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第1篇 水力发电工程通论1

第1章 水力发电及水力资源3

1 水力发电3

1.1 水力发电原理3

1.2 水力发电特点3

1.3 水力发电简史4

2 水电开发方式6

2.1 开发方式综述6

2.2 坝式开发7

2.3 引水式开发7

2.4 混合式开发7

2.5 纯抽水蓄能电站7

3 水电站的主要特征参数8

3.1 水位与库容8

3.2 水电站水头与引用流量9

3.3 装机容量与保证出力9

3.4 多年平均年发电量与装机容量年利用小时数9

4 水力资源及开发情况9

4.1 水力资源量计算9

4.2 中国水力资源情况10

4.3 世界水力资源情况13

4.4 水力资源的开发情况14

第2章 水电站的水工建筑物17

1 概述17

2 挡水建筑物17

2.1 挡水建筑物的类型17

2.2 常用坝型18

2.3 大坝统计20

3 泄水建筑物20

3.1 泄水建筑物的作用与组成20

3.2 主要泄水建筑物介绍21

4 引水系统建筑物24

4.1 引水系统建筑物的作用与组成24

4.2 主要引水建筑物介绍24

5 水电站厂房27

5.1 水电站的厂房及厂区27

5.2 水电站厂房布置27

5.3 水电站主厂房结构29

6 工程等别及建筑物级别29

6.1 工程等别29

6.2 水工建筑物级别29

第3章 水电工程与环境31

1 前言31

2 水电开发与环境的关系31

2.1 水电工程的主要环境效益31

2.2 水电工程可能的不利环境影响33

2.3 环境影响问题的对策与措施36

3 水电建设的环保工作37

3.1 水电工程的环境影响评价37

3.2 水电工程的环境监测37

3.3 水电工程竣工环境保护验收38

4 水库移民及淹没处理39

4.1 水库移民安置39

4.2 水库库底清理及库区防护工程41

4.3 库区综合开发41

第4章 水电工程勘测设计43

1 水电开发的阶段与勘测设计43

1.1 水力资源普查（复查）43

1.2 河流（段）规划44

1.3 工程项目的研究设计45

1.4 工程建设与验收46

2 水电枢纽工程设计47

2.1 水电枢纽的类型和布置47

2.2 档水建筑物（坝）的勘测设计48

2.3 泄水建筑物设计49

2.4 输水系统设计50

2.5 水电站厂房设计50

2.6 过坝设施设计51

2.7 机电设计51

2.8 水资源综合利用52

3 主要勘测设计专业工作简介53

3.1 水文、泥沙专业53

3.2 水能规划及动能经济专业53

3.3 地质勘测和测量专业53

3.4 水工建筑专业53

3.5 机电及金属结构专业54

3.6 施工专业54

3.7 水库专业54

3.8 环保与水保专业54

3.9 定额编制和概预算专业54

3.10 经济评价专业54

第5章 水工建筑物施工56

1 概述56

1.1 施工主要工序和工艺56

1.2 中国水工建筑物的施工水平57

2 施工导流58

2.1 导流59

2.2 截流60

2.3 施工导截流典型案例60

3 混凝土工程施工61

3.1 混凝土生产61

3.2 混凝土浇筑与养护62

3.3 碾压混凝土施工63

4 土石方工程施工64

4.1 土石方明挖64

4.2 土石坝工程66

5 地下工程施工68

5.1 隧洞开挖、支护与衬砌68

5.2 大型地下洞室开挖与衬砌69

5.3 斜井、竖井施工69

第6章 水电站的机电设备71

1 概述71

1.1 水电站机电设备的配置71

1.2 水电站机电设备的特点71

2 水电设备制造72

2.1 中国的水电设备制造业72

2.2 当代世界水电设备工业的特点81

2.3 国外主要水电设备制造商81

3 水电站机电安装85

3.1 现场安装的主要内容85

3.2 主要安装工作简介85

3.3 我国水电机电安装的发展情况89

第7章 水电站金属结构91

1 概述91

1.1 泄水建筑物金属结构91

1.2 引水发电建筑物金属结构91

1.3 通航建筑物金属结构94

2 主要金属结构布置与设计97

2.1 拦污栅97

2.2 闸门98

2.3 钢管102

2.4 启闭机104

3 水电站金属结构制造与安装108

3.1 闸门108

3.2 钢管109

3.3 启闭机109

3.4 我国水电站金属结构制作与安装水平109

4 水电站金属结构防腐蚀110

4.1 涂料涂装110

4.2 热喷金属涂装110

4.3 埋件涂装110

第8章 水电科学技术111

1 概况111

2 水工水力学的科技进展111

2.1 高拱坝大流量泄洪消能技术研究111

2.2 导流洞改建（内消能）技术的研究与应用112

2.3 儿种新型消能工的研究与应用112

2.4 大流量、大落差、深水河道截流技术112

3 水工材料的科技进展112

3.1 混凝土耐久性研究112

3.2 混凝土外加剂与高性能混凝土113

3.3 高分子材料研究进展与应用113

3.4 水工结构修补及加固材料114

4 坝工技术的进展114

4.1 土石坝筑坝技术114

4.2 碾压混凝土坝筑坝技术115

4.3 高拱坝的结构研究116

4.4 高拱坝抗震技术研究117

5 岩质高边坡与地下工程技术研究进展118

5.1 岩质高边坡技术研究118

5.2 地下工程研究119

6 水电勘测科技进展120

6.1 钻探新技术120

6.2 地质问题测试技术120

6.3 工程物探技术121

7 大型水轮发电机组先进技术122

7.1 机组设计先进技术122

7.2 机组制造先进技术123

8 水电建设应重点研究的问题125

8.1 水工水力学研究发展趋势125

8.2 混凝土结构研究的热点问题125

8.3 岩土工程中值得研究的问题126

8.4 其他应重点研究的问题126

第9章 水电技术标准127

1 概述127

1.1 标准化的基本概念127

1.2 我国的标准化工作127

1.3 我国水电标准化工作情况129

1.4 国际标准化活动简况129

2 国内主要的水电技术标准130

2.1 有关水电的国家标准130

2.2 有关水电的行业标准135

3 国际主要的水电技术标准145

3.1 IEC的水电技术标准145

3.2 其他常用的有关水电的技术标准148

第10章 国内外著名水电站简介149

1 中国著名水电站简介149

1.1 已建著名水电站简介149

1.2 在建著名水电站简介156

2 国外著名水电站简介160

参考文献167

第2篇 水轮机169

第1章 概论171

1 水电站与水轮机171

1.1 水电站171

1.2 水轮发电机组171

2 水轮机171

2.1 水轮机分类171

2.2 水轮机型号171

2.3 水轮机公称直径172

2.4 水轮机基本性能172

2.5 各型水轮机的性能和特点173

3 水轮机的研发177

3.1 水轮机研发的内容177

3.2 水轮机研发的软件方法177

3.3 水轮机研发的硬件条件178

4 水轮机的选型178

5 水轮机结构179

5.1 反击式水轮机的组成179

5.2 冲击式水轮机的组成179

6 水轮机的发展趋势179

6.1 高水头、大容量179

6.2 高质量、高效率179

6.3 稳定性、可靠性180

