【正文】 穩(wěn)定的電流，如果轉(zhuǎn)速變化過大，電流的頻率也將發(fā)生較大偏差（我國交流電的頻率規(guī)定為每秒50周波）。但是“自動調(diào)速器”的構(gòu)造比較復(fù)雜、價錢貴，所以在微型農(nóng)村水電站上往往都沒有采用“自動調(diào)速器”。但是，如果是一個5KW的微型電站有1KW的負(fù)載變化，微型電站（沒有穩(wěn)壓控制器）的電壓變化就是120%，（220V電壓120%=264V）就會燒毀用電設(shè)備。電路如（圖30）所示。第五章其截面：。簡單的計算方法先計算出發(fā)電機(jī)的電流： 例：有1000W發(fā)電機(jī)，額定電壓220V。如：。 ，計算導(dǎo)線的電阻：500米2根=1000米（雙線），導(dǎo)線的電阻是(計算公式：R=PL/S祥見附表3) 1000米/= 。要對這些遠(yuǎn)距離的用戶送電要采取提高電壓的方法進(jìn)行送電。線路防雷可參照下圖。村子有18戶人家，設(shè)計每戶用電150瓦（以電視機(jī)60瓦，照明45盞燈90瓦計），考慮人戶增加按20戶計算，欲建一座3千瓦水力發(fā)電機(jī)站。 解：3千瓦水力發(fā)電機(jī)，50米落差，選用沖擊型斜擊式機(jī)組，每秒用水量在10公斤左右。每小時發(fā)電用103600秒=36立方水。管道根據(jù)需要選取。 斤=。 選用300瓦斜擊式水力發(fā)電機(jī)，每秒用水量約3公斤；1小時36003=，每天可發(fā)電52/=。 枯水季節(jié)發(fā)3KW，豐水季節(jié)發(fā)6KW。 （二）電流電流的大小用單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量的多少來度量，如果在1s內(nèi)，穿過導(dǎo)體截面的電荷量為1C，則稱導(dǎo)體中通過的電流為1安培，簡稱為安，以符號A表示。（四）電功電功的單位：J。功率可表示為 電壓、電流、就如同我們熟悉的水壓。水在管道里流動時，其管道的粗細(xì)不同，其阻力也就不一樣。如導(dǎo)線粗電阻就小、能夠通過的電流就大，相反如果導(dǎo)線細(xì)能夠通過的電流就小。 功率是能量單位。 了解上面的關(guān)系式后，我們就可以進(jìn)行電路計算。二、直流電和交流電（一）直流和交流我們知道，干電池中間的炭棒是正級，外殼的鋅皮是負(fù)極，炭棒的電位始終比鋅皮的電位高。交流電源兩個極的電位與干電池不同，它沒有固定的極性。交流電的電流從零開始，逐漸增大，到了正的最大值后又逐漸減小,一直降到零，以后向反方向逐漸增大，到了負(fù)的最大值后又逐漸下降為零，完成一次完全變化。在兩極同步發(fā)電機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)，定子的交流電壓變完成一個完全變化 。反相情況下，當(dāng)一個交流電達(dá)到正的最大值時 ，另一個交流電恰好達(dá)到負(fù)的最大值。 交流電流(或電壓)的大小值通常都用有效值 來表示。用交流電來發(fā)電送電用電，投資小操作簡單運(yùn)行可靠。 交流電又有單相交流電和三相交流電的區(qū)別。這三個繞組發(fā)出的交流電頻率和電壓最大值都相等 ，而相互之間有120度的相位差，這樣的三個電壓叫做三相對稱電壓，通常所講的三相電壓，除特別聲明外都指對稱的 。在星形接法中，線電流等于相電流。 發(fā)電機(jī)的三相繞組，也可接成三角形接法，這時，要把每一組繞組的尾端和別一組的首端依次相連接，使三組繞組構(gòu)成一個閉合的回路，并從三個連接點ABC上分別引出三根火線。 在三角接法中，由于任意兩根火線都是從電源的一相繞組的尾端和首端引出的，因此線電壓就等于相電壓，例如UAB=UAX，其中UAB是線電壓，UAX是相電壓，但是，在三角形接法時，線電流和相電流就不相同了。 第八章（一）試運(yùn)行前的檢查工作首先應(yīng)清理場地，把無關(guān)雜物一概清除。絕緣電阻值末達(dá)到上述要求時，則應(yīng)對發(fā)電機(jī)進(jìn)行干燥烘干處理。配電盤內(nèi)部的接線是否正確，特別是要注意檢查電流互感器的副線圈電路不能開路。 9）自動空氣開關(guān)或閘刀開關(guān)進(jìn)行拉開、合上操作兩面次，檢查觸點接觸是否良好，三相開關(guān)合閘時是否一致，操作機(jī)構(gòu)是否靈活。 10）檢查配電盤、發(fā)電機(jī)、避雷器和變壓器外殼等應(yīng)該接地的部分是否與接地裝置牢固連接。