水力发电原理（水力发电机组）

水力发电原理(水力发电机组)

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在今天的期中，我们将讨论关于水电站的知识。水电是我国主要的发电形式之一，在我国能源结构中占有极其重要的地位。今年5月31日，白鹤滩水电站大坝整体浇筑到顶，水电站建设进入新阶段。白鹤滩水电站是一座坝式水电站，也是一座混流水电站。它们分别是什么意思？我们来谈谈这个问题。水力发电的原理是什么？主要有哪些类型？我简单说一下白鹤滩水电站。

上图是典型的坝式反作用涡轮水电站的示意图(图1)。

为了更好地说明这些问题，让我们首先看一条河流的示意图(图2):

我们可以看到，实际的河水必须从高流向低。那是因为河道里有高度差。比如上图abc三点的高度差是100米。如果不使用，水的势能就会浪费在水的自然流动中。因此，我们可以在不列颠哥伦比亚省或其他适合开发利用的地方建立水电站。

1.水电站的原理:

水力发电是利用水体的重力势能(势能)转化为电能的一种发电形式。

我们来写一个简单的水力发电公式:P=9.81QHη

其中包括:

P=等于水轮机的输出，9.81这是一个常数，Q是水的流量，H是高度差，在水力学中称为水头。η是水轮机的效率。

让我们看看，水力发电需要水和高度差。喝水不是废话。意思是水越多越好。水越多，发电量越大。还有一个身高差。高度差越大，重力势能越大，发电量越大。

我们来计算一下，假设这条河的水流量为1m/s，ab两点的水头高度为100m。那么它的年发电量是多少呢？p = 9.81 * 100 * 1 * 0.95 = 931.95 kw * 24 = 22366.8kwh * 365 = 8163822kwh .

水力发电的主要类型:

根据开发和获取水头的不同方式，水电可分为以下几种类型。

1.引水水电站:引水水电站是利用人工运河将水流引至与下游河道有较大落差的较远地方，在此处建电站利用水流落差发电。(示意图3)

这种电站由于流量小、高差大，往往采用冲击式水轮机发电。(示意图4)

这类电站包括挡水设施、排水渠道，包括明渠和隧道、压力前池、压力管道、厂房等。

2.大坝水电站，比如我们白鹤滩水电站，就是大坝水电站。它是通过筑坝抬高水头，获得水体重力势能的一种发电形式。(示意图5)

这种电站往往水头低，流量大，所以往往采用反击式水轮机发电。(示意图6)

这类水电站可将厂房设置在坝体内部或离坝体不远的地方。

3.混合水电，混合实际上是以上两者的结合，两者都有。

4.有潮汐电站，抽水蓄能等等。潮汐发电的应用相对较少，抽水蓄能实际上是能源的再利用。

其实根据分类方法的不同，可以分为不同的类型，这里就不讨论了。

三.白鹤滩水电站

白鹤滩水电站有很多话要说。让我们用前面提到的知识来谈论它们。

1.白鹤滩水电站是金沙江梯级开发的一部分，还有其他电站。什么是梯级开发？让我们回到图1。

我们可以在B点设水电站，因为ab段有高差，我们可以在C点设水电站，因为bc段有高差，对吗？事实上，只要河流足够长，我们就可以建立许多水电站。看起来像是一步一步，一步一步。这叫梯级开发。

2.属于大坝电站，其电站位于坝体内部。

3.它采用混流式水轮机(一种反击式)，单机输出功率100万千瓦。我们可以简单地认为一台机组每小时可以发电一百万千瓦时，它有16台机组。我们来算一下明年能发多少千瓦时:100万* 24 * 365 * 16 = 1401.6亿千瓦时。其实不可能，因为不可能每分钟都满负荷运转。主要受水量、机组维护等多种因素影响，年平均发电量602.4亿kWh。

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