ГЕС: принцип роботи, схема, обладнання, потужність

0
51

ГЕС як основний і постійне джерело електроенергії. Лаконічне пояснення принципу роботи ГЕС та їх схеми, розробка власної міні ГЕС. Відмінність ГЕС від ГАЕС.

Зміст статті

  • ГЕС її поняття і види гідроелектростанцій
  • Схеми різних видів гідроелектростанцій
  • Принцип роботи гідроелектростанції
  • Обладнання гідроелектростанцій
  • Потужність гідроелектростанцій
  • Найбільші ГЕС Росії

ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность

ГЕС її поняття і види гідроелектростанцій

Гідроелектростанція (ГЕС) — це станція для вироблення електроенергії, що використовує в якості джерела енергії енергію водних мас, припливів на водотоках. В основному розміщення ГЕС відбувається на річках, споруджуючи греблі і водосховища. Для ефективної роботи гідроелектростанції необхідні як мінімум два фактори, такі як:

  • Гарантованість забезпечення водою круглий рік
  • Великі улоны річки, для більш сильної течії

ГЕС відрізняються вироблюваної потужністю, тому виділяють три види ГЕС по потужності:

  • Потужні — від 25 МВт і вище;
  • Середні — до 25 МВт;
  • Малі гідроелектростанції — до 5 МВт;

Також ГЕС відрізняють по максимальній кількості використання води:

  • Високонапірні — понад 60 м;
  • Середньонапірні — від 25 м;
  • Низьконапірні — від 3 до 25 м.

Існує й окремий тип ГЕС, так звана ГАЕС, що розшифровується як гідроакумулююча електростанція.

Гідроакумулююча електростанція — це гідроелектростанція, яка використовується для вирівнювання добової неоднорідності графіка електричного навантаження. ГАЕС служать для накопичення електроенергії під час низького споживання мережами електрики (в нічний період) і віддачі її під час пікових навантажень, зменшуючи тим самим необхідність зміни потужності протягом доби основних електростанцій.

Будівля ГЕС Споруда, підземна виробка або приміщення в греблі, в которомустанавливается гидросиловое електротехнічне

Схеми різних видів гідроелектростанцій

Гідроелектричні станції поділяються також залежно від принципу використання природних ресурсів, можна виділити наступні ГЕС:

  • Плотинная ГЕС. Плотинная система ГЕС є найбільш поширеною. При такому принципі річка повністю перекривається греблею. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, а також на гірських річках, у місцях, де русло річки більш вузьке, стислий.ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность
  • Приплотинная ГЕС.Зводяться при більш сильних напорах води. При цьому принципі річка також повністю перекривається греблею. У такому разі будинок ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частині. Вода підводиться до турбін через напірні тунелі.ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность
  • Дериваційна ГЕС. Гідроелектростанції такого типу зводяться, якщо великий ухил річки. Необхідний напір створюється з допомогою деривації.ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность
  • Гідроакумулююча електростанція. ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность
  • Схема власних міні гідроелектростанцій. ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность

Принцип роботи гідроелектростанції

Принцип дії ГЕС дотстаточно простий. Вода під тиском, більшим напором потрапляє, а частіше падає на лопаті гідротурбіни, які, в свою чергу обертають ротор генератора, який вже виробляє електрику. Для досягнення необхідного напору води створюються греблі, і як наслідок, утворюється концентрація річки в певному місці. Також може використовуватися і деривація — відведення води від головного русла річки в бік по каналу. Є випадки використання двох методів створення напору одночасно. ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность

Принцип роботи гідроакумулюючої електростанції відрізняється від звичайної, звичної нас ГЕС. У ГАЕС існують два періоди роботи, такі як турбінний і насосний. Під час насосного режиму ГАЕС споживає електроенергію, яка подається від теплових електростанцій під час мінімального навантаження (приблизно 7-12 годин на добу). У цьому режимі на ГАЕС відбувається перекачування води у верхній акумулюючий басейн з нижнього живлячої водосховища (станція запасає енергію). В турбінному режимі ГАЕС віддає накопичену енергію назад у мережу під час максимального навантаження на неї (2-6 годин на добу). Вода в цей період з верхнього басейну направляється назад у живить водосховище, обертаючи при цьому турбіну генератора.

