德國GMC變送器、電能質量分析儀在水電行業(yè)應用介紹

德國GMC水電行業(yè)應用介紹：

n水力發(fā)電原理和水電站類型

n我國水電站分布

n水電系統(tǒng)介紹

-系統(tǒng)組成和主要部件介紹

n我們在水電站中的應用和推薦產品

水力發(fā)電原理和水電站類型

水力發(fā)電原理

水力發(fā)電(英文：Hydropower)是運用水的勢能轉換成電能的發(fā)電方式，其原理是利用水位的落差(勢能)在重力作用下流動(動能)，例如從河流或水庫等高位水源引水流至較低位處，水流推動水輪機使之旋轉，帶動發(fā)電機發(fā)電。

按照裝機容量可劃分為五等：

大(1)型水電站(總裝機容量≥1.2 GW)

大(2)型水電站(1.2 GW>總裝機容量≥0.3 GW)

中型水電站(0.3 GW>總裝機容量≥0.05 GW)

小(1)型水電站(0.05 GW>總裝機容量≥0.01 GW)

小(2)型水電站(總裝機容量<0.01 GW)

按照利用水源的性質，可分為三類：

常規(guī)水電站：利用天然河流，湖泊等水源發(fā)電

抽水蓄能電站：利用電網中負荷低谷時多余的電力，將低處下水庫的水抽到高處上水庫存蓄，待電網負荷高峰 時放水發(fā)電，尾水至下水庫，從而滿足電網調峰等電力負荷的需要

潮汐電站：利用海潮漲落所形成的潮汐能發(fā)電

常規(guī)水電站

典型電站：長江三峽集團金沙江白鶴灘水電站-單機容量世界第一

抽水蓄能電站

典型電站：國網浙江天荒坪抽水蓄能電站

潮汐電站

潮汐能的主要利用方式是潮汐發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內，以勢能的形式保存，然后，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉，帶動發(fā)電機發(fā)電。差別在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機結構要適合低水頭、大流量的特點。

典型電站：浙江江廈潮汐電站

我國水電站分布

我國的水能資源蘊藏量和開發(fā)量均居世界第一位，水能資源蘊藏量為676GW，理論發(fā)電量5,920TWh。

由于氣候和地形地勢等因素的影響，我國的水力資源在不同地區(qū)和不同流域的分布很不均勻，其特點是西部水力資源比較豐富，而東部則較稀缺貧乏。水電站數量大約47,000座，總裝機容量352.26GW.

分布在長江流域，西南片區(qū)，珠江流域

如長江，金沙江，雅礱江，大渡河，瀾滄江，烏江，清江，南盤江，黔江等

分布在黃河流域

如拉西瓦，瑪爾擋，李家峽，小浪底，龍羊峽，劉家峽，烏金峽，三門峽等水電站

主要抽水蓄能電站

如白蓮河蓄能電站，廣州抽水蓄能電站，河北豐寧抽水蓄能電站，蒲石河抽水蓄能電站，仙居抽水蓄能電站，浙江安吉天荒坪抽水蓄能電站，河南寶泉抽水蓄能電站，福建仙游抽水蓄能電站，響水澗抽水蓄能電站，***阜康抽水蓄能電站等

水電系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)組成和介紹-常規(guī)水電站

?大壩

?進水口

?水渠

?水力機械系統(tǒng)

?發(fā)電機組

?變電設備

?配電設備

?輸電設備

?控制及輔助設備

?出水口

系統(tǒng)組成和介紹-常規(guī)水電站

大壩

作用是攔截水流，抬高水位，形成水庫，造成上下游水位差，使電站具備水力發(fā)電的基本條件

水閘

作用是調節(jié)流量和控制洪水。

水力機械系統(tǒng)組成

水輪機

作用是把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械。

活動導葉

控制水流量，達到調節(jié)轉速和出力的目的。軸，傳遞機械能。

導軸承

承受徑向水推力和控制擺度。尾水管，回收能量并導出水流。

系統(tǒng)組成和介紹-常規(guī)水電站

發(fā)電機組

發(fā)電機 (CAMILLE BAUER變送器SINEAX系列)

定子，產生感應電勢。轉子，產生旋轉磁場。(電測儀器儀表TM產品)