上述準(zhǔn)備工作做好后，才可打開進(jìn)水口閘門，進(jìn)行水輪機(jī)充水試驗。 檢查壓力水管有無漏水。 慢慢打開水輪機(jī)前的閘閥，檢查水輪機(jī)部分有無漏水。一般分空載低速試運(yùn)行，空載額定轉(zhuǎn)速試運(yùn)行。機(jī)組在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時電氣部分試驗項目如下：這時會出現(xiàn)電壓和頻率下降的情況，這時必須繼續(xù)調(diào)節(jié)進(jìn)水閘門，使電壓和頻率達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。 （二）斷開發(fā)電機(jī)的總開關(guān)和各分路開關(guān)。四、運(yùn)行注意事項及日常維護(hù)工作1）根據(jù)配電盤上及水輪發(fā)電機(jī)上儀表的指示，監(jiān)視水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，定時記錄儀表上的指示及記錄所在出現(xiàn)的不正常情況。 2）監(jiān)視水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行是否正常，有無震動或雜音，有無異常氣味，各部份溫度是否過高。 3）注意各機(jī)件是否正常，有無漏油、漏水、漏氣及各部的螺栓有無松脫現(xiàn)象。 4）注意傳動設(shè)備（如皮帶、齒輪、聯(lián)軸節(jié)等）的使用是否正常，有無不安全現(xiàn)象。 5）有勵磁裝置的發(fā)電機(jī)應(yīng)注意勵磁機(jī)的換向器及發(fā)電機(jī)滑環(huán)上有無過多或過大的火花。 6）發(fā)電機(jī)的各相電壓大小要基本平衡，而且維持在規(guī)定值的5%范圍內(nèi)變動（對于額定電壓為400伏的發(fā)電機(jī)，應(yīng)運(yùn)行在380V～420V的范圍內(nèi)）。金屬的光亮部份，表面應(yīng)經(jīng)常保持有一層黃油，以防銹蝕。 水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中有異常的聲音或發(fā)生強(qiáng)烈震動經(jīng)處理無效時。 發(fā)電機(jī)勵磁機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子冒煙發(fā)火或有焦灼氣味時。 換向器電刷或滑環(huán)有強(qiáng)烈火花，經(jīng)處理無效時。 定子溫升超過容許值，雖然降低負(fù)荷運(yùn)行，但溫度仍繼續(xù)升高時。 各個軸承在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)高熱（超過規(guī)定值），經(jīng)加添潤滑油脂而其溫度繼續(xù)上升時。 在沒有分路開關(guān)情況下，輸電線路故障一時又不能修理好時。 發(fā)現(xiàn)傳動皮帶或接合處有松脫現(xiàn)象。 水輪機(jī)轉(zhuǎn)速突然下降，或運(yùn)行中速度慢慢下降或不穩(wěn)定，調(diào)速系統(tǒng)不能控制水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速時。 發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備損壞或人身事故與自然災(zāi)害時。 水輪機(jī)嚴(yán)重漏水，壓力水管破裂時。發(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)盡量保持在50HZ左右。 最后要做突然甩負(fù)荷試驗，也按25%、50%、75%、100%負(fù)荷分別進(jìn)行，檢查穩(wěn)壓器能否正常工作。有條件的可測定各種負(fù)荷下的機(jī)組出力、效率及各輔助設(shè)備的運(yùn)行情況。 （2）三相發(fā)電機(jī)，檢查發(fā)電機(jī)三相電壓是否對稱。 （1）有勵磁裝置的發(fā)電機(jī)，檢查勵磁裝置是否能自動建壓。 1）空載低速試運(yùn)行在盤車檢查和充水試驗后，應(yīng)進(jìn)行空載低速試運(yùn)行 。觀察檢查并作記錄。干燥時為避免熱量損失，可用帆布蓋住，但應(yīng)留一通氣孔，以便排出潮氣。 