6.4 综合治理水轮机磨蚀问题180

6.5 由追求最高效率的提高到总体运行范围内效率的最优180

6.6 加速老水电站的改造180

6.7 提高自动化监测和保护水平180

6.8 水轮机在新能源领域和节能领域的应用180

6.9 环保趋势180

第2章 水轮机的研发181

1 概述181

1.1 水轮机的基本参数181

1.2 相似原理181

1.3 模型与原型的关系181

1.4 水轮机的研发与模型试验、计算流体力学（Computationai Fiuid Dynamics,CFD）的关系182

2 水轮机主要特性182

2.1 能量特性182

2.2 空化特性182

2.3 泥沙磨损183

2.4 水轮机稳定性184

2.5 水轮机的可靠性185

3 水轮机的模型开发185

3.1 水轮机通流部件的水力设计及计算流体力学（CFD）计算185

3.2 水轮机的水力部件强度计算187

4 水轮机的模型试验的条件及内容187

4.1 试验的标准187

4.2 模型试验台187

4.3 模型装置187

4.4 成像观察188

4.5 流场测试188

4.6 试验内容一览表188

4.7 水轮机综合特性曲线188

5 水轮机的现场试验188

5.1 现场试验标准188

5.2 相对效率试验190

5.3 绝对效率试验190

5.4 水力稳定性试验190

5.5 机械稳定性试验190

5.6 叶片动应力测试190

5.7 水轮机在线监测190

5.8 空蚀检查190

6 材料及工艺研究190

6.1 抗空蚀材料的研究190

6.2 抗磨损材料的研究190

6.3 抗磨蚀材料的研究191

6.4 抗裂纹、抗疲劳、高寿命材料的研究191

6.5 铸造工艺的计算机过程模拟191

6.6 叶片热弯成型工艺的计算机过程模拟191

6.7 焊接工艺的计算机过程模拟191

6.8 数控工艺的计算机过程模拟191

7 新结构的研究191

7.1 长短叶片转轮191

7.2 圆筒阀191

7.3 转轮与主轴连接结构191

7.4 大转轮结构191

7.5 双平板座环结构191

7.6 轴承结构191

7.7 主轴密封结构191

7.8 顶盖取水191

7.9 自润滑轴套191

7.10 环保型轴流转桨式转轮技术的研究192

7.11 轴向水推力减少的结构192

7.12 导水机构部件192

7.13 补气结构192

第3章 水轮机选型193

1 概述193

2 水轮机基本参数的选择和确定197

2.1 水轮机的选型流程说明197

2.2 水位与水头分析197

2.3 额定转速和比转速的确定197

2.4 转轮直径的确定198

2.5 电站安装高程的确定198

2.6 原型效率的确定199

2.7 单位转速的确定199

2.8 单位流量的确定199

2.9 飞逸转速的确定199

2.10 水推力的确定199

2.11 水轮机性能的综合分析199

3 水轮机通流部件尺寸的确定199

3.1 水轮机流道199

3.2 固定导叶200

3.3 活动导叶200

3.4 蜗壳201

3.5 尾水管201

3.6 电站厂房布置及机组控制尺寸的确定202

4 调节保证（过渡过程）计算202

4.1 大波动过渡过程计算202

4.2 机组间动态大波动过渡过程的相互影响计算203

4.3 小波动过渡过程计算203

4.4 计算方法、模型试验和现场试验的情况介绍203

5 质量估算203

5.1 水轮机净质量的估算203

5.2 金属蜗壳质量204

5.3 混流式水轮机转轮质量204

5.4 轴流转桨式水轮机转轮质量204

6 冲击式水轮机的选型204

6.1 水斗式水轮机204

6.2 斜击式水轮机207

6.3 双击式水轮机207

第4章 混流式水轮机的结构设计208

1 概述208

2 混流式水轮机的总体布置及典型实例208

2.1 总体布置208

2.2 典型实例208

2.3 轴系稳定性计算209

3 蜗壳的结构设计209

3.1 蜗壳种类209

3.2 混凝土蜗壳209

3.3 金属蜗壳209

4 座环的结构设计210

4.1 座环的种类210

4.2 碟形边座环210

4.3 双平板座环210

5 导水机构的结构设计210

5.1 导叶210

5.2 导叶传动机构211

5.3 导叶接力器211

5.4 顶盖212

5.5 底环212

5.6 控制环212

6 转轮的结构设计212

7 尾水管的结构设计213

8 主轴设计213

9 主轴密封设计214

10 导轴承215

10.1 稀油润滑油浸式分块瓦水导轴承215

10.2 稀油润滑简式水导轴承215

10.3 水润滑橡胶轴承215

11 附属装置的结构设计215

11.1 补气装置215

11.2 取水装置216

11.3 排水阀216

11.4 真空破坏阀216

第5章 轴流式水轮机的结构设计217

1 概述217

2 轴流式水轮机的典型实例217

3 蜗壳的结构设计217

3.1 蜗壳种类217

3.2 混凝土蜗壳217

3.3 金属蜗壳217

4 座环的结构设计217

4.1 座环的种类217

4.2 与金属蜗壳连接的座环219

4.3 与混凝土蜗壳连接的座环219

5 导水机构的结构设计220

5.1 导叶220

5.2 导叶传动机构220

5.3 导叶接力器220

5.4 顶盖和支持盖的结构型式220

5.5 底环221

5.6 控制环221

6 轴流式水轮机转轮的结构设计221

6.1 轴流定桨式转轮221

6.2 轴流转桨式转轮221

6.3 转桨式转轮主要部件设计221

7 尾水管的结构设计222

8 受油器及操作油管222

9 主轴及操作油管设计223

9.1 主轴的结构223

9.2 操作油管224

10 主轴密封设计224

11 导轴承224

12 其他辅助设备的结构设计224

第6章 贯流式水轮机的结构设计225

1 概述225

2 贯流式水轮机的总体布置及典型实例225

2.1 总体布置225

2.2 典型实例225

2.3 轴系稳定性计算226

3 灯泡体及其支撑结构的结构设计226

4 水轮机引水室、管形座226

5 锥形导水机构的结构设计226

5.1 导叶226

5.2 导叶传动机构226

5.3 导叶接力器229

5.4 外配水环229

5.5 内配水环229

5.6 控制环229

6 转轮的结构设计230

7 尾水管的结构设计231

8 受油器及操作油管231

9 主轴设计232

10 主轴密封设计232

11 水轮机导轴承设计233

12 附属装置的结构设计233

12.1 轴承润滑油系统233

12.2 油水气管路系统233

12.3 测量仪表管路系统233

12.4 地板扶梯栏杆233

12.5 安装工具233

第7章 冲击式水轮机的结构设计234

1 概述234

2 冲击式水轮机的总体布置及典型实例234

2.1 总体布置234

2.2 典型实例234

2.3 轴系稳定性计算234

3 配水环的结构设计234

4 机壳的结构设计235

5 喷管部件的结构设计236

5.1 喷管的结构设计236

5.2 折向器236

5.3 制动喷嘴236

6 转轮的结构设计237

7 主轴设计237

8 主轴密封设计237

