水力发电站

水力发电站

水电站 将水能转换为电能的综合工程设施 。一般包括由挡水、泄 水建筑物形成的水库和水电站引水系统、 发电厂房、 机电设备等。 水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电 能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。 水电站 hydroelectric power station /hydropower plant

特

点：将水能转换为电

水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。又称水电厂。 它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装 设的各种水电站设备。 利用这些建筑物集中天然水流的落差形成 水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮 机与发电机的联合运转， 将集中的水能转换为电能， 再经变压器、 开关站和输电线路等将电能输入电网。 有些水电站除发电所需的 建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用 目的服务的其他建筑物。 这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水 利枢纽。[2] 视频：向家坝溪洛渡水电站投产 相当于三峡电站 历史沿革

水力发电站

1878 年法国建成世界第一座水电站。20 世纪 30 年代后，水电 站的数量和装机容量均有很大发展。20 世纪世界装机容量最大 的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机 1260 万千 瓦。世界装机 24 万千瓦。中国大陆最早建成的水电站是云南省 昆明市郊的石龙坝水电站(1912)。中国 1988 年竣工的湖北葛洲 坝水利枢纽，装机 271.5 万千瓦。中国 1986 年在浙江省建成试 验性的江厦潮汐电站，装机 3200 千瓦。中国的广州抽水蓄能电 站， 一期工程装机 120 万千瓦， 计划在 90 年代完工。 80 年代末， 世界上一些工业发达国家， 如瑞士和法国的水能资源已几近全部 开发。1994 年已开工兴建的三峡水利枢纽建成后，装机容量为 1786 万千瓦，将是世界上最大的水电站。 分类

利用水源性质

折叠

可分为三类：常规水电站；

水力发电站

石龙坝水电站 利用天然河流、湖泊等水源发电。 抽水蓄能电站； 利用电网中负荷低谷时多余的电力， 将低处下水库的水抽到高处 上水库存蓄，待电网负荷高峰时放水发电，尾水至下水库，从而 满足电网调峰等电力负荷的需要。 潮汐电站； 利用海潮涨落所形成的潮汐能发电。 调节能力：按照水电站对天然水流的利用方式和调节能力，可以 分为两类： 径流式水电站 没有水库或水库库容很小,对天然水量无调节能力或调节能力很 小的水电站。 蓄水式水电站 设有一定库容的水库，对天然水流具有不同调节能力的水电站。

水力发电站

工程建设 还常采用的分类方法： 开发方式 即按集中水头的手段和水

电站的工程布置,可分为坝式水电站、 引水式水电站和坝-引水混合式水电站三种基本类型。这是工程 建设中最通用的分类方法。

刘家峡水电站 用水头的大小可分为高水头、中水头和低水头水电站。世界 上对水头的具体划分没有统一的规定。有的国家将水头低于 15m 作为低水头水电站,15～70m 为中水头水电站，71～250m 为高水头水电站，水头大于 250m 时为特高水头水电站。中国通

水力发电站

常称水头大于 70m 为高水头水电站， 低于 30m 为低水头水电站， 30～70m 为中水头水电站。这一分类标准与水电站主要建筑物 的等级划分和水轮发电机组的分类适用范围，均较适应。 装机容量的大小 可分为大型、中型和小型水电站。各国一般把装机容量 5000kW 以下的水电站定为小水电站，5000～10 万 kW 为中型 水电站,10 万～100 万 kW 为大型水电站,超过 100 万 kW 的为巨 型水电站。中国规定将水电站分为五等，其中：装机容量大于 75 万 kW 为一等〔大(1)型水电站〕，75 万～25 万 kW 为二等 〔大(2)型水电站〕,25 万～2.5 万 kW 为三等〔中型水电站〕,2.5 万～0.05 万 kw 为四等〔小(1)型水电站〕,小于 0.05 万 kW 为五 等〔小(2)型水电站〕；但统计上常将 1.2 万 kW 以下作为小水电 站。 原理及流程 将水能转换为电能的综合工程设施 。一般包括由挡水、泄水 建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。 水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电 能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。 水的落差在重力作用下形成动能， 从河流或水库等高位水源处向 低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从

水力发电站

而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割 磁力线产生交流电。 而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处， 从而回复高 位水源。 组成 水电站一般由水工建筑物、厂房、发电动力装置、电工一次 系统、电工二次系统等部分组成。壅水建筑物、引水建筑物、泄 洪建筑物均为水工建筑物， 发电动力装置包括水轮发电机组和主 厂房中一些辅助设备。