5）對于新安裝的發(fā)電機(jī)，在試運(yùn)行前要測量絕緣電阻（注意：半導(dǎo)體勵磁裝置的發(fā)電機(jī)，測量時應(yīng)將勵磁裝置脫開，或?qū)⒚恳还枵髌髟脤?dǎo)線加以短接，測量完畢應(yīng)立即拆除）。 4）用手盤車檢查主軸轉(zhuǎn)動是否靈活，如果轉(zhuǎn)不動，則要認(rèn)真檢查處理。各軸承潤滑油脂是否變質(zhì)，是否過多或過少。試運(yùn)行的主要目的是：對機(jī)組的安裝質(zhì)量進(jìn)行動態(tài)檢查，并使轉(zhuǎn)動部分磨合。微型水力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行管理與維修一、微型水力發(fā)電機(jī)組的試運(yùn)行 螺絲刀：用于松緊有槽螺釘?shù)某Ｓ霉ぞ撸Ｓ靡?guī)格有50、7100、12與150 毫米等多種。 鋼絲鉗：電工使用頻繁的工具，用于夾斷電線。 驗電筆：用于測量檢修是否帶電或驗明機(jī)器外殼及電器用具是否漏電的必要工具。 電工刀：用于剝削線頭絕緣皮等用。 工具夾：用于裝插鋼絲鉗，電工刀，螺絲刀等工具。 電工包：用來盛裝錘子，刀子，電線，螺絲，等零星器材用。三相變壓器和三相異步電動機(jī)既有星形接法，也有三角形接法?；鹁€與火線之間的電壓叫做線電壓，每根火線與地線之間的電壓叫做相電壓。三相電源的三個繞組可接成星形或三角形水電站發(fā)出的交流電幾乎都是三相交流電 ，它是由三相同步發(fā)電機(jī)發(fā)出來的。 水電站發(fā)電機(jī)發(fā)出來的電流和農(nóng)村照明及動力用電都是交流電。交流電流(或電壓)。例如：，相應(yīng)的角度差為180度；，相應(yīng)的角度差為90度。 交流電完成一次完全變化的時間叫做周期。圖33交流電每一秒鐘完全變化的次數(shù)，叫做交流電的頻率(符號：F)單位是赫茲 ，簡稱赫(符號: Hz)，我國電力工業(yè)統(tǒng)一規(guī)定交流電都采用50赫的頻率。如果把電源的兩極用導(dǎo)線與電燈泡接通。這種大小和方向都不變的電流就叫做“直流電流”，簡稱“直流”。 高壓觸電的兩種類型：一類使高壓電弧觸電，另一類使跨步電壓觸電。為了安全，不要接觸低壓帶電體。 一是發(fā)生短路，二是用電器的功率過大。 插座、接地：為了給電視機(jī)、洗衣機(jī)等家用電器供電，家庭電器中必須裝有插座，通常的插座有兩個插孔，也有有三個插孔的。 保險絲：家庭用保險絲是用阻率較大而熔點較低的鉛銻合金制成的，有過大電流通過時，保險絲產(chǎn)生較多的熱量，使它的溫度達(dá)到熔點，于是保險絲熔斷，自動切斷電路，起到保護(hù)作用。 電能表：用來測量用戶在一定時間內(nèi)所耗多少千瓦時的電能。家庭電路的兩根導(dǎo)線，一根叫零線，另一根叫火線，火線和零線之間的電壓是220V，零線是接地的，所以，火線和地之間的電壓也是220V。（六）家庭電路在水路中我們知道管道口徑粗，其水的阻力就小，而且能夠通過的水量也就大；相反管道如果細(xì)阻力就大，能夠通過的水量也就小。我們知道在水的落差高的時候壓力大，在水管口徑一樣時能夠通過的水量也就大，我們理解電壓、電流的關(guān)系也如同水壓與水流的道理是一樣的。 P =I2R功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。（五）功率 電阻的單位為歐姆，簡稱歐，符號為Ω。自然界的物質(zhì)按其導(dǎo)電特性分為容易導(dǎo)電的導(dǎo)體，如各類金屬；不容易導(dǎo)電的絕緣體，如木材、橡膠、塑料；介于兩者之間的半導(dǎo)體，如硅、鍺。（三）電阻 電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動，稱為電流。 如果電路兩點間電位不同，這兩個電位的差值叫做電路兩點的電壓。第七章 每秒需補(bǔ)水8公斤左右。 要求發(fā)電不小于3000瓦，每秒用水量在16公斤左右。 例(3) 一電站落差30米，（每小時流量30立方米），豐水季節(jié)流量 41公斤/秒（每小時150 立方米）。 根據(jù)上述計算修建一個30立方米左右的池塘，（減去5小時2160=10800約11立方米）可滿足需要?；究蓾M足一家人的照明用電。 3600=2160公斤附近可選落差14米左右，現(xiàn)設(shè)計一微型水電站解決照明問題。（每1000公斤水為1立方米） 挖建150立方米水池塘（每天發(fā)電5小時，可少挖掘5小時=36立方米）。計算每日水流量（每小時3600秒2==。微型電站建好后要將電力輸送到用戶才能使用。