Hidroelektrinės įrenginys ir veikimo principas

Nuo seniausių laikų žmonės naudojo vandens varomąją jėgą. Jie maldavo miltus malūnuose, varomuose vandens srovių, plaustais sunkiais medžių kamienais pasroviui ir paprastai naudojo vandens energiją įvairioms užduotims, įskaitant pramonines.

Pirmosios hidroelektrinės

pabaigoje, prasidėjus miestų elektrifikacijai, pasaulyje labai greitai pradėjo populiarėti hidroelektrinės. 1878 metais Anglijoje pasirodė pirmoji pasaulyje hidroelektrinė, kuri tuomet maitino tik vieną lankinę lempą išradėjo Williamo Armstrongo meno galerijoje... O 1889 metais vien JAV buvo jau 200 hidroelektrinių.

Vienas svarbiausių žingsnių plėtojant hidroenergetiką buvo Huverio užtvankos statyba JAV praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje. Kalbant apie Rusiją, jau 1892 m. čia, Rudnios Altajuje, prie Berezovkos upės, buvo pastatyta pirmoji keturių turbinų 200 kW galios hidroelektrinė, skirta tiekti elektrą Ziryanovsky kasyklos kasyklos drenažui.Taigi, žmonijai plėtojant elektros energiją, hidroelektrinės pažymėjo spartų pramonės pažangos tempą.

Hidroelektrinės veikimo principas

Šiandien šiuolaikinės hidroelektrinės yra didžiuliai statiniai, kurių instaliuota galia yra gigavatas. Tačiau bet kurios hidroelektrinės veikimo principas paprastai išlieka gana paprastas ir beveik visur vienodas. Vandens slėgis, veikiamas hidraulinės turbinos mentėms, priverčia ją suktis, o hidraulinė turbina, prijungta prie generatoriaus, suka generatorių. Generatorius gamina elektros energiją, kuri ir paduodamas į transformatorinę, o po to į elektros liniją.

Hidro generatoriaus rotorius:

Hidroelektrinės turbinų salėje sumontuoti hidrauliniai agregatai, vandens srauto energiją paverčiantys elektra, įrengti visi hidroelektrinės darbui reikalingi skirstomieji, valdymo ir stebėjimo įrenginiai. tiesiai hidroelektrinės pastate.

Hidroelektrinės našumas priklauso nuo vandens, praeinančio per turbinas, kiekio ir slėgio. Tiesioginis slėgis gaunamas dėl kryptingo vandens srauto judėjimo. Tai gali būti vanduo, susikaupęs prie užtvankos, kai užtvanka statoma tam tikroje upės vietoje, arba slėgis atsiranda dėl srauto nukreipimo – tai yra, kai vanduo iš kanalo nukreipiamas specialiu tuneliu ar kanalu. Taigi, hidroelektrinės yra užtvankos, išvestinės ir užtvankos.

Labiausiai paplitusios užtvankos hidroelektrinės yra pagrįstos užtvanka, kuri blokuoja upės vagą.Už užtvankos vanduo kyla aukštyn, kaupiasi, susidaro savotiška vandens kolonėlė, kuri suteikia slėgį ir slėgį. Kuo aukštesnė užtvanka, tuo stipresnis slėgis. Aukščiausia pasaulyje, 305 metrų aukščio, užtvanka yra 3,6 GW Jinpingo užtvanka, esanti Jalongdziango upėje Vakarų Sičuane, pietvakarių Kinijoje.

Hidroelektrinės yra dviejų tipų. Jeigu upė yra šiek tiek pasvirusi, bet gana gausi, tai upę užtveriančios užtvankos pagalba sukuriamas pakankamas vandens lygių skirtumas.

Virš užtvankos suformuojamas rezervuaras, užtikrinantis vienodą stoties darbą ištisus metus. Šalia kranto po užtvanka, arti jos, sumontuota vandens turbina, prijungta prie elektros generatoriaus (prie užtvankos stoties).Jei upė yra plaukiojanti, tai priešingame krante daromas šliuzas praėjimui laivai.

Jei upė nėra labai turtinga vandens, bet turi didelę panardinimą ir srovę (pavyzdžiui, kalnų upės), tai dalis vandens nukreipiama specialiu kanalu, kurio nuolydis yra daug mažesnis nei upės. Šis kanalas kartais būna kelių kilometrų ilgio. Kartais lauko sąlygos verčia kanalą pakeisti tuneliu (elektrinėms). Tai sukuria didelį lygio skirtumą tarp kanalo ištekėjimo ir upės pasroviui.

