1. 水力发电机组的组成及工作原理
1.水由高处向低处流,水的重力势能变为动能
2.水带动水车转动,水的动能变为水车的机械能
3.水车带动线圈在磁场中转动(切割磁感线),机械能变为电能
E瞬=BSω Sinωt
2. 水电站发电机的工作原理
三峡大坝发电工作原理是:水能变成动能,由动能变成电能。利用水位落差(即水头)和流量通过进水口12.4米直径的压力钢管流入涡壳,水流巨大的冲击力使水轮机以每分钟75转的速度转动,与水轮机在同一根主轴上的发电机也以同样的速度旋转,即可发出强大的电力。
三峡大坝,位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内,距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里,是当今世界最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端。
三峡大坝工程包括主体建筑物及导流工程两部分,全长约3335m,坝顶高程185米,工程总投资为954.6亿人民币,于1994年12月14日正式动工修建,2006年5月20日全线修建成功。
经国家防总批准,三峡水库于2011年9月10日零时正式启动第四次175米试验性蓄水,至18日19时,水库水位已达到160.18米。2012年7月23日,三峡枢纽开启7个泄洪深孔泄洪。上游来水流量激增至每秒4.6万立方米。2012年7月24日,三峡大坝入库流量达7.12万立方米/秒,是三峡水库建库以来遭遇的最大洪峰。
三峡水电站大坝高181米,正常蓄水位175米,大坝长2335米,静态投资1352.66亿人民币 ,安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组。三峡电站最后一台水电机组,2012年7月4日投产,这意味着,装机容量达到2240万千瓦的三峡水电站,2012年7月4日已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。
三峡水电站发电机额定容量777.8MVA/700MW,最大容量840MVA,额定电压20kV,额定电流22453A,额定转速75rpm,推力轴承总负荷5520吨,采用定子绕组水冷、转子空冷的冷却方式。
只要定子绕组和转子绕组的散热良好,再大的电流也不致于温度高得烧了发电机,一是发电机的内阻是很小的,再大的数乘上一个很小的数之积也不会很大,二是冷却效果的飞跃。早些年的先进冷却法叫“双水内冷”,就是发电机两个绕组的导线都是空心的,压入冷却水流动,迅速带走热能,据说现在的冷却方法更先进,更不怕大电流发热烧发电机。
电流有三种作用:热效应、磁效应和化学效应,电机本身就是利用磁电感应来发电的,当然这里不会有化学效应,唯一的问题是产生热。虽然发电机产生的电流很大,但是要产生热,还需要电阻或阻性导体,发电机线圈本身电阻很小,虽然电流很大,产生的热量也不会太大。再加上有冷却装置,所以对发电机运行无大影响。
3. 水力发电机组由什么组成
水量大且落差高的河谷。水力发电机组也称“水轮发电机组”。水电站上每台水轮机与配套的发电机联合而成的发电单元,是水电站生产电能的主要动力设备。水电站引用的水流经过水轮机时,将水能转换为驱使机械旋转的机械能;发电机又将机械能转换为电能而输出。
4. 水力发电机组的组成及工作原理是什么
水流冲击水轮机转轮,使其转动,并通过主轴带动发电机转子跟着转动,在发电机转子线圈中通入直流电流,转子线圈就会产生旋转磁场,磁力线在旋转过程中,被定子线圈切割,根据电磁感应原理,定子线圈中就会产生电压,定子线圈接入负载后,定子线圈中产生电流。
5. 水力发电机组的组成及工作原理图解
水力发电不是利用风能。
水力发电是以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机,水轮机即开始转动,若我们将发电机连接到水轮机,则发电机即可开始发电。
如果我们将水位提高来冲水轮机,可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大,可转换之电能愈高。这就是水力发电的基本原理。
能量转化过程是:上游水的重力势能转化为水流的动能,水流通过水轮机时将动能传递给汽轮机,水轮机带动发电机转动将动能转化为电能。
因此是机械能转化为电能的过程。
由于水电站自然条件的不同,水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构,而大、中型代速发电机多采用立式结构。
由于水电站多数处在远离城市的地方,通常需要经过较长输电线路向负载供电,因此,电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求:电机参数需要仔细选择;对转子的转动惯量要求较大。
所以,水轮发电机的外型与汽轮发电机不同,它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,它除了一般发电以外,特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。
6. 水力发电机结构图
水轮泵是一种以水力为动力的提水机械,早在20世纪60年代我国南方就大量推广应用。水轮泵由水轮机和泵两部分组成。水轮机的转轮与水泵的叶轮装在同一轴上,当水流向下流动时,冲击水轮机,使主轴带动水泵叶轮一起旋转,从而达到提水的目的。水轮泵结构简单,制造维修方便,运行安全可靠,便于综合利用。用于农田灌溉、发电和山区供水等。凡在山溪、河道上拦河筑坝或渠道跌水等处有水位落差的地方均可使用。其最突出的特点是无需机电动力进行提水。
水轮泵的构造和特点
水轮泵是由同轴的水轮机和水泵所组成。水轮机部分有导水装置、转轮、主轴等主要部件。水泵部分有叶轮、泵壳、泵盖及进水滤栅等主要部件。水泵装在导水装置的上方,根据抽提扬程的不同,水泵叶轮可以是轴流式、混流式或离心式。
1.水轮泵主要特点是:
(1)水轮机与水泵同轴,动力与抽水两部分结合成一体,因此无需传动设备和充水设备。
(2)水轮机与水泵的轴向力方向相反,大部分互相抵消,因此无需轴向力平衡装置。
(3)在水能资源丰富的山区丘陵地区,可利用简单工程取得足够的水头和流量。
2.水轮泵的适用范围
水轮泵工作要求取得一定的工作水头和足够的工作流量,因此水轮泵可用于山区河流坡度比较陡的地方、大型渠道的跌水处、水库的放水口或沿海地区有潮汐的河流上,用来提水灌溉或进行发电。
有些场合可通过工程措施安装水轮泵。如在河道比较弯曲或陡急的地方,可通过开挖引冰渠道的方法来安装水轮泵。当河道底坡平缓时,可在河流当中建筑拦河坝,以升高水位,取得足够的工作水头。
7. 水电站发电机的组成
一、按原动机的不同
1、燃气轮发电机:将气体压缩、加热后在透平中膨胀,把其热能转换为机械能的旋转式动力机械。
2、风力发电机:需根据风力大小及电能需要量的变化及时通过控制装置来实现风力发电。
3、汽轮发电机:是 与汽轮机配套的发电机。由汽轮机驱动,通常为卧式,转子是隐极式。为了得到较高的效率,汽轮机一般做成高速的,通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。
4、太阳能发电机:是利用太阳光照在硅等半导体上,光子冲击原子时产生的光电效应,直接将光能转换成电能的发电方式。
5、核能发电机:与常规火力发电厂汽轮发电机无本质区别,有全速与半速两种。
6、柴油发电机:是由柴油机与发电机组成,由柴油机驱动的发电机组。它起动迅速,操作方便,通常作为独立电源或备用电源用于工矿企业、车辆船舶等多种场合。
7、水轮发电机:是由水轮机驱动的,由水轮机驱动的发电机。由于水电站自然条件的不同,水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大对于大、中型水轮发电机通常为立式,转子是凸极式。
二、按转子形式不同
1、隐极式发电机:转子是隐极式,用于汽轮发电机和燃气轮发电机,转速高
2、凸极式发电机:转子是凸极式,用于水轮发电机,转速低。