Enheden og princippet om drift af vandkraftværket

Siden oldtiden har folk brugt vandets drivkraft. De malede mel i møller drevet af vandstrømme, raftede tunge træstammer nedstrøms og brugte generelt vandkraft til en lang række opgaver, herunder industrielle.

De første vandkraftværker

I slutningen af ​​det 19. århundrede, med begyndelsen af ​​elektrificeringen af ​​byer, begyndte vandkraftværker at vinde popularitet meget hurtigt i verden. I 1878 dukkede verdens første vandkraftværk op i England, som dengang kun drev én lysbuelampe i kunstgalleriet hos opfinderen William Armstrong ... Og i 1889 var der allerede 200 vandkraftværker alene i USA.

Et af de vigtigste skridt i udviklingen af ​​vandkraft var opførelsen af ​​Hoover Dam i USA i 1930'erne. Hvad angår Rusland, blev det første fire-turbine vandkraftværk med en kapacitet på 200 kW allerede i 1892 bygget her i Rudnia Altai ved Berezovka-floden, designet til at levere elektricitet til minedræning af Ziryanovsky-minen.Så med menneskehedens udvikling af elektricitet markerede vandkraftværker det hurtige tempo i industrielle fremskridt.

Princippet om drift af vandkraftværket

I dag er moderne vandkraftværker enorme strukturer med en gigawatt installeret kapacitet. Imidlertid forbliver princippet for drift af ethvert vandkraftværk generelt ret simpelt og næsten nøjagtigt det samme overalt. Vandtrykket, der påføres den hydrauliske turbines vinger, får den til at rotere, og den hydrauliske turbine, der igen er forbundet med generatoren, drejer generatoren. Generatoren genererer elektricitet som og føres til transformerstationen og derefter til elledningen.

Hydro Generator Rotor:

I vandkraftværkets turbinehal er der installeret hydrauliske enheder, der omdanner vandstrømmens energi til elektricitet, og alle nødvendige distributionsanordninger samt kontrol- og overvågningsanordninger til driften af ​​vandkraftværket er placeret. direkte i bygningen af ​​vandkraftværket.

Effekten af ​​et vandkraftværk afhænger af mængden og trykket af vand, der passerer gennem turbinerne. Direkte tryk opnås på grund af den rettede bevægelse af vandstrømmen. Dette kan være vand, der er bygget op ved dæmningen, når en dæmning bygges et bestemt sted på floden, eller trykket opstår på grund af strømningsafledning - det vil sige, når vandet ledes fra kanalen gennem en speciel tunnel eller kanal. Så vandkraftværker er dæmning, derivat og dæmning.

De mest almindelige dæmningsvandkraftværker er baseret på en dæmning, der blokerer flodlejet.Bag dæmningen stiger vandet, samler sig og skaber en slags vandsøjle, der giver tryk og tryk. Jo højere dæmningen er, jo stærkere er trykket. Verdens højeste dæmning, med en højde på 305 meter, er Jinping-dæmningen på 3,6 GW ved Yalongjiang-floden i det vestlige Sichuan i det sydvestlige Kina.

Vandkraftværker er af to typer. Hvis floden har et lille fald, men er relativt rigeligt, så skabes der ved hjælp af en dæmning, der blokerer floden, en tilstrækkelig forskel i vandstanden.

Over dæmningen dannes et reservoir, som sikrer ensartet drift af stationen hele året. I nærheden af ​​bredden under dæmningen, i umiddelbar nærhed af denne, installeres en vandturbine, forbundet med en elektrisk generator (nær dæmningsstationen) Hvis floden er sejlbar, så laves en sluse på den modsatte bred for passage af skibe.

Hvis floden ikke er særlig rig på vand, men har en stor nedsænkning og hurtig strøm (for eksempel bjergfloder), så ledes en del af vandet ad en særlig kanal, som har en meget lavere hældning end floden. Denne kanal er nogle gange flere kilometer lang. Nogle gange tvinger markforholdene kanalen til at blive erstattet af en tunnel (til kraftværker). Dette skaber en væsentlig niveauforskel mellem kanalens udløb og nedstrøms åen.