9 导轴承237

10 进气阀237

第8章 水轮机进水阀门的设计238

1 概述238

1.1 作用238

1.2 型号238

1.3 水轮机进水阀门的特点及应用范围239

2 蝶阀239

2.1 蝶阀结构239

2.2 蝶阀操作的方式、控制机构的组成部分及控制原理240

3 球阀241

3.1 球阀结构241

3.2 球阀操作的方式、控制机构的组成部分及控制原理242

4 圆筒阀243

4.1 圆筒阀直径的选择243

4.2 圆筒阀的分类243

4.3 圆筒阀的结构243

5 进水阀的附属设备244

5.1 旁通阀244

5.2 伸缩节244

5.3 连接管244

5.4 空气阀244

第3篇 水轮发电机245

第1章 概述247

1 水轮发电机分类247

1.1 常规型式水轮发电机247

1.2 灯泡贯流式水轮发电机247

1.3 发电电动机250

2 水轮发电机型号250

第2章 水轮发电机主要参数251

1 电气参数设计251

1.1 电负荷A251

1.2 空载气隙磁通密度Bδ（磁负荷）251

1.3 电、磁负荷的匹配251

1.4 短路比251

1.5 直轴同步电抗Xd251

1.6 直轴瞬变电抗Xd′252

1.7 直轴超瞬变电抗Xd″252

1.8 磁路设计252

1.9 其他参数253

1.10 损耗与效率253

2 尺寸参考设计255

2.1 定子铁心内径Di和定子铁心长度lt的选择255

2.2 气隙长度σ的选择255

2.3 定子槽数的选择256

2.4 定子绕组设计256

3 运行特性257

3.1 空载特性257

3.2 短路特性258

3.3 功率运行特性258

3.4 V形曲线259

3.5 短路运行260

第3章 水轮发电机结构262

1 水轮发电机总体结构262

1.1 水轮发电机结构型式262

1.2 水轮发电机总体结构262

1.3 悬式和伞（半伞）式结构的判断267

1.4 全伞式机组稳定性267

2 定子267

2.1 定子机座268

2.2 定子铁心270

2.3 定子绕组276

2.4 定子装配281

3 转子291

3.1 转轴291

3.2 转子支架294

3.3 磁轭294

3.4 制动环296

3.5 旋转挡风板296

3.6 磁极296

3.7 风扇298

3.8 集电装置298

4 推力轴承299

4.1 推力轴承支撑结构型式299

4.2 扇形瓦推力轴承润滑计算304

4.3 推力轴承的油压顶起减载装置307

4.4 推力轴承油循环冷却310

4.5 推力轴承主要结构部件317

4.6 磁力减载装置323

5 导轴承324

5.1 导轴承结构型式324

5.2 导轴承设计与计算325

5.3 导轴承主要结构部件328

6 机架331

6.1 机架结构型式与分类331

6.2 机架主要结构部件332

6.3 机架适应变形的结构333

6.4 上机架与基础的传力方式333

6.5 机架允许振动值333

6.6 负荷机架的计算333

7 灭火系统335

7.1 灭火方式335

7.2 水灭火系统336

7.3 不同灭火系统的应用336

8 发电机中性点接地装置336

8.1 大型发电机中性点基本接地方式336

8.2 水轮发电机中性点接地特点337

8.3 经消弧线圈接地337

8.4 经高电阻接地338

8.5 设计原则与计算338

9 制动器及制动系统339

9.1 制动系统功能及制动器结构339

9.2 制动器计算340

9.3 电制动340

9.4 制动力矩与转速的关系341

9.5 机组转速与时间的关系341

9.6 计算各种制动力矩341

9.7 制动耗气量计算341

第4章 水轮发电机通风冷却系统342

1 水轮发电机通风系统分类及特点342

1.1 按循环方式分类342

1.2 按空气在发电机内的流动路径分类342

1.3 按空气进入发电机的路径分类343

1.4 按有无风扇分类343

1.5 按空气循环起因分类343

2 典型大型立式水轮发电机通风系统343

2.1 典型立式水轮发电机双路进风径向通风端部回风系统343

2.2 其他普通立式水轮发电机双路进风径向通风端部回风系统343

2.3 典型抽水蓄能水轮发电机通风系统344

2.4 典型灯泡贯流式水轮发电机通风系统344

3 水轮发电机通风系统设计与计算345

3.1 通风系统基本要求345

3.2 通风计算的目的345

3.3 风路计算345

4 水轮发电机通风冷却的数值分析346

4.1 CFD分析的前处理347

4.2 CFD分析的边界条件设置和仿真求解347

4.3 CFD分析的后处理348

5 水轮发电机冷却系统的发展348

6 水轮发电机冷却系统的分类、特点和适用范围348

6.1 水轮发电机冷却系统的分类348

6.2 不同冷却系统的特点及适用范围348

7 全空冷水轮发电机349

7.1 空冷技术的发展349

7.2 大型空冷水轮发电机的研究与试验349

7.3 大型空冷水轮发电机设计特点350

8 水内冷水轮发电机350

8.1 水内冷水轮发电机定、转子冷却部件的组合方式350

8.2 水内冷水轮发电机设计特点350

8.3 水内冷水轮发电机结构351

8.4 水内冷水轮发电机冷却水循环系统354

8.5 水内冷水轮发电机的部分计算355

9 水轮发电机发热与传热356

9.1 水轮发电机内的热源356

9.2 水轮发电机的通风损耗356

9.3 水轮发电机的发热与冷却过程及散热方式357

9.4 水轮发电机的温升极限及影响因素358

9.5 水轮发电机发热对材料的影响358

9.6 水轮发电机中的传热现象359

第5章 蒸发冷却水轮发电机364

1 蒸发冷却水轮发电机的原理及特点364

2 国内蒸发冷却水轮发电机运行概况及其成熟性364

3 蒸发冷却介质364

4 蒸发冷却水轮发电机设计特点365

5 蒸发冷却水轮发电机结构365

5.1 总体布置365

5.2 蒸发冷却系统部分主要部件365

5.3 蒸发冷却系统部分检测系统366

5.4 蒸发冷却供排液系统366

第6章 贯流式水轮发电机367

1 贯流式水轮发电机概述367

2 贯流式水轮发电机的类型和特点367

2.1 轴伸贯流式水轮发电机组367

2.2 全贯流（轮缘）式水轮发电机组368

2.3 灯泡贯流式水轮发电机组368

2.4 竖井贯流式水轮发电机组370

3 灯泡贯流式水轮发电机371

3.1 主要参数371

3.2 结构设计372

3.3 通风冷却系统377

3.4 发电机进人孔框架、封水盖板、导流板380

3.5 发电机辅助支撑380

3.6 灯泡贯流式水轮发电机消防灭火方式380

3.7 灯泡贯流式水轮发电机的防潮380

第7章 水轮发电机安装及试验382

1 一般安装程序382

1.1 悬式和伞式水轮发电机部件预装配382

1.2 悬式水轮发电机一般安装程序382

1.3 伞式水轮发电机一般安装程序382

2 定子装配382

2.1 定子组合工艺及要求382

2.2 分瓣定子合缝嵌线382

2.3 工地叠片和嵌线定子383

3 转子装配383

3.1 转子支架的组装及焊接383

3.2 磁轭装压383

4 上、下机架装配384

4.1 组合式机架装配384

4.2 焊接式机架装配384

5 发电机总装384

