水力发电模型,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。水力发电模型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,需要兴建不同类型的水电站模型。
水力发电模型系(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处,将其中所含之位能转换成水轮机之动能,再藉水轮机为原动力,推动发电机产生电能。利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动,将水能转变为机械能,如果在水轮机模型上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来,这时机械能又转变为电能。水力发电模型在某种意义上讲是水的位能转变成机械能,再转变成电能的过程。因水力发电厂模型所发出的电力电压较低,要输送给距离较远的用户,就必须将电压经过变压器增高,再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所,X后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压,并由配电线输送到各个工厂及家庭。
水电厂的种类
按集中落差的方式分类,有:堤坝式水电厂模型,引水式水电厂模型,混合式水电厂模型,潮汐水电厂模型和抽水蓄能电厂模型。
按径流调节的程度分类,有:无调节水电厂和有调节水电厂。
按照水源的性质,一般称为常规水电站,即利用天然河流、湖泊等水源发电模型。
按水电站模型利用水头的大小,可分为高水头水利枢纽模型(70米以上)、中水头水利枢纽模型( 15-70米)和低水头水利枢纽模型(低于15米)水电站模型。
按水电站模型装机容量的大小,可分为大型、中型和小型水电站模型。一般将装机容量在5,000kW以下的称为小水电站,5,000至100,000kW的称为中型水电站,10万kW或以上的称为大型水电站或巨型水电站。
惯常水力发电的流程为:河川的水经由拦水设施攫取后,经过压力隧道、压力钢管等水路设施送至电厂,当机组须运转发电时,打开主阀(类似家中水X之功能),后开启导翼(实际控制输出力量的小水门)使水冲击水轮机,水轮机转动后带动发电机旋转,发电机加入励磁后,发电机建立电压,并于断路器投入后开始将电力送至电力系统模型。如果要调整发电机组的出力,可以调整导翼的开度增减水量来达成,发电后的水经由尾水路回到河道,供给下游的用水使用。
按照水源的性质,可分为:
常规水电站,即利用天然河流、湖泊等水源发电。
抽水蓄能电站模型,利用电网负荷低谷时多余的电力,将低处下水库的水抽到高处上存蓄,待电网负荷高峰时放水发电,尾水收集于下水库。
按水电站的开发水头手段,可分为:
坝式水电站模型、引水式水电站模型和混合式水电站模型三种基本类型。
按水电站利用水头的大小,可分为:
高水头水利枢纽模型(70米以上)﹑中水头水利枢纽模型( 15-70米)和低水头水利枢纽模型(低于15米)水电站。
按水电站装机容量的大小,可分为:
大型﹑中型和小型水电站模型。一般装机容量5 000kW以下的为小水电站,5 000至10万kW为中型水电站,10万kW或以上为大型水电站,或巨型水电站。
水电站建筑物模型包括:为形成水库需要的挡水建筑物,如坝、水闸等;排泄多余水量的泄水建筑物,如溢洪道模型、 溢流坝模型、 泄水孔模型等;为发电取水的进水口;由进水口至水轮机的水电站引水建筑物;为平稳引水建筑物的流量和压力变化而设置的平水建筑物(见调压室、前池)以及水电站厂房、尾水道、水电站升压开关站模型等。对这些建筑物的性能、 适用条件、 结构和构造的形式、设计、计算和施工技术等都要进行细致研究。