For enden af ​​kanalen kommer vandet ind i et rør med en stejl skråning, i den nederste ende af hvilken der er en hydraulisk turbine med en generator. På grund af den betydelige niveauforskel får vandet en stor kinetisk energi, tilstrækkelig til at drive stationen (afledningsstationer).

Sådanne stationer kan have stor kapacitet og tilhøre kategorien regionale kraftværker (jf. Små vandkraftværker).I de mindste anlæg bliver møllen nogle gange erstattet af et mindre effektivt, billigere vandhjul.

Bygningen af ​​Zhigulev vandkraftværket fra kilderne

Skematisk diagram af de elektriske forbindelser til Zhigulev HPP

Et snit gennem bygningen af ​​Zhigulev vandkraftværket. 1 — udgange til åbning af RU 400 kV; 2 — gulv af 220 og 110 kV kabler; 3 — elektrisk udstyrsgulv, 4 — transformatorkøleudstyr; 5 — buskanaler, der forbinder spændingsviklingerne af transformatorgeneratoren i "trekanter"; 6 - en kran med en belastningskapacitet på 2X125 tons; 7 - en kran med en belastningskapacitet på 30 tons; 8 - en kran med en belastningskapacitet på 2X125 t; 9 — struktur til opbevaring af affald; 10 - en kran med en belastningskapacitet på 2X125 tons; 11 — metaltunge; 12 — en kran med en lastkapacitet på 2X125 tons.

Zhigulev HPP er det næststørste vandkraftværk i Europa, i 1957-1960 var det det største vandkraftværk i verden.

Den første enhed af stationen med en kapacitet på 105 tusinde KW blev sat i drift i slutningen af ​​1955, i 1956 blev yderligere 11 enheder sat i drift i 10 måneder. 1957 — de resterende otte enheder.

Der er installeret en lang række nye, i nogle tilfælde unikke, energianlæg, som er i drift på vandkraftværker.

Typer af vandkraftværker og deres enheder

Ud over dæmningen omfatter vandkraftværket en bygning og koblingsanlæg. Vandkraftværkets hovedudstyr er placeret i bygningen, turbiner og generatorer er installeret her. Ud over dæmningen og bygningen kan vandkraftværket have sluser, udløb, fiskepassager og bådlifte.

Hvert vandkraftværk er en unik struktur, derfor er det vigtigste kendetegn ved vandkraftværker fra andre typer industrielle kraftværker deres individualitet. Forresten ligger det største reservoir i verden i Ghana, det er Akosombo-reservoiret ved Volta-floden. Det dækker 8.500 kvadratkilometer, hvilket er 3,6 % af hele landets areal.

Hvis der er en betydelig hældning langs flodlejet, så opføres et afledt vandkraftværk. Det er ikke nødvendigt at bygge et stort reservoir til dæmninger, i stedet ledes vandet kun gennem specialopførte vandkanaler eller tunneller direkte til kraftværksbygningen.

Små daglige reguleringsbassiner er nogle gange arrangeret i afledte vandkraftværker, som gør det muligt at kontrollere trykket og dermed mængden af ​​produceret elektricitet, afhængigt af overbelastningen af ​​elnettet.

Pumpede lagerfaciliteter (PSPP) er en speciel type vandkraftværk. Her er selve stationen designet til at udjævne daglige udsving og spidsbelastninger strømsystem, og dermed forbedre pålideligheden af ​​elnettet.

En sådan station kan fungere både i generatortilstand og i lagertilstand, når pumper pumper vand ind i det øvre bassin fra det nederste bassin. Et bassin er i denne sammenhæng et bassinobjekt, der er en del af et reservoir og støder op til et vandkraftværk Opstrøms er opstrøms, nedstrøms er nedstrøms.

Et eksempel på et pumpelager er Taum Sauk Reservoir i Missouri, bygget 80 kilometer fra Mississippi, med en kapacitet på 5,55 milliarder liter, hvilket gør det muligt for elsystemet at levere en spidskapacitet på 440 MW.