德國GMC變送器、電能質量分析儀在水電行業應用介紹

德國GMC水電行業應用介紹：

n水力發電原理和水電站類型

n我國水電站分布

n水電系統介紹

-系統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

水力發電原理和水電站類型

水力發電原理

水力發電(英文：Hydropower)是運用水的勢能轉換成電能的發電方式，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，帶動發電機發電。

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：

常規水電站：利用天然河流，湖泊等水源發電

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電

常規水電站

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電。潮汐發電與普通水利發電原理類似，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，帶動發電機發電。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量均居世界第一位，水能資源蘊藏量為676GW，理論發電量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，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

水電系統介紹

系統組成和介紹-常規水電站

?大壩

?進水口

?水渠

?水力機械系統

?發電機組

?變電設備

?配電設備

?輸電設備

?控制及輔助設備

?出水口

系統組成和介紹-常規水電站

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，使電站具備水力發電的基本條件

水閘

作用是調節流量和控制洪水。

水力機械系統組成

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。

系統組成和介紹-常規水電站

發電機組

發電機 (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常回路電流，過載電流，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

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

調速系統

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

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。

計算機監控系統

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

直流系統

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

勵磁控制系統是由同步發電機及其勵磁系統共同組成的反饋控制系統。一般由兩部分構成，第一部分是勵磁功率單元，它向同步發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器，強行勵磁，強行減磁和滅磁等，它根據發電機的運行狀態，自動調節功率單元輸出的勵磁電流，以滿足發電機運行的需要。

調速系統控制原動機(水輪機)及發電機的轉速(頻率)和有功功率。

調速系統和勵磁系統是發電機組的主要控制系統。

系統組成和介紹-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

系統組成和介紹-抽水蓄能水電站

抽水蓄能電站與常規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電機，推動水輪發電機發電，這是相同之處;抽水蓄能電站還有下水庫，推動水輪發電機發電后的水沒有流走，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，帶動電動發電機向電網輸電;使用電網的電驅動電動發電機旋轉，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，與其他發電形式配合運行。

我們在水電站中的應用和推薦產品

工業產品在水電站中的應用

p水位監測

p水輪機導向葉片角度監測

p發電機的控制系統包含勵磁系統和調速系統

p計算機監控系統交采表

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