推力軸承

作用是承受軸向水推力及機組轉動部件自重。

冷卻器

作用是軸承冷卻器用于冷卻軸承

制動器

作用是停機時制動發(fā)電機，防止長時間低速旋轉損壞推力軸承。

變電設備

變壓器

作用是升高或是降低交流電壓。

配電設備

斷路器

作用是關合，承載，開斷運行回路正常電流，過載電流。

隔離開關

作用是合閘時承載正?；芈冯娏鳎^載電流，分閘時符合絕緣距離和有明顯斷開標志。

電壓互感器PT

把高電壓降為標準電壓，供保護，計量，儀表等裝置使用。一般標準電壓為100v。

電流互感器CT

把大電流降為標準電流，供保護，計量，儀表等裝置使用。一般標準電流為5A或1A。

避雷器

作用是限制過電壓以保護電氣設備

母線

作用是匯集，分配和傳送電能

導線，作用是傳送電能

輸電設備

作用是傳送電能。鐵塔，固定導線和避雷線。避雷線，保護架空輸電線路。

控制設備

勵磁系統(tǒng)

作用是為發(fā)電機轉子提供直流電建立磁場，控制發(fā)電機機端電壓或調整機組無功功率。

調速系統(tǒng)

作用是控制機組轉速或調整機組有功功率。

繼電保護

作用是***電力系統(tǒng)的正常運行，當被保護的元件發(fā)生故障時，自動迅速地，有選擇地發(fā)出跳閘命令，將故障設備從系統(tǒng)中切除，保證正常設備繼續(xù)運行，最大限度地保證向用戶安全，連續(xù)供電。

同期裝置

作用是不同電源間的同期并網。

自動裝置

作用是完成一定功能的自動裝置。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)

通過對電站各種設備信息進行采集，處理，實現(xiàn)自動***，控制，調節(jié)，保護等功能，保證設備安全穩(wěn)定運行。

直流系統(tǒng)

為開關設備的操作，二次設備提供可靠能源。直流系統(tǒng)組成：蓄電池，充電裝置，配電裝置。

勵磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)。一般由兩部分構成，第一部分是勵磁功率單元，它向同步發(fā)電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流，以建立直流磁場;第二部分是勵磁控制單元，這一部分包括勵磁調節(jié)器，強行勵磁，強行減磁和滅磁等，它根據發(fā)電機的運行狀態(tài)，自動調節(jié)功率單元輸出的勵磁電流，以滿足發(fā)電機運行的需要。

調速系統(tǒng)控制原動機(水輪機)及發(fā)電機的轉速(頻率)和有功功率。

調速系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機組的主要控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)組成和介紹-抽水蓄能水電站

?上游蓄水池 upper reservoir

?閥室 valve chamber

?緩沖槽 surge tank

?控制閥門

?抽水機/水輪機

?電機/發(fā)電機

?下游蓄水池 lower reservoir

?電力消耗抽水模式(電機工作)

?電力傳輸水輪機模式

?變壓器

?電力和控制室

系統(tǒng)組成和介紹-抽水蓄能水電站

抽水蓄能電站與常規(guī)水電站有許多相同之處，也有許多不同之處。抽水蓄能電站有上水庫，上水庫水可流向下方的水輪發(fā)電機，推動水輪發(fā)電機發(fā)電，這是相同之處;抽水蓄能電站還有下水庫，推動水輪發(fā)電機發(fā)電后的水沒有流走，而是儲存在下水庫，抽水蓄能電站可以把下水庫的水泵到上水庫，這是最大的不同，也就是說，抽水蓄能電站的水流是雙向運行的。

抽水蓄能電站使用的水輪機是雙向可逆的，既可以作為水輪機使用也可作為水泵使用;抽水蓄能電站的電機也是雙向運轉的，既可以作為發(fā)電機又可以作為電動機使用。上水庫的水流向下水庫時推動水泵水輪機旋轉，帶動電動發(fā)電機向電網輸電;使用電網的電驅動電動發(fā)電機旋轉，帶動水泵水輪機把下水庫的水泵到上水庫。

抽水蓄能電站具有調峰填谷的效益，承擔備用電源的作用，與其他發(fā)電形式配合運行。

我們在水電站中的應用和推薦產品

工業(yè)產品在水電站中的應用

p水位監(jiān)測

p水輪機導向葉片角度監(jiān)測

p發(fā)電機的控制系統(tǒng)包含勵磁系統(tǒng)和調速系統(tǒng)

p計算機監(jiān)控系統(tǒng)交采表

涉及產品類型

多功能可編程電量變送器：

多功能可編程電量變送器SINEAX DM5系列，SINEAX CAM, SINEAX DME4系列

多功能可編程電量變送器DM5F

多功能電量顯示表：

SINEAX AM系列

過程控制：

SINEAX V600系列

角位變送器：

KINAX WT 系列

在線電能質量監(jiān)測：

在線電能質量分析儀LINAX PQ系列

在線電能質量分析儀LINAX PQ系列

審核編輯：湯梓紅