5.1 定子安装384

5.2 转子安装384

5.3 机架安装384

5.4 推力轴承安装384

5.5 推力轴承调整受力385

5.6 机组中心调整385

5.7 导轴承瓦间隙的确定385

6 工地试验385

6.1 水轮发电机试验标准385

6.2 水轮发电机试验386

第4篇 电气主接线和电气设备389

第1章 电气主接线391

1 概述391

2 发电机电压侧接线391

2.1 有汇流母线的接线391

2.2 发电机变压器组合接线392

3 升高电压侧接线393

3.1 变压器线路组接线393

3.2 桥形接线393

3.3 单母线及单母线分段接线394

3.4 双母线及双母线带旁路母线接线394

3.5 角形接线395

3.6 3/2断路器与4/3断路器接线395

3.7 均衡母线接线396

3.8 母线变压器接线396

4 抽水蓄能电站电动工况启动接线397

4.1 抽水蓄能电站主接线特点397

4.2 电动工况启动接线397

5 厂用电接线398

5.1 水电站厂用电主要特点398

5.2 厂用电源配置与取得方式398

5.3 厂用电接线398

5.4 厂用变压器与厂用电设备399

第2章 主变压器400

1 主变压器选型400

1.1 主变压器选择特点400

1.2 主变压器结构型式选择400

1.3 主变压器参数选择400

2 主变压器布置400

2.1 主变压器布置型式401

2.2 主变压器布置位置401

2.3 不同厂房型式的变压器布置401

第3章 高压配电装置404

1 概述404

2 高压配电装置位置选择原则404

3 敞开式配电装置404

3.1 低式布置404

3.2 中式布置405

3.3 半高式布置405

3.4 高式布置405

4 气体绝缘金属封闭开关设备配电装置406

4.1 GIS配电装置特点406

4.2 GIS配电装置布置406

5 混合式配电装置407

第4章 过电压保护408

1 系统电压和中性点接地方式408

1.1 电气设备运行电压和承受的各种电压408

1.2 系统中性点接地方式408

2 暂时过电压、操作过电压及其保护409

2.1 暂时过电压及其限制409

2.2 操作过电压及其保护410

3 雷电过电压保护411

3.1 架空线路段雷电过电压保护411

3.2 发电厂雷电过电压保护411

3.3 旋转电机雷电过电压保护412

3.4 中性点雷电过电压保护413

4 绝缘配合413

4.1 绝缘配合原则413

4.2 架空线路段绝缘配合414

4.3 发电厂绝缘配合414

第5章 接地415

1 接地设计标准415

1.1 接地分类及要求415

1.2 低压供电接地415

1.3 接地电阻要求415

2 接地电阻计算416

2.1 工频接地电阻计算416

2.2 冲击接地电阻计算417

3 均压网设计418

3.1 均压网设计一般要求418

3.2 接触、跨步电位差允许值418

3.3 接触、跨步电位差计算418

3.4 接地装置电位和入地电流计算419

3.5 接地装置工频暂态电压的反击419

4 接地装置419

4.1 接地装置一般要求419

4.2 接地导体截面选择及计算420

4.3 接地体防腐和标志421

4.4 接地电阻测量421

第5篇 水电站自动控制综合系统与装置423

第1章 概述425

第2章 水电站计算机监控系统426

1 概述426

2 系统结构类型与选择426

2.1 系统总体结构426

2.2 主站系统结构427

2.3 网络系统拓扑结构428

2.4 网络系统管理机制128

2.5 网络介质的选择429

3 硬件429

3.1 主站级设备429

3.2 现地控制单元430

3.3 电源系统431

4 主站系统功能431

4.1 数据采集431

4.2 安全监视与人机联系432

4.3 电站设备的指令操作432

4.4 生产统计与管理432

4.5 报表打印432

4.6 On-call系统433

4.7 WEB信息发布433

4.8 自动发电控制433

4.9 厂内经济运行433

4.10 梯级水电厂的经济运行433

4.11 自动电压控制433

4.12 智能辅助运行（CAO）433

4.13 培训仿真系统433

4.14 事故记录与分析系统433

4.15 通信433

4.16 数据库与数据管理434

4.17 系统授权管理434

4.18 系统自诊断与自恢复434

5 现地控制单元功能434

5.1 数据采集与处理434

5.2 人机联系435

5.3 控制与调节435

5.4 水力机械保护435

5.5 通信功能435

5.6 自诊断功能435

6 软件435

6.1 系统软件435

6.2 基本应用软件436

6.3 高级应用软件436

6.4 开发支持软件436

7 系统性能指标（Index of system performance）437

7.1 实时性437

7.2 可靠性（Reliability）438

7.3 可维修性（Maintainability）438

7.4 可用率（Availability）438

7.5 可扩性（Expandability）438

8 典型系统与应用实例438

8.1 多层分布开放系统——三峡右岸电站计算机监控系统438

8.2 H9000 V4.0计算机监控系统440

8.3 梯级远方集控系统——自山梯级水电站计算机监控系统442

8.4 NC2000水电厂自动化监控系统443

第3章 水轮机调速系统445

1 水轮机调速系统的构成及其任务445

1.1 水轮机调速系统的构成445

1.2 水轮机调速器任务445

1.3 水轮机调速系统的特点445

2 水轮机调速器445

2.1 我国水轮机调速器发展的历史及现状445

2.2 水轮机调速器的系统结构446

2.3 水轮机调速器的调节规律448

2.4 水轮机调速器的调节模式449

2.5 水轮机调速器的静态特性449

2.6 水轮机调速器的动态特性450

2.7 水轮机调速器的功能450

3 水轮机调速器的电气部分451

3.1 概述451

3.2 微机调速器测速环节451

3.3 调速器开关量输入452

3.4 调速器开关量输出452

3.5 调速器的模拟量输入452

3.6 调速器的模拟量输出452

3.7 调速器的位控输出452

3.8 控制电动机及其驱动器（步进、直流、交流）453

3.9 比例阀和数字阀及其驱动器453

3.10 调速器与上位机通信的接口与协议453

3.11 调速器的现场总线技术453

3.12 调速器的人机界面453

3.13 调速器的辅助测试与仿真功能454

3.14 调速器调节规律的形成454

3.15 调速器电气协联的实现454

3.16 多控单元调速器的调节与控制455

3.17 单微机与双微机控制的调节器构成455

3.18 微机调节器硬件的选择455

4 水轮机调速器的机械液压系统及主要部件455

4.1 概述455

4.2 电液随动系统455

4.3 机械液压随动系统458

4.4 电液转换装置459

4.5 前置液压放大器460

4.6 主配压阀460

4.7 分段关闭装置461

4.8 机组防飞逸装置（事故配压阀、重锤关机）461

4.9 紧急停机装置463

4.10 滤油器463