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猫跳河红岩水电站 水工建筑物 主要作用是壅高水位，形成有调节能力的水库，渲泄调蓄后多 余的水量和非常洪水，提供运转厂房和水道系统。分为壅水建筑 物、引水建筑物、泄水建筑物等。通常用坝拦蓄水流、修建溢流 坝、溢洪道、泄水孔、泄洪洞（见水工隧洞）等泄水建筑物宣泄 多余洪水。水电站引水建筑物可采用渠道、隧洞或压力钢管，其 首部建筑物称进水口。 壅水建筑物 堤坝式水电站的主要水工建筑

物，核心建筑为大坝。大坝可分 为混凝土坝和土石材料坝。大、中型水电站都采用混凝土坝，以 保证足够的强度和寿命， 水电站的基建投资大部分用于拦河筑大 坝上（具体百分比随坝址地形、河道条件等多项因素而定）。

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引水建筑物 包括进水建筑物和输水建筑物两部分。 前者有进水口、 拦污栅、 闸门等。后者有渠道、隧洞、调压室、压力管道等。隧洞可分有 压和无压两种，压力管道多为钢管，依敷设条件可分为坝式、隧 洞式和露天式。 泄水建筑物 其功用包括用于渲泄汛期洪水、 非常时期放空水库以及冲砂、 排冰、排放漂木等。主要有溢洪坝、溢流坝、泄水闸、泄洪隧道 及底孔等。水电站的尾水建筑和尾水渠、下游调压井等也属泄水 建筑物。 厂房 分为主厂房和副厂房，主厂房包括安装水轮发电机组或抽水 蓄能机组和各种辅助设备的主机室，以及组装、检修设备的装配 场。副厂房包括水电站的运行、控制、试验、管理和操作人员工 作、生活的用房。引水建筑物将水流导入水轮机，经水轮机和尾 水道至下游。当有压引水道或有压尾水道较长时，为减小水击压 力常修建调压室。 而在无压引水道末端与发电压力水管进口的连 接处常修建前池。 为了将电厂生产的电能输入电网还要修建升压 开关站。此外，尚需兴建辅助性生产建筑设施及管理和生活用建 筑。水电站的厂房形式与规模决定于电站的主要参数(如水头、

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流量、装机容量、机组数和机组类型等)和自然条件（如水文、 气象、地形、地质等）以及其他特殊要求。主厂房中安置水轮发 电机组等发电动力装置的主要设备。 厂房其常见形式有：1、地面户内式；2、河床式；3、露天式； 4、地下式；5、坝内式；6、溢流式等。 机电设备 将水能转变为电能的机电设备称水电站动力设备。其在常规 水电站和潮汐电站为水轮机和水轮发电机组成的水轮发电机组， 及附属的调速器、油压装置、励磁设备等。抽水蓄能电站的动力 设备为由水泵水轮机和水轮发电电动机组成的抽水蓄能机组及 其附属的电气、机械设备。水电站的电气装置除水轮发电机及其 附属设备外，还包括发电机电压配电设备、升压变压器、高压配 电装置和监视、控制、测量、信号和保护性电气设备等。 水电站的总装机容量 P 由下式计算： P = 9.81QHη ，式中 Q——通过水轮机的水流量，m3/s；H ——水电站的水头，η——水电站的总效率，一般为 0.85~0.86 发电动力装置 主要包括水轮发电机组及其辅助设备。机组由水轮机和发电 机组合而成。由于不同形式的水轮机适用于不同的水头，所以各

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水电站应根据具体条件选用恰当的水轮机。 应用最广的是混流式 反击水轮机，它的使用水头范围宽(30～700 米)，最大单机容量 达 70 万千瓦。切击式冲击水轮机也能用于高水头、大容量。到 80 年代，最高水头机组的水头达 1763.5 米。其他机型还有轴流 式转桨水轮机、贯流式水轮机、可逆水轮机等若干机型(见水轮 发电机组)。辅助设备包括冷却装置、制动装置、调速装置等。 电工系统 电工一次系统 由变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器、消弧线圈 等电工一次设备通过主结线、导线组成一个整体。主要作用是安 全、经济地发电，灵活地汇集和分配电能。决定主结线的设计和 选用的因素很多，主要是电力系统对该电站的要求，包括可靠性 要求、输电电压、每级电压的出线回路数、不同运行时的潮流分 布、调相运行的必要性、系统对电站机组的要求、变压器的调压 方式及范围等等。电工一次系统是水电站电气部分的主体，它与 电力系统的安全稳定运行、过电压和绝缘配合、短路容量等密切 相关。 电工二次系统 以电子计算机为核心的监测、控制、保护系统，主要作用是 监视、控制电工一次系统的运行，保证电能质量，并在电工设备

