008 基地水电站（1 / 1）

基地是位于一个山谷中段的一片空地，旁边有一条小河流过。山谷中段的树木都被砍伐了，这是为了确保基地的安全。

我们沿着河向上游走去。路上覃鹏介绍道：

“发电功率=水头*（乘）流量*（乘）重力加速度*（乘）功效系数。

水头就是水的落差。

流量=横截面*（乘）水流速。

横截面在引水式混流发电里就是引流管道的截面大小。

水流速可以用一个漂浮物每秒飘过的距离来计算，当然季节不同，流速也不一样。现在是4月份，这里就进入多雨季节，等到十月后就是少雨季。从历史测量看最大流速大概在每秒5米左右。

我们引水管口径1.2米，面积是1.1平方，这样流速就是5.5立方/秒。瀑布落差30米，功效系数一般小水电站比大型站低，一般在0.6-0.8，我们就取为0.7。

最后得出功率=30*5.5*9.8*0.7=1132千瓦。最后，我们选用的是1000千瓦的水力发电机。”

走了几百米就看见一个一层半的房屋，屋后面是一个山崖，一道瀑布挂于山崖。两根大圆管子从屋子底层伸出来，通向山崖顶部。走近屋子，便听见嗡嗡的声音。

覃鹏指着管子对我说：”这就是引流管道，我们在山崖上的河道口拦了一道低坝，保证枯水期的一定水量。坝边上连接了管道的取水口。管口有网，可以挡住较大的石头树枝。”说着，拿出钥匙打开屋门。

进门后是一个控制室。有一次接线图、操作台和仪表盘。绕过仪表盘，是一排配电柜。覃鹏说：”我们发电机是400伏三相交流输出，这个是配电柜、稳压柜。配电柜接两路电缆，通向基地配电房。”说着，推开另一个门。

我们走进一个大房间，里面两台灰色的发电机在嗡嗡地工作着。”这就是发电机。”覃鹏指着两个大家伙,接着说:”你初中物理里面关于电和磁的基本知识还记得吧。”

我挠挠头回答道：”我读书不好，这个只记得什么导线切割磁力线会产生电动势，然后用左手还是右手的，比划出电流方向，我一直搞不清楚哪只手？还有用不用换向环决定是直流还是交流。”

覃鹏道：”还不错，基本原理完全正确。其实，发电原理很简单，难的是工程化实现。我们这里地处偏远，可靠性、维修简单成了首先因素。所以，我们这是永磁式发电机。永磁式发电机结构简单，转子磁场大，无励磁绕组，无碳刷，无滑环，气隙大，无触点，整机唯一磨损部位是轴承。还有高可靠性，不用外接调节器，导磁体材料间距采用优化设计，减少了漏磁，使发电机怠速性能好，出力足。”

听了覃鹏的介绍，我发现我没晕，总结一下永磁式发电机就是简单二个字，我最喜欢简单了。覃鹏接着说：”永磁体在温度过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体永磁）的情况下，会失磁。这个就是最可怕的。所以，根据我们环境情况，选用的发电机铁氧体永磁。”

我说：”铁氧体是不是就是氧化的铁上磁就行了？”

覃鹏白了我一眼：”你以为就那块锈铁就行啊。是用氧化锶或氧化钡及三氧化二铁为原料。生产流程包括：配料、预烧、破碎、球磨、制粉、干压成型、烧结、机械加工、检验。不过这种生产过程还算简单，和做煤球也差不多。”

“我最喜欢简单了，那么上磁就是通大电流吧！”我问道

“基本就是这样，不复杂。把加工好的永磁铁，按南北向放入线圈中心，通上大电流直流电就行了。”覃鹏补充道。说着带我走到墙边，从钢梯下了楼。

楼下，是两个封闭的大蜗牛壳。里面发出隆隆的声音。覃鹏说：”我们用的是混流式水轮机，这个也是最常用的，据说建设中的三峡发电也用这个模式。

水轮机是将水能转换成旋转机械能的一种水力原动机。根据转轮转换水流能量方式的不同，水轮机分成两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。反击式水轮机包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式水轮机；冲击式水轮机分为水斗式、斜击式和双击式水轮机。”

覃鹏看着我一脸懵逼的表情，补充道：”名词专业了点，其实很简单。反击式就是水轮整个都闷在水里，冲击式就是水轮一半在水里。然后水轮竖立，根据进水和出水的方向不同，水流上进下出就是轴流，斜上进下出就是斜流，水平进水下出就是混流；水轮横放，就是贯流。”

看到我恍然大悟的样子，覃鹏又继续科普：”水从瀑布来的管子，接到蜗壳，蜗壳围绕水轮一圈，有一圈间隔的导水板，把水导向水轮叶片，再冲到下水管流出，顺着出水管流回河里。”

我说：”还是冲击式简单，看家乡的小水电，就是有落差的河段搞个大坝，坝前有个廊桥，桥下就是竖着几个像轮船螺旋桨的水轮，廊房里就是发电机么。”

覃鹏说：”那是早期斜击式水轮发电，简单但发电效率低。”

其实设备都是密封的，没什么可以看，主要听覃鹏介绍。覃鹏是个好老师，说的简单易懂，我这个学渣也一下子明白了。回到上楼，我们又进了配电间。覃鹏指着配电柜说：”配电很简单，就是接线用。这里两路出去，没有联络。联络在营地的配电间。这个是稳压柜是用来保持电压稳定的。”

我问：”电压为什么会不稳？”

覃鹏答道：”有两方面，永磁发电机的转速是唯一决定输出电压的因素，而励磁发电机则是转速和励磁电流控制的磁场大小共同决定。另一方面，末端负荷大小也影响末端供电电压。而我们是管道取水，又不会缺水，所以水流量稳定，水轮转速也基本稳定，最后输出电压基本稳定，这个稳压柜只是用来微调的，原理是通过对无功的调节来控制电压。”

看到我又开始懵逼了，覃鹏笑着说：”不急，回去我给你几本书，回去补习一下。其实我读书也不好，只是从小混水电站。许多书上看不明白的，到现场一看就明白了。”

覃鹏锁了门，我们离开水电站。回到基地，覃鹏说，我们去厨房帮个手，我一口答应。