水力发电的原理(自供电自循环发电机)

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在今天的问题中，我们将讨论关于水电站的知识。水电是我国的主要发电形式之一，在我国的能源结构中占有极其重要的地位。今年5月31日，白鹤滩水电站大坝浇筑到顶，该水电站建设进入新阶段。白滩水电站为坝式水电站，混流式水电站。分别是什么意思？这一阶段我们的水力发电原理是什么？主要有哪些类型？先简单说一下白鹤滩水电站。

上图是一个典型的带有坝式反作用涡轮的水力发电站的示意图(图1)。

为了更好地说明这些问题，让我们先来看一条河流的示意图(图2):

我们可以看到，实际的河水一定是从高处流向低处的。那是因为河道有高度差。比如上图abc的高差是100m。如果不加以利用，水体的势能就会浪费在水的自然流动中。因此，我们可以在公元前或其他合适的地点建立水电站进行开发利用。

1.水力发电站原理:

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=等于水轮机的出力，9.81，是一个常数，Q是水的流量，H是高度差，水力学上叫水头。η是涡轮机的效率。

在我们看来，水电需要水，需要高差。有水不是废话。意思是水越多越好。水越多，发电量越大。还有身高差。高度差越大，引力势能越大，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。

水力发电的主要种类：

根据开发和获取水头的方式不同，水电可分为以下几种类型。

1.引水式水电站:引水式水电站是用人工水渠把水流引到远离下游河道的地方，在那里建一个电站，利用水流落差发电。(示意图图3)

这种电站由于流量小、高差大，一直采用冲击式水轮机发电。(图4)

这类电站包括阻水设施、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，比如我们的白鹤滩水电站，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。(图5)

这种电站往往水头低，但流量大，所以往往采用反动式水轮机发电。(图6)

这种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。混合水电实际上是以上两者的结合，两者兼而有之。

4.还有潮汐电站、抽水蓄能等。潮汐发电的应用比较少，抽水蓄能其实就是能量的再利用。

其实按照不同的分类方法，可以分为不同的类型，这里就不讨论了。

三。白鹤滩水电站

关于白鹤滩水电站有很多话要说，就用前面说的知识来说说吧。

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点建水电站，因为ab段有高差，我们可以在C点建水电站，因为bc段也有高差，对吧？事实上，只要河流足够长，我们可以建立许多水电站。看起来是一步一步，一步一步。这就是所谓的梯级开发。

2.它是一座坝式电站，电站位于坝体内。

3.它采用混流式水轮机(逆袭的一种)，单台出力100万千瓦。我们可以简单的认为一个机组一个小时可以产生一百万度电，它有16个机组。我们来算算明年能发电多少度:100万* 24 * 365 * 16 = 1401.6亿度。其实是不可能的，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。其年均发电量为602.4亿千瓦时。

4:其设计水头为202米。

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