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出现异常和事故时自动报警或切除故障，以缩小事故范围。随着 自动控制的发展，水电站正逐步实现全电站的综合自动化。 建 设 水电开发是一项系统工程。在兴建水电站时，从规划设计开 始，就要以系统工程的方法，处理好各个环节之间的关系，取得 优化效果。 建设 规划设计 水电站的建设应按照全面规划、统筹兼顾、综合平衡的原则， 正确处理工业与农业，除害与兴利，远景与近期，干流

水电站组成框图 与支流，上、中、下游，大、中、小型，防洪，发电，灌溉与 航运，水电与火电（及其他能源），发电与用电等各方面之间的 关系。在流域规划中，应根据综合利用原则和水文、地理、地质 等条件，进行河流的梯级开发。合理选定坝址、确定坝高，以获 得良好的综合效益； 优先考虑使用上游梯级枢纽有较好的调节能 力，同时，应能使下游梯级充分利用水能资源，并可渠化河道， 改善航运。

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选择及开发 水电站站址的选择主要是大坝坝址的选择。选择时应考虑开 发规模、工程投资和选址可能等，从多个备选坝址中选定最佳坝 址。 坝址的枢纽布置与开发规模密切相关，一般应符合以下条件： 1、引水渠道短，而且易于得到高水头，流量大并且流态好。 2、枢纽工程和其他建筑物的施工地点的地形和地质条件良好。 3、容易就近得到工程所需材料。

4、对环境的破坏和拆迁赔偿较少。 5、交通便利，易于运入设备和工程材料。 开发规模则取决于流量和水头。因此，应编制各种不同流量和水 头的方案进行概略设计并计算造价， 以此选择最经济的开发规模。 确定规模时还应考虑将来的需要，和其他电站的配合等因素，以 使整个系统最为经济，据此确定各个坝址的开发顺序。 在工业发达国家，一般水电站的坝址很早就进行了开发。剩下的 坝址中，能经济开发的坝址已开发完毕，随着火电站燃料费用的 大幅度上涨，过去不能开发的坝址又相对地提高了其经济价值； 此外，从有效利用本国资源的角度出发，对那些曾放弃的坝址，

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也有再度调查并尽量开发的倾向。至于一些运行中的水电站，在 可能的情况下，也应扩建，增装机组，提高发电能力。 生态环境 可能发生的变化是开发水力资源时应特别注意的问题。虽然 水电污染少，但由于大规模建坝建库，改变了原来自然水域的布 局，有可能使局部地区的气候，包括雨量、温度、湿度、气温等 发生变化，从而改变生态环境。建设水电站，特别是一些特大型 水电站时，在规划设计阶段，应充分考虑建站后可能引起的生态 环境问题。 运行 运行的原则是要在经济合理地利用水力资源、 保证电能质量的基 础上，全面实现安全、满发、经济、多供的要求。水

水轮机 电站在电力系统中担任调频、调峰、调相、备用等任务。一般在 洪水期间应充分利用水量，使全部机组投入运行，实现满发、多 供，承担电力系统基荷；在水库供水期间运行时，应尽量利用水

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头，承担电力系统的腰荷和尖峰负荷，充分利用可调出力，起到 系统的调频、调峰和事故备用的作用。 水电站运行时，会受到不同河流之间补偿调节的影响；同一河流 梯级开发时径流调节的影响；以及电力系统中，火电厂、水电站 之间电力补偿的影响。在选择运行方式时，必须考虑这些因素。 水电站运行包括正常运行、特殊运行、异常运行和经济运行。要 使水电站正常运行，需注意电站的检修。 正常运行 可由自动和手动实现开机、停机，并由远方通过功率给定装置实 现机组带负荷。运行中要注意： 1、机组冷却风温变化对运行的影响； 2、电力系统电压变化对机组运行的影响； 3、电力系统频率变化对机组运行的影响； 3、功率因数变化对机组运行的影响。 特殊和异常运行 特殊运行包括调相运行和进相运行。 前者指发电机在运行中功率 因数发生变化并降至零时，电力系统需要补充无功功率，以调整 系统的电压值回复到允许水平。这时，水电站的发电机