三、電站的防雷10KW以上的三相機(jī)組可選用標(biāo)準(zhǔn)的10KV變壓器送電，送電距離在15公里以內(nèi)。應(yīng)用多大的導(dǎo)線符合要求？S=PL/R=1000米/=，用6平方毫米鋁導(dǎo)線可滿足要求。這時，為保證送電的質(zhì)量就應(yīng)該通過計算的方法來確定導(dǎo)線的大小。 。根據(jù)電流選擇導(dǎo)線截面，銅導(dǎo)線每平方毫米，允許安全過流5A，鋁導(dǎo)線每平方毫米允許過安全過流量3A。超過1000米，輸電成本增大，經(jīng)濟(jì)上不合算。 一般靠近用戶的電站采用就近供電到用戶，輸電距離短，可采用電桿，用絕緣子固定絕緣線，線距地面高不小于4米。圖30注意：微型水力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)壓器是專為微型水力發(fā)電機(jī)設(shè)計的產(chǎn)品，一般不能用于其它設(shè)備。經(jīng)過多年的研究現(xiàn)在采用穩(wěn)壓控制器對微型水力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行電壓控制，已能解決微型水電的電壓穩(wěn)定問題。 微型水電站負(fù)荷的變化對用戶造成的影響往往大于小型電站。當(dāng)負(fù)荷變化時，如不能及時調(diào)節(jié)水量控制轉(zhuǎn)速，會對電壓的影響非常之大。但是發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化是相當(dāng)快的，此時，單靠人工的方法就很難達(dá)到這種要求。這種轉(zhuǎn)速超過或低于正常轉(zhuǎn)速的情況，不論對發(fā)電站或是用電戶都是不允許的。二、 調(diào)速的概念和穩(wěn)壓器水電站在正常工作時，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷并不是永遠(yuǎn)保持固定的數(shù)值，而是隨著用戶的用電情況而時時改變的。這些工作要具備一定的專業(yè)技術(shù)知識才能完成。 　　　 目前微型水力發(fā)電機(jī)組有異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)，其中又分為單相和三相發(fā)電機(jī)。選機(jī)組有如下要求： （1）首先要選國家認(rèn)可的專業(yè)廠家生產(chǎn)的機(jī)組，機(jī)組應(yīng)有穩(wěn)壓控制裝置設(shè)備（有自動控制穩(wěn)壓器的）。 5發(fā)電機(jī)極數(shù) 發(fā)電機(jī)組是由水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)兩大部件組成。第四章 微型水輪發(fā)電機(jī)的選擇微型水力發(fā)電機(jī)組的選擇是根據(jù)電站測量的流量、落差參照機(jī)組特性表進(jìn)行選取。 一般戶用和1000瓦以下電機(jī)，其機(jī)房建設(shè)可以簡單些；只要能容納下機(jī)組設(shè)備并能擋風(fēng)雨就可以。應(yīng)注意掌握以下原則： 支墩的間距與管道的地形、地質(zhì)條件及管徑有關(guān)。支墩要允許水管沿軸線滑動，以便適應(yīng)水管因溫度變化所發(fā)生的伸縮。（九）支墩 鎮(zhèn)墩的位置是設(shè)置在壓力水管的前池引進(jìn)處，進(jìn)廠房和壓力水管轉(zhuǎn)彎處。 鎮(zhèn)墩的形式通常有兩種：封閉式和開敞式。 鎮(zhèn)墩的作用是將水管固定下來，不允許水管有任何方向的移動，所以鎮(zhèn)墩也可叫“固定臺”。伸縮節(jié)示意（圖28）。 （4）伸縮節(jié)的作用 露天鋼管為減少管壁因溫度變化而引起的應(yīng)力和變形，常安裝伸縮節(jié)，以使溫度變化時水管能作軸向相對移動。水的壓力是每落差10米1千克壓力，塑料管一般能承受3～5（具體數(shù)據(jù)以廠家的說明書規(guī)定為依據(jù)），一般的鋼管能承受10～20千克壓力，（可參考有關(guān)材料手冊）。在開關(guān)閥門的時候要掌握好速度，不要急速的關(guān)閉閥門?？梢酝ㄋ桌斫馊缦拢河幸魂犎巳貉刂粭l窄路奔跑，前面的人由于某種原因突然停止，后面的人來不及停止，就會壓在前面人的身上。（落差10米時在1平方厘米的管口產(chǎn)生1千克的壓力） 塑料管道安裝時應(yīng)盡量考慮埋于土中，以防太陽光紫外線照