水电站系统由哪些部分组成？主要功能是什么？

      水电站是一个复杂的系统工程，由多个相互关联、协同工作的子系统构成。主要可分为以下几大系统，及其主要作用：

一、挡水及泄水建筑物系统：

      组成： 水坝（重力坝、拱坝、土石坝等）、溢洪道、泄水孔、导流洞（后期可能封堵或改建）。

      主要作用：

      蓄水蓄能： 拦蓄河水，形成水库，集中落差（水头），储存水量和水能。

      防洪调蓄： 调节上游来水，控制下泄流量，减轻下游洪涝灾害风险。

      保证取水： 维持水库水位，满足发电取水要求。

      泄洪排沙： 在洪水期间安全地排泄多余水量，保证大坝和电站安全；排泄泥沙，防止水库淤积。

      初期导流： 在建设期间引导河水绕过施工区域。

      引水系统：

      组成： 进水口（进水闸）、引水渠/隧洞、调压室（井）、压力管道（压力钢管）、尾水渠（洞）、进水闸门/启闭机、拦污栅等。

      主要作用：

      平稳引水： 将水库或河道中的水，以最小的水头损失，安全、平稳地引入水轮机。

      水质控制： 通过拦污栅等设施防止漂浮物、垃圾、冰凌等进入引水系统和水轮机。

      流量控制： 通过进水闸门控制进入水轮机的流量。

      调节水击压力： 调压室用于减少负荷变化时在压力管道中产生的过大水锤压力，保护系统安全。

      输送高压水流： 压力管道将具有高势能的水流高效输送到水轮机。

      泄水排尾： 尾水渠/洞将水轮机排出的水流安全送回下游河道。

二、厂房（发电）系统：

      组成： 主厂房（安装水轮发电机组）、副厂房（放置控制、保护、辅助设备）、水轮机、发电机、调速系统（调速器、油压装置）、励磁系统、发电机出口断路器、机组辅助设备（冷却、润滑、制动系统）等。

      主要作用：

      能量转换： 这是水电站最核心的功能。 水流冲击带动水轮机旋转，将水的势能和动能转化为机械能；水轮机通过主轴带动发电机转子旋转，通过电磁感应原理将机械能转化为电能。

      转速调节： 调速系统根据电网负荷需求的变化，自动调节进入水轮机的流量，维持机组转速（即频率）稳定。

      电压控制： 励磁系统提供发电机转子所需的直流电流，调节磁场强度，从而控制发电机输出电压和无功功率。

      机组控制保护： 监测和控制机组的启停、正常运行状态，并在异常（如过速、过载、过热等）时触发保护停机，确保设备安全。

      设备支撑运行： 机组辅助设备保证水轮机轴承、发电机绕组等的正常冷却、润滑和制动。

三、变电与输电系统：

      组成： 发电机母线、主变压器、厂用变压器、开关站、高压断路器、隔离开关、母线、电流/电压互感器、避雷器、防雷接地装置、升压站（若有）、输电线路（出线）。

      主要作用：

      电压变换： 主变压器将发电机发出的较低电压的电能升高到高压或超高压（如110kV, 220kV, 500kV等），以便于长距离、低损耗输电。

      电能汇集与分配： 发电机母线将各机组发出的电能汇集，通过主变压器升压后送入开关站，再通过不同的出线输送到电网。

      电力输送： 输电线路将电站发出的高压电能输送到电网的负荷中心或与其他电网连接。

      保护与控制： 开关站中的断路器、隔离开关等设备用于在正常和故障情况下安全地接入或断开电路；互感器、保护装置监控电网状态，在短路等故障时快速切除故障部分，保护设备和电网安全。

      厂用供电： 厂用变压器从发电机母线上取电或从电网取备用电，降压后供给厂房内所有辅助系统（照明、控制、通风、检修等）运行所需的低压电源。

四、辅助设备及控制系统：

      组成：

      闸门与启闭系统： 各种闸门（进水口闸、尾水闸、泄洪闸等）及相应的启闭设备（卷扬机、液压启闭机）。

      供排水系统： 技术供水（冷却、润滑用水）、消防供水、生活供水系统；渗漏排水、检修排水系统。

      压缩空气系统： 机组制动、调相压水、风动工具、控制系统等用气。

      油系统： 润滑油系统（轴承润滑）、绝缘油系统（变压器、断路器）、操作油系统（调速器、液压启闭机）。

      通风空调系统： 厂房环境温湿度调节、设备散热。

      起重设备： 厂房内桥式/门式起重机，用于安装和检修重型设备。

      水电站计算机监控系统： SCADA系统、实时数据库、现地LCU控制单元、上位机操作员站。

      继电保护与自动装置： 机组LCU保护、线路保护、变压器保护、自动重合闸、备用电源自投等。

      工业电视及安防系统： 视频监控、门禁、消防报警。

      调动通信系统： 内部生产调度电话、行政电话、对外通信、电力系统专用通信网。

      主要作用：

      支撑主设备运行： 为发电主设备（水轮机、发电机、变压器等）提供必要的冷却、润滑、清洁、制动等运行环境和支持。

      安全保障： 提供消防用水、事故照明、事故排油、防洪报警等。

      运行控制： 计算机监控系统是电站的神经中枢，实现全站设备的集中监视、数据采集、自动控制、优化运行、故障诊断与报警。

      信息处理： 记录运行数据、生成报表、实现远程调度通信。

      保护设备与系统： 在设备或系统发生故障时迅速动作，隔离故障，防止事故扩大。

      操作维护： 提供闸门启闭、设备吊装、日常操作维护所必需的动力、工具和工作环境（通风、空调）。

      安保通信： 确保厂区安全和内外部的通信联络。

五、总结流程：

      水流具备的势能 → 被挡水系统集中形成落差 → 通过引水系统导向 → 冲击水轮机转化为机械能 → 发电机将机械能转化为电能 → 变电输电系统升压并输送至电网。辅助设备及控制系统则像神经和血管一样，贯穿整个流程，保障着所有主系统安全、稳定、高效地协同运行，最终实现将清洁水能源源不断地转变为可用电能的目标。