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1、以水具有的重力勢能轉(zhuǎn)變成動能的水沖水輪機,水輪機即開始轉(zhuǎn)動,若我們將發(fā)電機連接到水輪機,則發(fā)電機即可開始發(fā)電.如果我們將水位提高來沖水輪機,可發(fā)現(xiàn)水輪機轉(zhuǎn)速增加.因此可知水位差愈大則水輪機所得動能愈大,可轉(zhuǎn)換之電能愈高.這就是水力發(fā)電的基本原理.
能量轉(zhuǎn)化過程是：上游水的重力勢能轉(zhuǎn)化為水流的動能,水流通過水輪機時將動能傳遞給汽輪機,水輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動將動能轉(zhuǎn)化為電能.因此是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程.
由于水電站自然條件的不同,水輪發(fā)電機組的容量和轉(zhuǎn)速的變化范圍很大.通常小型水輪發(fā)電機和沖擊式水輪機驅(qū)動的高速水輪發(fā)電機多采用臥式結構,而大、中型代速發(fā)電機多采用立式結構.由于水電站多數(shù)處在遠離城市的地方,通常需要經(jīng)過較長輸電線路向負載供電,因此,電力系統(tǒng)對水輪發(fā)電機的運行穩(wěn)定性提出了較高的要求：電機參數(shù)需要仔細選擇；對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量要求較大.所以,水輪發(fā)電機的外型與汽輪發(fā)電機不同,它的轉(zhuǎn)子直徑大而長度短.水輪發(fā)電機組起動、并網(wǎng)所需時間較短,運行調(diào)度靈活,它除了一般發(fā)電以外,特別適宜于作為調(diào)峰機組和事故備用機組.。

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