需降低有

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功功率作调相运行。通常采用压水调相（即向水轮发电机的转轮 室通入压缩空气以降低转轮室水位）。进相运行是电力系统低负 荷运行时，容性无功容量过剩，就人为造成发电机从电力系统吸 收无功功率，以降低系统某些点的过高的电压。异常运行指电站 机组运行中出现异常或事故，这时应采取紧急措施，尽量避免事 故扩大，并减少事故对系统的影响。 经济运行 原则是根据电力系统对水电站分配的负荷， 合理选择机组的运 行台数和机组间负荷的经济分配，用较少的水，发出尽可能多的 电。 主要措施是实行水库的合理调度， 保持水电站于高水位运行。 另外，在一定负荷下，合理选择开机台数，控制机组在高效率区 运行等也是有效措施。 维护 包括检查和维修。

苏丹麦洛维水电站 检查

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检查分为： 1、每 1～2 周一次的巡视。内容是在设备运行状态下，通过 观察和常备的仪表检查有无异常情况，并进行注油和清扫。 2、每 1～3 年一次的定期常规检修。是在停机情况下，主要从外 部进行检查和测量。 3、每 5～10 年进行一次定期详细停机检修。 维修 1、临时维修。即发现异常或故障所作的及时修理。 2、计划维修。为保证安全而进行的预防性维修和恢复性维修。 这种维修需根据检查结果按计划进行。 水电站的检修除临时检修 外，均应安排在枯水季节进行，并在洪水季到来之前完成。 随着水电站运行水平的提高，维护业务趋于集中化，即将邻近几 个水电站集中在一个维修站进行检查和维修。 这种方式不仅可节 省人力，还可使水电站维修水平一致。 优缺点 有利方面 1、清洁：水能为可再生能源，基本无污染。 2、营运成本低，效率高；

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3、可按需供电； 4、取之不尽、用之不竭、可再生 5、控制洪水泛滥 6、提供灌溉用水 7、改善河流航动 8、有关工程同时改善该地区的交通、电力供供应和经济，特别 可以发展旅游业及水产养殖。 不利方面 1、生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物 的影响等。不过，这些负面影响是可预见并减小的。如水库效应 2、需筑坝移民等，基础建设投资大 3、降水季节变化大的地区，少雨季节发电量少甚至停发电 4、下游肥沃的冲积土减少 [1] 各国情况 水电总发电量 国家 年发电量 总装机容量

水力发电站

中国 加拿大 美国 巴西 俄罗斯 挪威 日本 印度 法国

401,300 GWh 341,312 GWh 319,484 GWh 285,603 GWh 160,500 GWh 121,824 GWh 84,500 GWh 82,237 GWh 77,500 GWh 展开

已安装 117,000 MW 已安装 66,954 MW 已安装 79,511 MW 已安装 57,517 MW 已安装 44,000 MW 已安装 27,528 MW 已安

装 27,229 MW 已安装 22,083 MW 已安装 25,335 MW

著名水电站 中国 三峡水电站：世界上最大的水电站 葛洲坝水电站 小浪底水电站 美国 胡佛水坝 巴西

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伊泰普水电站：南美洲最大的伊瓜苏瀑布、世界上第二大水电站 其它国家 叙利亚迪什林水电站 之最

水电站 第一座抽水蓄能电站是瑞士于 1879 年建成的勒顿抽水蓄能电 站。 世界装机容量最大的抽水蓄能电站是 1985 年投产的美国巴斯 康蒂抽水蓄能电站。 世界第一座潮汐电站于 1913 年建于德国北海之滨。 最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站， 世界上第一座大型波能发电站是日本在 1978 年建成的海明号波 浪发电试验船。

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世界最大的电站是三峡水电站，总装机 1820 万千瓦，年发电量 846．8 亿千瓦时。 展望 中国已建成葛洲坝、乌江渡、白山、龙羊峡和以礼河梯级等 各类常规水电站，建成了潘家口等大型抽水蓄能电站（见潘家口 水利枢纽）和试验性的江厦潮汐电站。 今后在水力资源丰富而 又未充分开发的国家 （如中国） ， 常规水电站的建设将稳步增长。 大型电站的机组单机容量将向巨型化发展。同时，随着经济发展 和能源日益紧张，小水电将受到各国的重视。由于电网调峰、调 频、调相的需要，抽水蓄能电站将有较快的发展。而潮汐电站和 波浪能电站的建设由于受建站条件及造价等因素制约， 在近期内 不会有大幅度的增长。 各类电站的自动化和远动化将进一步完善 和推广。