4.11 主接力器位置反馈装置463

5 油压装置463

5.1 油压装置的形式和组成463

5.2 压力油罐463

5.3 油泵464

5.4 组合阀464

5.5 回油箱464

6 典型的水轮机调速器实例464

6.1 GLT-100型贯流式水轮机调速器464

6.2 抽水蓄能机组的数字式电液调速器466

6.3 WB(L)T型PCC调速器467

7 水轮机调速系统的试验、测试及实时仿真系统468

7.1 试验项目468

7.2 系统功能及测试项目469

7.3 硬件配置及要求470

7.4 软件功能及要求470

7.5 实时仿真系统原理470

第4章 水轮发电机励磁系统473

1 概述473

1.1 水轮发电机励磁系统的作用473

1.2 水轮发电机励磁系统的发展及现状473

2 水轮发电机励磁系统的组成及特点476

2.1 水轮发电机励磁系统的组成476

2.2 微机励磁调节器的组成及特点476

2.3 励磁功率整流装置的组成及特点476

2.4 励磁灭磁及转子过电压保护系统的组成及特点477

2.5 起励装置477

3 励磁调节器477

3.1 励磁调节器的系统组成及工作原理477

3.2 励磁调节器的控制规律479

3.3 比较典型的励磁调节器数学模型480

3.4 励磁调节器通道配置482

3.5 励磁调节器调节方式482

3.6 励磁调节器的功能483

3.7 励磁调节器的人机界面485

3.8 励磁调节器的对外接口485

3.9 励磁调节器的调试软件486

3.10 励磁调节器的性能保证和技术条件486

4 功率整流系统486

4.1 对功率整流系统的要求486

4.2 功率整流系统的运行模式486

4.3 晶闸管元件的选用487

4.4 快速熔断器的选用487

4.5 功率整流系统的冷却方式488

4.6 功率整流系统的结构形式488

4.7 功率整流系统的过电压保护488

4.8 功率整流系统的智能化控制489

5 灭磁系统489

5.1 灭磁系统的任务及要求489

5.2 灭磁方式的分类及特点490

5.3 灭磁开关491

5.4 灭磁电阻492

5.5 转子过电压保护492

6 励磁变压器493

6.1 励磁变压器的形式及特点493

6.2 励磁变压器的结构与设计494

6.3 励磁变压器的辅助系统494

6.4 励磁变压器的选用计算495

7 特殊类型水轮发电机励磁系统496

7.1 抽水蓄能机组励磁系统496

7.2 电制动系统496

8 水轮发电机励磁系统的调试与试验498

8.1 遵循的试验标准498

8.2 标准规定的励磁系统试验项目498

8.3 具体的励磁设备试验内容498

8.4 励磁调节器电磁兼容性试验498

8.5 电力系统稳定器试验499

9 水轮发电机励磁系统的运行及维护499

9.1 水轮发电机励磁系统的运行499

9.2 水轮发电机励磁系统的维护501

10 水轮发电机励磁系统的典型应用实例502

10.1 电站励磁系统的特点502

10.2 公伯峡励磁系统设计方案503

第5章 水电厂继电保护506

1 概述506

1.1 水电厂继电保护发展506

1.2 水电厂继电保护的特点506

2 水轮发电机保护507

2.1 发电机内部故障分析和保护507

2.2 定子单相接地保护510

2.3 励磁回路接地保护513

2.4 失磁保护513

2.5 失步保护514

3 变压器保护515

3.1 变压器保护配置原则515

3.2 变压器保护方案选择516

4 母线保护516

4.1 母线保护的配置原则516

4.2 母线保护方案选择517

4.3 TA特性对母线保护的影响518

5 断路器保护518

5.1 断路器保护配置原则518

5.2 母线形主接线的断路器失灵保护设计原则519

5.3 多角形主接线的失灵保护519

5.4 微机型失灵保护特点519

6 厂用电保护及安全自动装置519

6.1 厂用变压器保护519

6.2 厂用母线保护520

6.3 厂用联络线保护520

6.4 备用电源自动投入装置520

7 故障录波520

7.1 故障录波的配置原则520

7.2 发变组故障录波521

7.3 开关站（线路）故障录波521

8 继电保护及故障录波信息管理系统521

8.1 设计原则521

8.2 系统结构521

8.3 系统功能521

9 火电厂继电保护配置实例528

第6章 水电厂自动化元件及辅机控制系统529

1 水电厂自动化元件应用综述529

2 水电厂自动化元件配置529

2.1 温度测量530

2.2 压力测量530

2.3 流量测量531

2.4 液位测量532

2.5 位置533

2.6 其他533

3 水电厂自动化执行元件及装置534

3.1 电控类534

3.2 液控类535

4 水电厂辅机控制系统536

4.1 控制系统综述536

4.2 压缩空气系统538

4.3 供水系统542

4.4 排水系统542

4.5 油压系统544

第7章 水电厂水情自动测报系统548

1 概述548

1.1 水情自动测报系统组成548

1.2 水电厂水情自动测报系统发展历程548

2 水情自动测报技术549

2.1 遥测站549

2.2 中继站549

2.3 中心站550

2.4 数据通信550

3 无线通信组网设计与电路质量测试550

3.1 无线通信组网设计550

3.2 无线电路质量测试551

4 水情自动测报系统总体设计553

4.1 概述553

4.2 建设水情遥测系统的必要性、可行性与设计依据553

4.3 设计原则554

4.4 系统基本功能554

4.5 系统工作体制选择554

4.6 系统硬件配置及主要技术指标555

4.7 操作系统及应用软件556

4.8 系统的供电及防雷措施556

4.9 系统可靠性557

4.10 土建工程557

4.11 系统建设进度、人员编制和培训559

4.12 系统工程概算559

5 系统的建设与考核559

5.1 系统的建设559

5.2 系统的考核验收559

6 水情自动测报系统常见问题及解决方法560

6.1 硬件部分560

6.2 软件部分560

7 卫星通信在水情自动测报系统中的应用560

7.1 海事（Inmarsat）卫星通信在富春江水情测报系统中的应用561

7.2 VSAT卫星通信在映秀湾水情自动测报系统中的应用562

8 卫星与GSM通信在水情信道质量测试中的应用实例562

8.1 测试结果的分析562

8.2 结论563

第8章 水电站闸门控制系统564

1 概况564

2 水电站闸门启闭机简介564

2.1 固定卷扬式启闭机564

2.2 液压启闭机564

2.3 门式启闭机565

2.4 桥式启闭机565

2.5 台车式启闭机565

3 闸门启闭电气传动与控制技术及装置565

3.1 液压启闭机的控制565

3.2 固定卷扬式启闭机及四连杆启闭机的电气传动与控制567

3.3 门桥机电气传动与控制569

4 闸门检测技术及装置570

4.1 闸门开度检测570

4.2 闸门位置检测571

4.3 门、桥机检测装置571

4.4 水位／水位差测量装置572

4.5 检测信号的处理和使用573

5 闸门监控技术及装置573

5.1 集中控制设备设置的原则573

5.2 监控系统网络结构573