Kanalo gale vanduo patenka į vamzdį su stačiu nuolydžiu, kurio apatiniame gale yra hidraulinė turbina su generatoriumi. Dėl didelio lygio skirtumo vanduo įgauna didelę kinetinę energiją, kurios užtenka stočiai (išvedimo stotims) maitinti.

Tokios stotys gali turėti didelę galią ir priklausyti regioninių elektrinių kategorijai (plg. Mažos hidroelektrinės).Mažiausiose gamyklose turbina kartais pakeičiama mažiau efektyviu pigesniu vandens ratu.

Žigulevo hidroelektrinės pastatas iš šaltinių

Žiguliavo HE elektros jungčių schema

Atkarpa per Žigulevo hidroelektrinės pastatą. 1 — išėjimai RU 400 kV atidarymui; 2 — 220 ir 110 kV kabelių grindys; 3 — elektros įrenginių grindys, 4 — transformatoriniai aušinimo įrenginiai; 5 — magistralės kanalai, jungiantys transformatorių generatoriaus įtampos apvijas „trikampiais“; 6 — kranas, kurio keliamoji galia 2X125 tonos; 7 — kranas, kurio keliamoji galia 30 tonų; 8 — kranas, kurio keliamoji galia 2X125 t; 9 — šiukšlių sulaikymo struktūra; 10 — kranas, kurio keliamoji galia 2X125 tonos; 11 — metalinis liežuvėlis; 12 — kranas, kurio keliamoji galia 2X125 tonos.

Žigulevo HE yra antra pagal dydį hidroelektrinė Europoje, 1957-1960 metais ji buvo didžiausia hidroelektrinė pasaulyje.

Pirmasis stoties blokas, kurio galia 105 tūkst. KW, buvo pradėtas eksploatuoti 1955 m. pabaigoje, 1956 m. 10 mėnesių pradėti eksploatuoti dar 11 blokų. 1957 – likę aštuoni vienetai.

Hidroelektrinėse įrengta ir veikia daug naujų, kai kuriais atvejais unikalių energetikos objektų.

Hidroelektrinių tipai ir jų įrenginiai

Be užtvankos, hidroelektrinėje yra pastatas ir skirstomieji įrenginiai. Pastate yra pagrindinė hidroelektrinės įranga, čia sumontuotos turbinos ir generatoriai. Be užtvankos ir pastato, hidroelektrinėje gali būti šliuzų, išsiliejimo takų, žuvų pravažiavimų, valčių keltuvų.

Kiekviena hidroelektrinė yra unikali struktūra, todėl pagrindinis hidroelektrinių skiriamasis bruožas iš kitų pramoninių elektrinių tipų yra jų individualumas. Beje, Ganoje yra didžiausias rezervuaras pasaulyje, tai Akosombo rezervuaras prie Voltos upės. Jis užima 8500 kvadratinių kilometrų, tai yra 3,6% visos šalies ploto.

Jei išilgai upės vagos yra didelis nuolydis, tada statoma išvestinė hidroelektrinė. Nebūtina statyti didelio rezervuaro užtvankoms, vietoj to vanduo nukreipiamas tik specialiai įrengtais vandens kanalais ar tuneliais tiesiai į elektrinės pastatą.

Išvestinėse hidroelektrinėse kartais įrengiami nedideli kasdienio reguliavimo baseinai, kurie leidžia kontroliuoti slėgį, taigi ir pagaminamos elektros kiekį, priklausomai nuo elektros tinklo perkrovos.

Siurblinės saugyklos (PSPP) yra specialios hidroelektrinės rūšys. Čia pati stotis skirta kasdieniams svyravimams ir didžiausioms apkrovoms išlyginti maitinimo sistema, ir taip pagerinti elektros tinklo patikimumą.

Tokia stotis gali dirbti tiek generatoriaus, tiek saugojimo režimu, kai siurbliai pumpuoja vandenį į viršutinį baseiną iš apatinio baseino. Baseinas šiame kontekste yra baseino objektas, kuris yra rezervuaro dalis ir greta hidroelektrinės. Prieš srovę – prieš srovę, pasroviui – pasroviui.

Siurblinės saugyklos pavyzdys yra Taum Sauk rezervuaras Misūryje, pastatytas už 80 kilometrų nuo Misisipės, kurio talpa yra 5,55 milijardo litrų, todėl elektros sistema gali užtikrinti didžiausią 440 MW galią.