关注：水电厂的发电“秘诀”

水能是一种取之不尽、用之不竭，并且可以再生的清洁能源，而水力发电厂就是可以高效利用这种自然资源的工程建筑之一。水力发电需要修建可以引导水流和调节流量的水工建筑物，比如大坝、引水钢管和蜗壳等，这些建筑物组成了水电厂。水电厂是如何将水能转变为我们使用的电能的呢？这中间有什么“秘诀”？其实，简单来说，就是被引导的水流在水电厂最终与水轮机“转轮”部分进行接触，将自身携带的动能或者重力势能转换为水轮机的机械能，再带动发电机组旋转转化为电能。

水电厂的基本构造

水电厂一般由四大部分组成，其中，包括挡水建筑物（大坝）、泄洪建筑物（溢洪道和闸门）、引水建筑物（压力钢管、引水渠）和电站主厂房（发电机、升压站）。其中发电机、水轮机和主变压器常被称为水电厂的三大设备。

为了方便理解水是如何用来发电的，我们从水的储蓄、引导和使用依次进行讲解。

水的储蓄和引导

大多数水电厂在建立初期都会先建造大坝，一方面作为挡水建筑物可以拔高上游水库水位，增加上下游水位落差（上下游水位落差越大，可以提供给发电机组的水压力也就越大）；另一方面还可以用来拦洪蓄水、农业灌溉或者调节下游河道水流量等。

水电厂厂房一般会建立在大坝背面，且发电机就安装在厂房里。大坝上游水库中的蓄水通过一条“引水管道”与厂房内部的发电机组连接，这样提供动能的水资源就可以随时被发电机组使用了。

水能、机械能转换为电能

当水被送到水电厂厂房后，紧接着就进入了一个神奇的地方——蜗壳。蜗壳是“蜗壳式引水室”的简称，由于它的外观很像蜗牛壳，所以也简称为“蜗壳”。

那么，为什么需要将水充进蜗壳里呢？因为蜗壳形成了一个封闭的环形结构，水在其内部形成环流，当位于蜗壳内侧的“活动导叶”打开时，水就会均匀地从四周涌向水轮机的“转轮”，为带动发电机组旋转提供了非常稳定、平衡的动力。

那么，水轮机又是什么东西呢？水轮机是将水动力转换为机械动力的重要设备，其形状有点像中国古代常用的“水车”。蜗壳四周涌入的水流不断冲刷水轮机的叶片，这样水的动力就逐渐转移到水轮机上了。

当水轮机受到水推力旋转时，同时也会带动发电机部分旋转（水轮机和发电机通过大轴相连接），且发电机整体的旋转速度达到额定转速时，就可以并入电网向外界送电了。

黑夜里的每一盏明灯、夏天里的每一台空调都是依靠千里之外的发电机组源源不断输送的稳定的电力，我们的社会也因此充满了温馨与光明。

来源：国网湖南水电公司 

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