5.3 集中控制功能573

5.4 集中控制设备配置573

6 水电站闸门控制自动化系统实例574

6.1 泄水闸的电气传动与控制实例574

6.2 水闸监控的典型工程实例575

第9章 水轮发电机组状态监测系统578

1 概述578

1.1 开展状态监测的必要性578

1.2 国外发展状况578

1.3 国内发展状况579

1.4 状态监测系统的设计原则580

2 状态监测系统的构成580

2.1 状态监测系统的基本结构580

2.2 测点布置581

2.3 各类机组的典型测点配置583

3 状态监测系统的设备组成584

3.1 传感器选型584

3.2 数据采集装置的选型590

3.3 上位机及网络设备的配置591

4 状态监测系统的功能593

4.1 振动摆度监测分析593

4.2 压力脉动监测分析593

4.3 空化与能量监测分析593

4.4 发电机气隙监测分析594

4.5 发电机磁场强度监测分析594

4.6 发电机局部放电监测分析595

4.7 发电机运行参数监测分析595

4.8 报警与预警595

4.9 数据管理596

4.10 故障诊断596

4.11 优化运行596

4.12 检修指导596

4.13 性能评估与试验596

4.14 状态报告597

4.15 远程监测分析598

4.16 其他功能598

5 状态监测系统的典型应用598

5.1 实施概况598

5.2 总体结构598

5.3 监测内容599

5.4 设备配置599

5.5 主要功能601

5.6 应用情况602

5.7 应用经验604

第10章 水电站管理信息系统605

1 概述605

2 水电站管理信息系统硬件605

2.1 水电站管理信息系统网络605

2.2 搭建水电站MIS系统网络607

3 水电站管理信息系统软件607

3.1 综合性MIS系统608

3.2 专用性MIS系统611

4 水电站管理信息系统的开发基础612

4.1 系统开发的认识612

4.2 系统的开发方式与阶段613

5 水电站管理信息系统开发的调查与分析613

5.1 组织结构调查614

5.2 事务处理调查614

5.3 信息流程调查与分析614

6 水电站管理信息系统开发的设计614

6.1 系统总体设计614

6.2 系统物理设计615

6.3 系统设计方案编写与评审619

7 水电站管理信息系统开发的实施619

7.1 系统环境的实施619

7.2 系统编程开发619

7.3 系统调试620

7.4 编写系统使用说明书620

7.5 系统的建立与转换621

7.6 系统验收621

8 水电站管理信息系统的管理与维护621

8.1 系统管理与维护的组织621

8.2 系统的日常管理与维护622

9 实例——水电站专用MIS系统应用软件方案介绍622

9.1 系统建设目标与原则622

9.2 应用系统平台选型描述622

9.3 MAXIMO软件典型基本功能描述623

9.4 应用系统功能624

第11章 水电工程安全监测626

1 概述626

1.1 安全监测的目的626

1.2 监测范围与监测项目626

1.3 监测工作的基本要求626

2 外部变形监测627

2.1 监测内容627

2.2 监测设施和仪器设备627

2.3 监测方法与成果628

3 内部变形监测629

3.1 监测内容629

3.2 监测仪器设备629

3.3 观测及资料整理631

4 接缝和裂缝监测632

4.1 监测内容632

4.2 监测仪器设备632

4.3 观测及资料整理632

5 渗流渗压监测633

5.1 监测内容633

5.2 监测仪器设备633

5.3 观测方法与成果634

6 应力、应变、压力及温度监测634

6.1 监测内容634

6.2 监测仪器设备634

6.3 观测及资料整编635

7 环境量监测636

7.1 监测内容636

7.2 仪器设备636

7.3 观测637

8 巡视检查637

8.1 巡视检查内容637

8.2 巡视检查方法637

8.3 巡视检查报告编制637

9 工程安全监测自动化637

9.1 监测自动化项目和内容的选择原则637

9.2 监测自动化系统组成及网络布置形式638

9.3 监测自动化系统功能要求638

9.4 现场安装调试639

9.5 系统运行管理与维护639

10 监测资料整编分析640

10.1 监测资料分析目的和内容640

10.2 监测资料分析方法641

10.3 监测资料应用与反馈641

第12章 水电站通信系统643

1 通信系统特点643

1.1 可靠性要求高643

1.2 通信方式多样化643

1.3 信息种类繁多643

1.4 适应各类接口643

1.5 设备布置相对集中643

2 系统组成及方式643

2.1 系统组成643

2.2 通信方式643

3 对外通信系统643

3.1 与水利系统的通信643

3.2 与电力系统的通信643

3.3 与公用电信部门的通信643

4 电站内部通信系统643

4.1 内部调度通信643

4.2 内部行政通信644

4.3 有线通信线路645

5 航运通信645

6 施工期通信646

6.1 施工内部通信646

6.2 施工对外通信646

7 梯级水电站及水电站群的通信646

7.1 调度管理中心的通信646

7.2 梯级水电站及水电站群的系统通信646

8 综合网络管理646

8.1 主要任务646

8.2 设置原则646

8.3 基本功能646

8.4 网络结构646

8.5 软件系统646

9 光纤通信647

9.1 传输体制647

9.2 传输容量选择647

9.3 保护方式647

9.4 设备配置647

9.5 公务电话647

9.6 光纤传输网管647

9.7 通信光缆647

10 微波通信647

10.1 系统特点及组成647

10.2 PDH系统指标647

10.3 SDH系统指标649

10.4 路由断面设计650

10.5 系统核算方法651

10.6 设备选型及配置651

11 电力线载波通信651

11.1 系统组成652

11.2 耦合方式652

11.3 通道及频率652

11.4 设备选型及配置652

12 卫星通信653

12.1 系统组成653

12.2 地球站的设置653

13 通信电源653

13.1 系统主要特点653

13.2 系统组成653

13.3 系统配置653

14 设备布置653

15 仪器仪表654

15.1 厂内通信654

15.2 光纤通信654

15.3 载波通信654

15.4 微波通信654

15.5 卫星地球站、移动通信等654

16 三峡水利枢纽通信网络组网实例654

参考文献655

第6篇 水电站运行657

第1 章概述659

1 水能资源的地位、作用和运行特点659

1.1 水能资源的地位659

1.2 水能资源的作用及影响659

1.3 水电站的运行特点661

2 水电站运行的任务、原则和内容663

2.1 水电站运行的任务663

2.2 水电站运行的原则664

2.3 水电站运行的内容665

3 水电站运行方式666

3.1 水电站的经济运行方式666

3.2 水电站调节性能及其运行方式667

4 抽水蓄能电站及其运行方式669

4.1 抽水蓄能电站在电力系统中的作用669