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水电站 将水能转换为电能的综合工程设施 。一般包括由挡水、泄 水建筑物形成的水库和水电站引水系统、 发电厂房、 机电设备等。 水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电 能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。 水电站 hydroelectric power station /hydropower plant

特

点：将水能转换为电

水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。又称水电厂。 它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装 设的各种水电站设备。 利用这些建筑物集中天然水流的落差形成 水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮 机与发电机的联合运转， 将集中的水能转换为电能， 再经变压器、 开关站和输电线路等将电能输入电网。 有些水电站除发电所需的 建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用 目的服务的其他建筑物。 这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水 利枢纽。[2] 视频：向家坝溪洛渡水电站投产 相当于三峡电站 历史沿革

水力发电站

1878 年法国建成世界第一座水电站。20 世纪 30 年代后，水电 站的数量和装机容量均有很大发展。20 世纪世界装机容量最大 的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机 1260 万千 瓦。世界装机 24 万千瓦。中国大陆最早建成的水电站是云南省 昆明市郊的石龙坝水电站(1912)。中国 1988 年竣工的湖北葛洲 坝水利枢纽，装机 271.5 万千瓦。中国 1986 年在浙江省建成试 验性的江厦潮汐电站，装机 3200 千瓦。中国的广州抽水蓄能电 站， 一期工程装机 120 万千瓦， 计划在 90 年代完工。 80 年代末， 世界上一些工业发达国家， 如瑞士和法国的水能资源已几近全部 开发。1994 年已开工兴建的三峡水利枢纽建成后，装机容量为 1786 万千瓦，将是世界上最大的水电站。 分类

利用水源性质

折叠

可分为三类：常规水电站；

水力发电站

石龙坝水电站 利用天然河流、湖泊等水源发电。 抽水蓄能电站； 利用电网中负荷低谷时多余的电力， 将低处下水库的水抽到高处 上水库存蓄，待电网负荷高峰时放水发电，尾水至下水库，从而 满足电网调峰等电力负荷的需要。 潮汐电站； 利用海潮涨落所形成的潮汐能发电。 调节能力：按照水电站对天然水流的利用方式和调节能力，可以 分为两类： 径流式水电站 没有水库或水库库容很小,对天然水量无调节能力或调节能力很 小的水电站。 蓄水式水电站 设有一定库容的水库，对天然水流具有不同调节能力的水电站。

水力发电站

工程建设 还常采用的分类方法： 开发方式 即按集中水头的手段和水

电站的工程布置,可分为坝式水电站、 引水式水电站和坝-引水混合式水电站三种基本类型。这是工程 建设中最通用的分类方法。

刘家峡水电站 用水头的大小可分为高水头、中水头和低水头水电站。世界 上对水头的具体划分没有统一的规定。有的国家将水头低于 15m 作为低水头水电站,15～70m 为中水头水电站，71～250m 为高水头水电站，水头大于 250m 时为特高水头水电站。中国通

水力发电站

常称水头大于 70m 为高水头水电站， 低于 30m 为低水头水电站， 30～70m 为中水头水电站。这一分类标准与水电站主要建筑物 的等级划分和水轮发电机组的分类适用范围，均较适应。 装机容量的大小 可分为大型、中型和小型水电站。各国一般把装机容量 5000kW 以下的水电站定为小水电站，5000～10 万 kW 为中型 水电站,10 万～100 万 kW 为大型水电站,超过 100 万 kW 的为巨 型水电站。中国规定将水电站分为五等，其中：装机容量大于 75 万 kW 为一等〔大(1)型水电站〕，75 万～25 万 kW 为二等 〔大(2)型水电站〕,25 万～2.5 万 kW 为三等〔中型水电站〕,2.5 万～0.05 万 kw 为四等〔小(1)型水电站〕,小于 0.05 万 kW 为五 等〔小(2)型水电站〕；但统计上常将 1.2 万 kW 以下作为小水电 站。 原理及流程 将水能转换为电能的综合工程设施 。一般包括由挡水、泄水 建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。 水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电 能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。 水的落差在重力作用下形成动能， 从河流或水库等高位水源处向 低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从

水力发电站

而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割 磁力线产生交流电。 而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处， 从而回复高 位水源。 组成 水电站一般由水工建筑物、厂房、发电动力装置、电工一次 系统、电工二次系统等部分组成。壅水建筑物、引水建筑物、泄 洪建筑物均为水工建筑物， 发电动力装置包括水轮发电机组和主 厂房中一些辅助设备。

