水力发电厂——部件、工作原理、优点与缺点

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水力发电厂是一个将高位水的势能转换为电能的发电站。

通常，水力发电厂安装在丘陵地区，在那里可以建造水坝并获得大型水库。在水力发电厂中，通过在河流上建造水坝来形成水头。从水坝中，水被引导到水轮机。水轮机将落水的液压能转换为机械能。涡轮机驱动交流发电机，交流发电机将涡轮机的机械能转换为电能。

水力发电厂的示意图和工作原理

水力发电厂简单来说就是将落水的液压能转换为电能。为了保证发电厂的正常和高效运行，水力发电厂有很多配套设施。典型水力发电厂的示意图如下所示。

在水力发电厂中，水坝建在河流或湖泊上。来自集水区的水在水坝后面聚集，形成一个水库。
在水库和阀门室之间形成压力隧道，并将水输送到压力管道（压力管道是巨大的钢制管道，将水从阀门室输送到涡轮机）的起始处的阀门室。
阀门室包含主闸阀，用于控制流向电厂的水流，以及自动隔离阀，用于在压力管道破裂时切断水流。
来自阀门室的水通过压力管道输送到水轮机。现在，水轮机将落水的液压能转换为机械能。涡轮机驱动交流发电机，交流发电机将涡轮机的机械能转换为电能。
在水力发电厂中，一个顶部开口的调压室也建在阀门室之前。如果由于电力负荷被切断而导致涡轮机闸门突然关闭，调压室可以保护压力管道不被冲破。当涡轮机闸门关闭时，压力管道下端的水流会突然停止，这可能会冲破压力管道。调压室通过提高水位来吸收这些压力波动（即水流冲击）。

水力发电厂场址选择

选择水力发电厂场址时应考虑以下因素：

水资源的可利用性——由于水是水力发电厂的主要需求，因此水力发电厂应建在大量水资源并具有良好水头的地方。
水的储存——选择水力发电厂的场址应提供足够的设施来建造水坝和储存水，以确保全年发电。
土地类型和成本——土地的承载能力应足够大，以便安装大型设备。此外，水力发电厂建设用地应以合理的价格获得。
交通设施——水力发电厂需要运输设备和机械。因此，发电厂选址应通过铁路、公路等与国家的其他地区良好连接。

水力发电厂的优点

水力发电厂的主要优点如下：

水用于发电，因此不需要燃料。
不产生烟尘和灰烬，因此非常清洁。
由于水是免费的能源，因此水力发电厂的运行成本非常低。
水力发电厂结构简单，维护成本低。
水力发电厂坚固耐用，使用寿命长。
水力发电厂可以立即投入使用，即不需要很长的启动时间。
除了发电外，水力发电厂还有利于灌溉和防洪。

水力发电厂的缺点

水力发电厂的缺点如下：

水力发电厂的建设成本很高，因为它涉及水坝的建设。
水资源的可利用性存在不确定性，因为它取决于天气条件。
对于水力发电厂，输电线路的成本很高，因为发电厂位于远离负荷中心的丘陵地区。
水力发电厂的建设需要熟练和经验丰富的人员。

Saini Manish Kumar

更新于：2022年2月8日

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