-户内母线； 5-升压变压器；6-户外断路器；7-户外隔离开关； 8-户外高压母线；9-绝缘子；10-母线支持杆 第三节 水轮机工作原理及调节 一、水轮机工作原理 二、水轮机的调节 一、水轮机工作原理 水轮机内的水流运动是复杂的空间非恒定流 (1)是转轮的流通形状复杂； (2)转轮本身又是旋转的。 因此，在转轮内的水流，既随转轮旋转，同时又沿着转轮叶片的弯曲表面作相对运动，所以实际上是一种复杂的空间流动。 （一）水流在转轮中的运动 反击式转轮进、出口速度三角形 水流质点在转轮中的运动速度可分解： 水流相对于转轮的速度，称相对速度，以w表示；水流与转轮一起绕主轴旋转时在圆周切线方向的牵连速度，称圆周速度，以u表示；水流质点所具有的速度(对地球而言)，称绝对速度，以v表示。 （二）水轮机的基本方程式 动量矩定理 单位时间内水流对转轮的动量矩改变，应等于作用在该水流上的外力的力矩总和。即： 其中M为水流对转轮的力矩，方程右端为水流本身速度矩的变化。该式表达了水轮机中水流能量转换为旋转机械能的平衡关系。 水流传给转轮的功率为 （二）水轮机的基本方程式 实质上就是恒定流时水能转换为转轮的旋转机械能的能量平衡方程式，是能量守恒原理在水轮机中的应用。它对反击式和冲击式水轮机都适用。 水轮机的基本方程式也可用环量表示 其中 ，