Обладнання гідроелектростанцій

Існує кілька груп обладнання ГЕС для осуществленния головної її функції — вироблення електроенергії:

  • Гидросиловое обладнання включає в себе турбіни, гідрогенератори. До складу цієї групи крім перерахованого входять пристрої, пов’язані з подачею води на турбіну і регулюванням її кількості.
  • Електричні пристрої включають в себе струмопроводи від генератора, головні силові трансформатори, висновки високої напруги, відкритий розподільний пристрій і ряд інших систем. Трансформатори підвищують напругу до значення, необхідного для передачі енергії на великі відстані (110 — 750 кВ). Висновки високої напруги служать для передачі енергії від силових трансформаторів до відкритого розподільного пристрою (ВРП), який призначений для розподілу вироблюваної ГЕС електроенергії між окремими лініями електропередачі.
  • Механічне обладнання включає в себе гідротехнічні затвори, підйомно-транспортні механізми, сороудерживающие грати і т. п.
  • Допоміжне обладнання складається з системи технічного водопостачання, пневматичної господарства, масляного господарства, протипожежних та санітарно-технічних пристроїв. З переліченого устаткування далі розглянемо більш докладно конструкції турбін.

Потужність гідроелектростанцій

Режим роботи ГЕС в енергосистемі залежить від витрати води, тиску, об’єму водосховища, потреб енергосистеми, обмежень по верхньому і нижньому бьефу. Агрегати ГЕС за технічними умовами можуть швидко включатися, набирати навантаження і зупинятися. Причому включення і виключення агрегатів, регулювання навантаження можуть відбуватися автоматично при зміні частоти електричного струму в енергосистемі. Для включення зупиненого агрегату і набору повної навантаження зазвичай потрібно всього 1-2 хв.

Потужність на валу гідротурбіни можна визначити за формулою зазначеної праворуч, де :ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность

  • т — витрата води через гідротурбіну, м3/с;
  • Нт — напір турбіни, м;
  • пт — коефіцієнт корисної дії (ККД) турбіни.

Для розрахунку потужності гідроелектростанції потрібно значення напору води, ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощностьякий можна розрахувати за наступною формулою, де:

  • ?СБ, ?НБ — позначки рівня води відповідно у верхньому та нижньому б’єфі, м;
  • Нг — геометричний напір;
  • ?h — втрати напору в водоподводящем тракті, м.

ККД сучасних турбін може досягати значення 0,95.

Найбільші ГЕС Росії

Підвівши підсумки розглянемо на прикладі пару з найбільших гідроелектростанцій в Росії.

1. Красноярська ГЕС — друга за потужністю ГЕС у Росії. Розташована на річці Єнісей в 2380 км від його гирла.

ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность

  • На Красноярської ГЕС встановлена потужність — 6000 МВт. Щорічно виробляється в середньому — 20 400 млн кВт·год.
  • Розміри греблі. Довжина — 1072,5 м, максимальною висотою — 128 м і ширина основи — 95,3 м. Також гребля ділиться на кілька частин на лівобережну глуху греблю завдовжки 187,5 м, водозливну греблю довжиною 225 м, глуху русловую — 60 м, станційну — 360 м та правобережну глуху — 240 м.
  • Будівля ГЕС пригребельної типу, довжина будівлі — 428,5 м, ширина 31 м.

2. Братська ГЕС — гідроелектростанція на річці Ангарі в місті Братськ Іркутської області. Є третьою за потужністю і першою за середньорічний вироблення гідроелектростанцією Росії.

  • На Братській ГЕС встановлена потужність дорівнює 4500 МВт. Кожен рік у середньому вона виробляє 22 600 млн кВт·год енергії.
  • Розміри греблі. Загальна довжина 1430 м і максимальна висотою 125 м. Гребля поділяється на три ділянки: руслової, довжиною 924 м, лівобережний глухий, довжина 286 м і правобережний глухий довжина 220 м.

На закінчення можна сказати, що гідроелектростанції є менш впливають на навколишнє середовище, ніж други віді електростанції.

Джерела:

  • Вікіпедія
  • Нафтогаз
  • Склад обладнання ГЕС
  • Школа електрика
  • Вікіпедія

 

Загрузка...

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here