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猫跳河红岩水电站 水工建筑物 主要作用是壅高水位，形成有调节能力的水库，渲泄调蓄后多 余的水量和非常洪水，提供运转厂房和水道系统。分为壅水建筑 物、引水建筑物、泄水建筑物等。通常用坝拦蓄水流、修建溢流 坝、溢洪道、泄水孔、泄洪洞（见水工隧洞）等泄水建筑物宣泄 多余洪水。水电站引水建筑物可采用渠道、隧洞或压力钢管，其 首部建筑物称进水口。 壅水建筑物 堤坝式水电站的主要水工建筑

物，核心建筑为大坝。大坝可分 为混凝土坝和土石材料坝。大、中型水电站都采用混凝土坝，以 保证足够的强度和寿命， 水电站的基建投资大部分用于拦河筑大 坝上（具体百分比随坝址地形、河道条件等多项因素而定）。

水力发电站

引水建筑物 包括进水建筑物和输水建筑物两部分。 前者有进水口、 拦污栅、 闸门等。后者有渠道、隧洞、调压室、压力管道等。隧洞可分有 压和无压两种，压力管道多为钢管，依敷设条件可分为坝式、隧 洞式和露天式。 泄水建筑物 其功用包括用于渲泄汛期洪水、 非常时期放空水库以及冲砂、 排冰、排放漂木等。主要有溢洪坝、溢流坝、泄水闸、泄洪隧道 及底孔等。水电站的尾水建筑和尾水渠、下游调压井等也属泄水 建筑物。 厂房 分为主厂房和副厂房，主厂房包括安装水轮发电机组或抽水 蓄能机组和各种辅助设备的主机室，以及组装、检修设备的装配 场。副厂房包括水电站的运行、控制、试验、管理和操作人员工 作、生活的用房。引水建筑物将水流导入水轮机，经水轮机和尾 水道至下游。当有压引水道或有压尾水道较长时，为减小水击压 力常修建调压室。 而在无压引水道末端与发电压力水管进口的连 接处常修建前池。 为了将电厂生产的电能输入电网还要修建升压 开关站。此外，尚需兴建辅助性生产建筑设施及管理和生活用建 筑。水电站的厂房形式与规模决定于电站的主要参数(如水头、

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流量、装机容量、机组数和机组类型等)和自然条件（如水文、 气象、地形、地质等）以及其他特殊要求。主厂房中安置水轮发 电机组等发电动力装置的主要设备。 厂房其常见形式有：1、地面户内式；2、河床式；3、露天式； 4、地下式；5、坝内式；6、溢流式等。 机电设备 将水能转变为电能的机电设备称水电站动力设备。其在常规 水电站和潮汐电站为水轮机和水轮发电机组成的水轮发电机组， 及附属的调速器、油压装置、励磁设备等。抽水蓄能电站的动力 设备为由水泵水轮机和水轮发电电动机组成的抽水蓄能机组及 其附属的电气、机械设备。水电站的电气装置除水轮发电机及其 附属设备外，还包括发电机电压配电设备、升压变压器、高压配 电装置和监视、控制、测量、信号和保护性电气设备等。 水电站的总装机容量 P 由下式计算： P = 9.81QHη ，式中 Q——通过水轮机的水流量，m3/s；H ——水电站的水头，η——水电站的总效率，一般为 0.85~0.86 发电动力装置 主要包括水轮发电机组及其辅助设备。机组由水轮机和发电 机组合而成。由于不同形式的水轮机适用于不同的水头，所以各

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水电站应根据具体条件选用恰当的水轮机。 应用最广的是混流式 反击水轮机，它的使用水头范围宽(30～700 米)，最大单机容量 达 70 万千瓦。切击式冲击水轮机也能用于高水头、大容量。到 80 年代，最高水头机组的水头达 1763.5 米。其他机型还有轴流 式转桨水轮机、贯流式水轮机、可逆水轮机等若干机型(见水轮 发电机组)。辅助设备包括冷却装置、制动装置、调速装置等。 电工系统 电工一次系统 由变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器、消弧线圈 等电工一次设备通过主结线、导线组成一个整体。主要作用是安 全、经济地发电，灵活地汇集和分配电能。决定主结线的设计和 选用的因素很多，主要是电力系统对该电站的要求，包括可靠性 要求、输电电压、每级电压的出线回路数、不同运行时的潮流分 布、调相运行的必要性、系统对电站机组的要求、变压器的调压 方式及范围等等。电工一次系统是水电站电气部分的主体，它与 电力系统的安全稳定运行、过电压和绝缘配合、短路容量等密切 相关。 电工二次系统 以电子计算机为核心的监测、控制、保护系统，主要作用是 监视、控制电工一次系统的运行，保证电能质量，并在电工设备