4.2 抽水蓄能电站工作原理670

4.3 抽水蓄能电站类型670

4.4 抽水蓄能电站运行方式671

5 水电站及其互联电力系统联合优化安全经济运行672

5.1 电力系统中水、火电日负荷分配672

5.2 电力系统中水电站水库群联合优化运行673

第2章 水电站及水库动力特性675

1 机组段动力特性675

1.1 机组段流量特性曲线绘制675

1.2 水电站的机动性及开停机耗水量676

2 水电站水能动力特性677

2.1 水电站生产过程677

2.2 水电站水能动力特性与动力平衡677

2.3 水电站动力指标677

2.4 水电机组的典型动力特性678

3 水库特性及其特征参数680

3.1 水库的面积特性与容积特性680

3.2 水库的特征水位680

4 流域梯级水力电力联系680

4.1 梯级水电站间的流量联系680

4.2 梯级水电站间的水头联系681

第3章 水轮发电机组运行682

1 概述682

1.1 水轮发电机组的基本知识682

1.2 水轮发电机组的运行方式683

1.3 水力发电机组的事故685

2 调速器及励磁装置控制685

2.1 水轮机调速器685

2.2 水力发电机组励磁装置687

3 油、气、水辅机系统的控制与运行688

3.1 油系统688

3.2 供水系统689

3.3 排水系统690

3.4 压缩空气系统691

4 水工设备运行691

4.1 闸门和阀门691

4.2 启闭机693

4.3 拦污栅及清理机694

4.4 水工机械设备的布置与选型696

5 开关站运行697

5.1 开关站的分类697

5.2 开关站中的电气设备697

5.3 开关站的电气主接线699

5.4 开关站的综合自动化700

6 现代水电厂计算机控制700

6.1 水电站计算机监控技术的发展700

6.2 水电站计算机监控系统的功能701

6.3 水电站现地控制单元702

6.4 水电站电厂级控制703

6.5 水电站计算机监控系统的数据库704

7 水电站自动发电控制的实现及运行704

7.1 电力系统自动发电控制704

7.2 水电站自动发电控制原理及任务705

7.3 水电站自动发电控制与电力系统自动发电控制结合方式及实现705

7.4 水电站自动发电控制运行模式及其实现706

7.5 水电站自动发电控制常用的算法706

第4章 水电站厂内经济运行原理与应用710

1 水电站厂内经济运行的优化准则710

1.1 空间最优化准则710

1.2 时间最优化准则710

2 水电站最优发电计划和方案的制订710

2.1 水电站厂内经济运行的任务及内容710

2.2 水电站经济运行方式711

3 机组间最优负荷的分配与最优开停机优化711

3.1 机组间最优负荷的分配711

3.2 水电站最优开停机优化计划717

4 最优负荷分配中的误差分析718

4.1 动力特性误差对效益的影响719

4.2 机组调节执行误差对效益的影响719

5 水电站厂内经济运行工程实践720

5.1 逐次逼近动态规划法求解水电站厂内机组组合问题实例720

5.2 水电站厂内经济运行负荷分配实例721

第5章 水库及流域梯级优化运行724

1 水文循环描述与产汇流计算724

1.1 水分循环及水量平衡724

1.2 产汇流计算725

2 径流描述及其预报原理与方法727

2.1 短期降雨径流流域模型727

2.2 径流随机描述728

2.3 Markov链径流描述729

3 水库短期优化运行729

3.1 水、火电日负荷分配模型729

3.2 最优性条件730

3.3 水电站、火电厂联合日最优运行方式制定的动态规划法730

3.4 几种常用的水电系统优化模型731

4 流域梯级短期联合优化运行731

4.1 数学模型及最优性条件731

4.2 梯级水电站之间的水力联系732

4.3 梯级水电站的情况732

4.4 进一步讨论733

5 水库中长期优化运行734

5.1 时段水能计算734

5.2 水库发电常规调度图的绘制734

5.3 随机优化调度模型与方法735

6 流域梯级中长期联合优化运行737

6.1 结合水库调度图的梯级水库群联合调度K判别法737

6.2 隐随机优化调度方法737

第6章 水库及流域梯级防洪优化运行741

1 防洪调度原理741

1.1 水库调洪作用741

1.2 水库调洪演算的基本原理742

1.3 调洪计算方法743

2 水库防洪调度方案及渡汛计划编制743

2.1 防洪调度中要研究的问题744

2.2 有下游防洪任务的水库防洪调度744

2.3 无下游防洪任务的水库防洪调度747

2.4 水库防洪调度运用计划747

3 水库防洪优化运行748

3.1 水库防洪任务和最优准则748

3.2 单水库防洪优化调度的数学规划方法748

3.3 多目标防洪调度750

3.4 防洪调度其他问题750

4 流域梯级防洪优化运行751

4.1 水库群联合调洪方式751

4.2 水库群防洪库容分配752

4.3 水库群防洪调度数学模型752

4.4 水库群防洪优化调度的常用方法755

5 防洪调度运行的实施及其自动化系统755

5.1 防洪调度综合自动化系统的规划设计755

5.2 水情信息自动采集系统755

5.3 水调自动化计算机网络系统757

5.4 防洪调度决策支持系统757

参考文献759

第7篇 抽水蓄能电站761

第1章 抽水蓄能技术的应用和发展763

1 抽水蓄能电站的类型763

2 抽水蓄能电站在电网中的作用763

3 抽水蓄能电站的主要建筑物763

4 抽水蓄能电站的机组765

4.1 抽水蓄能机组的型式765

4.2 抽水蓄能机组技术发展趋势765

5 国外抽水蓄能发展概况767

6 我国抽水蓄能技术发展概况768

6.1 已建工程768

6.2 在建工程概况769

6.3 设计和规划中的工程770

第2章 混流式水泵水轮机的水力性能和试验772

1 水泵水轮机的水力参数772

1.1 比转速772

1.2 效率773

1.3 单位转速和单位流量773

1.4 空化系数774

1.5 压力脉动774

1.6 轴向水推力774

1.7 径向水推力775

2 水泵水轮机的水力设计775

2.1 转轮的水力设计775

2.2 蜗壳及座环的设计780

2.3 活动导叶设计781

2.4 尾水管设计782

3 水泵水轮机的选型计算783

3.1 选型计算783

3.2 模型与真机效率换算784

3.3 运转特性曲线的绘制784

3.4 吸出高度的确定786

4 水泵水轮机水力试验786

4.1 水泵水轮机模型试验786

4.2 模型试验788

4.3 模型几何尺寸检查790

4.4 试验结果的计算790

4.5 不确定度的分析791

第3章 混流式水泵水轮机机械设计792

1 混流式水泵水轮机组的总体设计792

1.1 概况792

1.2 水泵水轮机总体设计必须考虑的问题794

1.3 国内外一些典型的混流式水泵水轮机的主要参数及剖面图794

2 水泵水轮机转轮的结构设计799

2.1 转轮的结构特点及其设计的主要问题799

2.2 转轮的材料选择799

2.3 转轮的焊接结构799

2.4 转轮的分瓣结构799

2.5 转轮与主轴的连接800

2.6 降低转轮动应力提高抗疲劳性能的措施800

2.7 水泵水轮机转轮刚强度、疲劳以及动态特性分析800

