水電站水頭

水電站水頭

水電站上、下游水位的差值。上游水位減去下游水位稱毛水頭。毛水頭減去水頭損失,稱淨水頭。水頭損失是指上游水流由取水口(前池或調壓井處)經高壓管道至蝸殼進口斷面這一過程中的局部水頭損失和沿程損失之和。由於水電站上、下游水位是經常變化的,年內上、下游不同水位實際出現的各種組合將形成不同的水頭值,其中數值最大者為最大水頭,數值最小者為最小水頭。平均水頭可用不同的公式計算,最簡單的方法是取最大水頭和最小水頭的算術平均值。

概述

水電站水頭 水電站水頭

水電站上游引水進口斷面和下游尾水出口斷面之間的單位重量水體所具有的能量差值,常以米(m)計量。一般以兩處斷面的水位差值表示,稱為水電站毛水頭。

從毛水頭中扣除引水系統各項水頭損失後,即得水電站淨水頭。水電站水頭和引用流量是構成水電站發電能力的兩個主要動力因素,常用的特徵水頭如下。

①最大水頭

即水電站上下游水位中可能同期出現的最大差值。它是水電站建築物設計和水輪機結構強度設計時的一項重要數據。

②最小水頭

即水電站上下游水位中可能同期出現的最小差值。它是水輪發電機在效率降低的情況下,保證水輪機安全穩定運行的最低水頭。

③平均水頭

一般以算術平均水頭表示,有時也用電能加權平均水頭表示。前者是水庫徑流調節後各時段的水頭累計值除以總時段數。後者是將徑流調節後各時段的水頭,乘以相應時段的出力,累計後再除以計算期的總出力。水電站平均水頭和電能加權平均水頭,用於確定水輪發電機或水泵水輪機的各項參數,如直徑和轉速等。

④設計水頭

中國現以水電站運行中能保證水輪發電機發足額定容量的最小水頭為設計水頭。歐美各國則稱之為水電站額定水頭,蘇聯稱之為計算水頭。當水電站運行水頭小於設計水頭時,機組出力達不到額定出力,因此它是選擇水輪機尺寸的一個基本數據。設計水頭應通過比較分析確定。歐美各國有時也把水輪機最高效率相應的水頭稱之為設計水頭。

電站分類

按發電水頭分為高水頭水電站、中水頭水電站和低水頭水電站。世界各國對此無統一規定。中國稱水頭70米以上的電站為高水頭電站,水頭70~30米的電站為中水頭電站,水頭30米以下的電站為低水頭電站。

高水頭水電站

英文名稱:(high head hydro-electric station)

水頭大於200m的水電站。一般建設河流上游的高山地區,多數為引水式或混合式水電站。這種水電站往往本身無調節水庫或只有調節能力很低的水庫,因此一般不具有綜合利用效益;因上下游水位相對穩定,水頭變化幅度相對不大,它的出力和發電量基本取決於來水量。

中水頭水電站

將水能轉換為電能的綜合工程設施 。一般包括由擋水、泄水建築物形成的水庫和水電站引水系統、發電廠房、機電設備等。水庫的高水位水經引水系統流入廠房推動水輪發電機組發出電能,再經升壓變壓器、開關站和輸電線路輸入電網 。

低水頭水電站

英文名稱:(low head hydro-electric station)
通常是指水頭在40m以下的水電站。有時將僅有水頭2~4m的水電站稱為極低水頭水電站。低水頭水電站多數建在坡降平緩的中下遊河段,常常具有對外交通便利,施工條件良好,距離用電中心近,工程較易實施等有利條件,並且常有渠化河道,發展航運和引水灌溉之利。從發電運行特性來看,存在著水庫調節徑流能力低,多數屬徑流式電站,如上游無大型水庫調節,其出力過程隨天然流量的變化而變化,穩定性差。

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