一个水电系统水力系统的主要组件

一个水电系统A的主要组件水电系统是一系列相互连接的部件：水电流从一端流入，电流从另一端流出。本节提供这些组件的高级概述，从水源到电压和频率控制。

南水北调（进）

进水口通常是你的水力系统的最高点，在那里水被从小溪分流到给你供水的管道中涡轮。在许多情况下，小BETVICTRO伟德坝被用来转移的水。（在大多数大型水电项目，坝还创建必要以驱动涡轮的头部。）甲引水系统用于两个主要目的。首先是提供的水足够深池以创建平滑，无空气的入口到您的管道。（空气减少了马功率并且可以

造成你的涡轮机损坏。)二是清除污垢和碎片。屏幕可以帮助阻止较大的碎片，如树叶和四肢，而“平静的水域”将允许污垢和其他沉淀物沉淀到底部，然后进入你的管道。这有助于减少磨料磨损的主要组成部分的水电系统，包括水你的涡轮机。导流，制造压力的管道，涡轮和发电机，流出水的尾水，和传输电线。

管道（压力管道）

这条管道，有时也被称为压力钢管，负责不仅是流动的水到你的涡轮，而且也是随着垂直落差造成压头外壳。实际上，管道集中在管道在您涡轮机将连接底部的水全部力量。相比之下，开放式流消耗的能量，因为它传播下山。管道直径，长度，及路由影响工作效率，并thhere是您的管道的大小相匹配的准则

系统的设计流程。正如你稍后将看到的，一个小直径的管道可以大大减少你的可用马力，即使它可以携带所有可用的水。直径较大的管道在水通过时产生的摩擦力较小。

发电厂

该厂房是一个简单的建筑，里面的汽轮机，发电机和控制。合理的设计显著影响系统的效率，然而，特别是关于水是如何进入这个不锈钢进气系统和退出你的涡轮机。包括自清洁屏幕。

涡轮机和效率

涡轮机是水力发电系统，其中，水的功率被转换成驱动发电机的旋转力的心脏。这可以说是系统中最重要的组成部分，因为它的效率决定了多少电是generated.There许多不同类型的涡轮机，适度地选择需要相当的专业知识。佩尔顿设计，例如，效果最好的高头。横流设计，头低，但高流动性效果更好。同样地，其它类型的涡轮机，如弗朗西斯，Turgo和Kaplan，各自具有最佳applications.Turbines分为两种主要类型之一。

反应涡轮机运行完全浸入水中，并且通常在具有高Flow.Examples低水头（压力）系统中使用的包括弗朗西斯，螺旋桨和Kaplan。

脉冲涡轮在空气中工作，由一个或多个高速水流驱动。脉冲涡轮通常与高水头系统和使用喷嘴生产高速射流。例如Pelton和Turgo。一种特殊情况是横流涡轮。虽然技术上分类为一个冲动涡轮机，因为它不是完全沉浸在水中，它被用于低水头，高流量系统。带外壳盖的pelton式冲动式涡轮机拆除。水通过一个巨大的矩形开口来驱动涡轮叶片，这与Pelton和Turgo涡轮机使用的小型高压射流形成对比。

涡轮效率

不管涡轮的类型是什么，效率都在细节中。每一种涡轮类型的设计可以满足很大不同的要求，规格的微小差异会对功率传递效率产生很大的影响。水轮机系统是围绕净水头和设计流量进行设计的。净水头是水轮机在水流时可用的压力(后面会详细介绍)，设计流量是水电系统设计时能够容纳的最大流量。这些标准不仅影响使用何种类型的涡轮，而且对整个涡轮系统的设计至关重要。规格上的微小差异可以显著影响功率传输效率。转轮的直径(旋转部分)、转轮轮斗或叶片的前后曲率、铸造材料、喷嘴(如使用)、涡轮壳体、部件质量等都对效率和可靠性有重要影响。当涡轮机的转速快到足以消耗掉所有的水能量时，它的效率最高。反过来，水必须以特定的速度(通常以英尺或米每秒测量)进入涡轮机，以最大限度地提高效率。这个速度是由水头预先优化水的速度决定的，因为功率是一个水头和流量的组合，很容易看到一个更大的孔，移动更多的水(流量)在相同的速度可以产生更多的电力。 Conversely, as Flow drops off in the dry season, the orifice must be made smaller to maintain the same optimum velocity for efficient power transfer. Keep in mind that turbine speed is not wholly dependent on water velocity; the turbine will turn at a constant speed because it is directly coupled to the generator, where a Governor is maintaining stable RPM by controlling the load. But as the disparity between actual and optimum water velocity grows, less of the energy from the water is transferred to the turbine.

正确的孔确保系统在其最有效的level.Impulse涡轮机操作（如佩尔顿）通常配备有各种可使用的，以适应在流量变化的固定孔口的喷嘴。一个固定的喷嘴的一个缺点是所述涡轮机必须停机到该针喷嘴提供无限可变的调整，使变化。一个流行的选择是适应Flow.the可调针喷嘴，它允许具有上的即时变化的变化

settings.If的无限数量的您知道您的扬程和流量，你的涡轮机供应商应该能够使一个涡轮系统的具体建议，并提供高效的亲密估计。

驱动系统

驱动系统耦合涡轮发电机。在一端处，其允许在其最佳的RPM涡轮旋转。在另一方面，它驱动发电机在产生正确的电压和frequency.The最有效和可靠的驱动系统的RPM是一种直接的，1：涡轮机和发电机之间1耦合。这是可能的很多网站，但不是所有的扬程和流量的组合。在许多情况下，有必要使两个涡轮机和发电机在运行，以调整传输比

他们的最佳，但不同的，速度。这些类型的驱动系统可以使用齿轮，或滑轮和皮带，所有这些引入额外的效率损失到系统。皮带系统往往更受欢迎，因为它们的成本较低。你的涡轮机制造商可以提供有价值的指导，关于匹配涡轮机和发电机转速，并建议选择皮带传动联轴器之间的涡轮机和发电机。如果不可能实现直接的1:1耦合。

发电机

该发电机将来自涡轮机轴成电能的旋转动力。效率是在这个阶段太重要，但最现代，精心打造发电机提供良好的efficiency.There可以在发电的类型差异大，但是。DC（直流）的发电机可以用非常小的系统中使用，但通常与电池和逆变器，用于将电源为大多数设备所需的AC（交流）电力增加。

交流发电机，但在所有的最小系统正常使用。普通的家用单元生成120VAC（伏AC）和240VAC，其可直接用于电器设备，加热器，灯等的交流电压也容易使用变压器改变，这使得它相对简单，以驱动其它类型的装置或发射的在长距离。根据您的电源要求，你可以选择单相或三相交流发电机在各种电压。交流电源的一个关键方面是频率，典型地作为每秒的周期（厘泊）或赫兹（Hz）测量的。大多数家电和电机在50Hz或60Hz的运行（取决于你是在世界上的），因为这样做主要的电网互连大型发电站。频率由发电机轴的旋转速度来确定;更快的旋转产生一个更高的频率。