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出现异常和事故时自动报警或切除故障，以缩小事故范围。随着 自动控制的发展，水电站正逐步实现全电站的综合自动化。 建 设 水电开发是一项系统工程。在兴建水电站时，从规划设计开 始，就要以系统工程的方法，处理好各个环节之间的关系，取得 优化效果。 建设 规划设计 水电站的建设应按照全面规划、统筹兼顾、综合平衡的原则， 正确处理工业与农业，除害与兴利，远景与近期，干流

水电站组成框图 与支流，上、中、下游，大、中、小型，防洪，发电，灌溉与 航运，水电与火电（及其他能源），发电与用电等各方面之间的 关系。在流域规划中，应根据综合利用原则和水文、地理、地质 等条件，进行河流的梯级开发。合理选定坝址、确定坝高，以获 得良好的综合效益； 优先考虑使用上游梯级枢纽有较好的调节能 力，同时，应能使下游梯级充分利用水能资源，并可渠化河道， 改善航运。

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选择及开发 水电站站址的选择主要是大坝坝址的选择。选择时应考虑开 发规模、工程投资和选址可能等，从多个备选坝址中选定最佳坝 址。 坝址的枢纽布置与开发规模密切相关，一般应符合以下条件： 1、引水渠道短，而且易于得到高水头，流量大并且流态好。 2、枢纽工程和其他建筑物的施工地点的地形和地质条件良好。 3、容易就近得到工程所需材料。

4、对环境的破坏和拆迁赔偿较少。 5、交通便利，易于运入设备和工程材料。 开发规模则取决于流量和水头。因此，应编制各种不同流量和水 头的方案进行概略设计并计算造价， 以此选择最经济的开发规模。 确定规模时还应考虑将来的需要，和其他电站的配合等因素，以 使整个系统最为经济，据此确定各个坝址的开发顺序。 在工业发达国家，一般水电站的坝址很早就进行了开发。剩下的 坝址中，能经济开发的坝址已开发完毕，随着火电站燃料费用的 大幅度上涨，过去不能开发的坝址又相对地提高了其经济价值； 此外，从有效利用本国资源的角度出发，对那些曾放弃的坝址，

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也有再度调查并尽量开发的倾向。至于一些运行中的水电站，在 可能的情况下，也应扩建，增装机组，提高发电能力。 生态环境 可能发生的变化是开发水力资源时应特别注意的问题。虽然 水电污染少，但由于大规模建坝建库，改变了原来自然水域的布 局，有可能使局部地区的气候，包括雨量、温度、湿度、气温等 发生变化，从而改变生态环境。建设水电站，特别是一些特大型 水电站时，在规划设计阶段，应充分考虑建站后可能引起的生态 环境问题。 运行 运行的原则是要在经济合理地利用水力资源、 保证电能质量的基 础上，全面实现安全、满发、经济、多供的要求。水

水轮机 电站在电力系统中担任调频、调峰、调相、备用等任务。一般在 洪水期间应充分利用水量，使全部机组投入运行，实现满发、多 供，承担电力系统基荷；在水库供水期间运行时，应尽量利用水

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头，承担电力系统的腰荷和尖峰负荷，充分利用可调出力，起到 系统的调频、调峰和事故备用的作用。 水电站运行时，会受到不同河流之间补偿调节的影响；同一河流 梯级开发时径流调节的影响；以及电力系统中，火电厂、水电站 之间电力补偿的影响。在选择运行方式时，必须考虑这些因素。 水电站运行包括正常运行、特殊运行、异常运行和经济运行。要 使水电站正常运行，需注意电站的检修。 正常运行 可由自动和手动实现开机、停机，并由远方通过功率给定装置实 现机组带负荷。运行中要注意： 1、机组冷却风温变化对运行的影响； 2、电力系统电压变化对机组运行的影响； 3、电力系统频率变化对机组运行的影响； 3、功率因数变化对机组运行的影响。 特殊和异常运行 特殊运行包括调相运行和进相运行。 前者指发电机在运行中功率 因数发生变化并降至零时，电力系统需要补充无功功率，以调整 系统的电压值回复到允许水平。这时，水电站的发电机

