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在天然河流上，修建水工建筑物和控制設備，集中水頭通過一定的流量將“載能水”輸送到水輪機中使水能轉換為旋轉機械能，帶動發電機發電由輸電線路送往用戶；水電站由各種水工建筑物，以及發電、變電、配電等機械、電氣設備組成。

一、水力發電原理

具有水頭的水力→經壓力管道或壓力隧洞進入水輪機轉輪流道→水輪機轉輪在水力作用下旋轉→帶動同軸的發電機旋轉→發電機定子繞組切割轉子繞組產生的磁場磁力線→發出來的電經升降壓變壓器后與電力系統聯網。

二、水電站基本類型

1、河床式電站

一般修建在河道中下游河道縱坡平緩的河段上，為避免大量淹沒，建低壩或閘。廠房和壩（閘）一起建在河床上，廠房本身承受上游水壓力，成為擋水建筑物的一部分。引用流量大、水頭低，水輪機多采用鋼筋混凝土蝸殼。適用水頭：大中型：25米以下，小型：8～10米以下。

2、壩后式水電站

當水頭較大時，廠房本身抵抗不了水的推力，將廠房移到壩后，由大壩擋水；壩后式水電站一般修建在河流的中上游，庫容較大，調節性能好。如為土壩，可修建河岸式電站。舉世矚目的三峽水電站就是壩后式水電站。

3、引水式水電站

水頭由引水道形成；水電站在布置上的特點是具有較長的引水道，水電站建筑物比較分散

4、混合式電站

混合式水電站是由壩和引水道兩種建筑物共同形成發電水頭的水電站，可以充分利用河流有利的天然條件，在坡降平緩河段上筑壩形成水庫，以利徑流調節，在其下游坡降很陡或落差集中的河段采用引水方式得到大的水頭。這種水電站通常兼有壩式水電站和引水式水電站的優點和工程特點。