3 水泵水轮机轴承设计806

3.1 轴承结构型式和使用条件806

3.2 分块瓦轴承设计参数的选取807

3.3 轴承计算807

3.4 轴承主要材质与制造要求808

4 主轴密封808

4.1 水泵水轮机主轴密封的运行条件和一般要求808

4.2 主轴密封的结构类型809

5 水泵水轮机导水机构设计812

5.1 导水机构的组成和作用812

5.2 导叶控制机构的形式和特点812

5.3 单元式接力器的发展和应用813

5.4 广州抽水蓄能电站二期的数字型单元式接力器控制系统814

5.5 惠州和宝泉抽水蓄能电站的单元式接力器815

5.6 导叶及控制机构设计计算815

5.7 导叶控制机构的设计要点815

6 水泵水轮机顶盖、底环设计815

6.1 顶盖的结构特点及设计815

6.2 底环的结构特点及设计816

6.3 顶盖、底环的受力分析817

6.4 水泵水轮机顶盖刚强度及动态特性分析818

7 水泵水轮机蜗壳、座环设计820

7.1 蜗壳设计820

7.2 座环设计822

7.3 蜗壳座环强度分析823

7.4 水泵水轮机固定导叶动态特性分析823

8 水泵水轮机尾水管设计823

8.1 尾水管结构特点823

8.2 尾水管的基础受力824

8.3 尾水管强度计算824

9 水泵水轮机辅助系统及管路设计825

9.1 水泵水轮机油系统组成和管路设计825

9.2 水泵水轮机气系统设计825

9.3 水泵水轮机水系统设计826

10 抽水蓄能机组的进水阀及控制机构827

10.1 进水阀的用途和种类827

10.2 球形阀的结构、计算及控制机构828

10.3 蝴蝶阀的结构及控制机构833

第4章 水泵水轮机的关键技术问题836

1 S区及驼峰区的控制836

1.1 S特性及其控制836

1.2 驼峰区及其控制836

2 初次充水836

2.1 利用水泵水轮机初次充水836

2.2 利用辅助水泵初次充水837

3 工况转换837

4 过渡过程837

4.1 水轮机工况启动及增负荷837

4.2 水轮机工况甩负荷838

4.3 泵工况启动及抽水838

4.4 水泵工况断电838

4.5 尾水管水柱分离838

4.6 过渡过程计算838

4.7 水泵水轮机压力钢管的自激共振839

第5章 发电电动机主要数据840

1 额定容量SN和额定功率PN840

2 额定电压UN840

3 额定功率因数cos ？N840

4 额定转速nN840

5 飞逸转速nr840

6 飞轮力矩GD2840

7 机械（惯性）时间常数Tmec与储能常数H841

8 短路比SCR841

9 直轴瞬态电抗X′d841

10 槽电流Is和定子绕组并联支路数α841

11 电负荷和热负荷841

11.1 电负荷A841

11.2 热负荷AJ842

12 磁负荷843

13 铁心和绕组温升843

14 效率与损耗843

14.1 额定效率ηN和加权平均效率ηw843

14.2 损耗844

15 调相容量及充电容量844

第6章 抽水蓄能机组的双向推力轴承845

1 前言845

2 推力轴承的设计计算845

2.1 推力轴承的参数845

2.2 推力轴承的热弹流分析845

3 推力轴承支撑结构847

3.1 支柱螺栓支撑结构848

3.2 支柱托盘848

3.3 小弹簧848

3.4 弹性盘848

3.5 弹性油箱848

3.6 弹性梁双托盘849

4 推力轴承主要零部件849

4.1 巴氏合金瓦849

4.2 弹性金属塑料瓦849

4.3 镜板推力头849

5 推力轴承的润滑冷却850

5.1 外加泵外循环850

5.2 自身泵（镜板泵，导瓦泵）外循环850

6 推力轴承的油密封850

6.1 密封盖密封850

6.2 挡油管密封851

7 高压油顶起系统851

第7章 发电电动机的通风冷却技术852

1 前言852

2 发电电动机的通风系统结构852

2.1 双路径向无风扇通风方式852

2.2 带风扇径向通风方式852

2.3 强迫通风方式852

3 发电电动机的通风冷却特点852

3.1 发电电动机总风量设计依据852

3.2 发电电动机风扇系统设计852

3.3 发电电动机采用转子斜支臂对通风系统的影响853

4 发电电动机定子直冷技术853

4.1 定子绕组直接冷却853

4.2 定子绕组蒸发冷却系统855

5 发电电动机的强迫冷却方式855

5.1 发电电动机转子强迫冷却结构855

5.2 发电电动机通风系统计算网络857

第8章 发电电动机的启动与工况转换858

1 概述858

2 发电电动机的辅助电动机启动858

3 发电电动机的异步启动858

3.1 全压异步启动858

3.2 降压异步启动858

3.3 异步启动方式的优缺点859

4 发电电动机的背靠背启动859

5 发电电动机的变频启动859

5.1 低速运行时的步进驱动方式859

5.2 静止变频器启动方式的特点860

5.3 变频装置的谐波问题860

6 各种启动方式的比较860

7 发电电动机的工况转换860

7.1 发电电动机的工况概述860

7.2 发电电动机的运行极限861

7.3 发电电动机的制动861

第9章 可变速双馈异步电机862

1 概述862

2 可调速电机的变速原理和特性862

3 双馈异步电机的基本原理和结构863

4 双馈异步电机的稳态运行特性864

4.1 数学模型864

4.2 稳态运行865

4.3 交流励磁电源容量866

5 交流励磁电源概述867

6 交—直—交型变频器概述867

7 交—交型变频器概述867

8 双馈异步电机的控制原理及控制系统869

8.1 双馈异步发电机的数学模型869

8.2 双馈异步发电机的控制系统及控制策略870

8.3 双馈变速恒频异步发电机的控制系统870

8.4 双馈变速恒频异步发电机控制系统的设计分析871

8.5 400MW大河内可调速抽水蓄能机组的控制系统及策略871

9 双馈异步电机的动态分析873

10 光纤电流互感器在可调速抽水蓄能机组系统的应用与研究874

10.1 光纤电流互感器（OCT）的基本原理及应用874

10.2 光纤电流互感器（OCT）的应用875

10.3 光纤电流互感器的特性875

11 可调速水轮发电机组的转速和负荷控制875

11.1 水轮发电机组的数学模型875

11.2 水轮发电机组控制系统的设计876

12 可调速水轮发电机组的电网并联运行877

12.1 网络联结模型877

12.2 同步电机的动态模型877

12.3 可调速双馈异步电机动态模型878

12.4 可调速双馈异步电机与凸极同步电机的并联运行879

13 双馈异步电机的发展和应用880

13.1 风机的功率模型880

13.2 双馈异步发电机的控制系统及控制策略880

第10章 抽水蓄能电站的运行和管理883

1 抽水蓄能电站生产运行特点883

2 抽水蓄能电站的生产管理体系883

2.1 生产管理组织机构和职能883

2.2 生产管理制度体系883

3 抽水蓄能电站的生产管理模式884

3.1 运行管理模式884

3.2 检修维护管理模式884

4 抽水蓄能电站机组检修维护管理884

4.1 日常维护消缺884

4.2 机组检修884

4.3 检修工作应注意的事项885

第11章 抽水蓄能电站的现场试验88