需降低有

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功功率作调相运行。通常采用压水调相（即向水轮发电机的转轮 室通入压缩空气以降低转轮室水位）。进相运行是电力系统低负 荷运行时，容性无功容量过剩，就人为造成发电机从电力系统吸 收无功功率，以降低系统某些点的过高的电压。异常运行指电站 机组运行中出现异常或事故，这时应采取紧急措施，尽量避免事 故扩大，并减少事故对系统的影响。 经济运行 原则是根据电力系统对水电站分配的负荷， 合理选择机组的运 行台数和机组间负荷的经济分配，用较少的水，发出尽可能多的 电。 主要措施是实行水库的合理调度， 保持水电站于高水位运行。 另外，在一定负荷下，合理选择开机台数，控制机组在高效率区 运行等也是有效措施。 维护 包括检查和维修。

苏丹麦洛维水电站 检查

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检查分为： 1、每 1～2 周一次的巡视。内容是在设备运行状态下，通过 观察和常备的仪表检查有无异常情况，并进行注油和清扫。 2、每 1～3 年一次的定期常规检修。是在停机情况下，主要从外 部进行检查和测量。 3、每 5～10 年进行一次定期详细停机检修。 维修 1、临时维修。即发现异常或故障所作的及时修理。 2、计划维修。为保证安全而进行的预防性维修和恢复性维修。 这种维修需根据检查结果按计划进行。 水电站的检修除临时检修 外，均应安排在枯水季节进行，并在洪水季到来之前完成。 随着水电站运行水平的提高，维护业务趋于集中化，即将邻近几 个水电站集中在一个维修站进行检查和维修。 这种方式不仅可节 省人力，还可使水电站维修水平一致。 优缺点 有利方面 1、清洁：水能为可再生能源，基本无污染。 2、营运成本低，效率高；

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3、可按需供电； 4、取之不尽、用之不竭、可再生 5、控制洪水泛滥 6、提供灌溉用水 7、改善河流航动 8、有关工程同时改善该地区的交通、电力供供应和经济，特别 可以发展旅游业及水产养殖。 不利方面 1、生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物 的影响等。不过，这些负面影响是可预见并减小的。如水库效应 2、需筑坝移民等，基础建设投资大 3、降水季节变化大的地区，少雨季节发电量少甚至停发电 4、下游肥沃的冲积土减少 [1] 各国情况 水电总发电量 国家 年发电量 总装机容量

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中国 加拿大 美国 巴西 俄罗斯 挪威 日本 印度 法国

401,300 GWh 341,312 GWh 319,484 GWh 285,603 GWh 160,500 GWh 121,824 GWh 84,500 GWh 82,237 GWh 77,500 GWh 展开

已安装 117,000 MW 已安装 66,954 MW 已安装 79,511 MW 已安装 57,517 MW 已安装 44,000 MW 已安装 27,528 MW 已安

装 27,229 MW 已安装 22,083 MW 已安装 25,335 MW

著名水电站 中国 三峡水电站：世界上最大的水电站 葛洲坝水电站 小浪底水电站 美国 胡佛水坝 巴西

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伊泰普水电站：南美洲最大的伊瓜苏瀑布、世界上第二大水电站 其它国家 叙利亚迪什林水电站 之最

水电站 第一座抽水蓄能电站是瑞士于 1879 年建成的勒顿抽水蓄能电 站。 世界装机容量最大的抽水蓄能电站是 1985 年投产的美国巴斯 康蒂抽水蓄能电站。 世界第一座潮汐电站于 1913 年建于德国北海之滨。 最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站， 世界上第一座大型波能发电站是日本在 1978 年建成的海明号波 浪发电试验船。

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世界最大的电站是三峡水电站，总装机 1820 万千瓦，年发电量 846．8 亿千瓦时。 展望 中国已建成葛洲坝、乌江渡、白山、龙羊峡和以礼河梯级等 各类常规水电站，建成了潘家口等大型抽水蓄能电站（见潘家口 水利枢纽）和试验性的江厦潮汐电站。 今后在水力资源丰富而 又未充分开发的国家 （如中国） ， 常规水电站的建设将稳步增长。 大型电站的机组单机容量将向巨型化发展。同时，随着经济发展 和能源日益紧张，小水电将受到各国的重视。由于电网调峰、调 频、调相的需要，抽水蓄能电站将有较快的发展。而潮汐电站和 波浪能电站的建设由于受建站条件及造价等因素制约， 在近期内 不会有大幅度的增长。 各类电站的自动化和远动化将进一步完善 和推广。

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