Принцип работы гидроэлектростанции: Гидроэлектростанции принцип работы

Принцип работы гэс

Принцип
работы ГЭС достаточно прост. Цепь
гидротехнических сооружений обеспечивает
необходимый напор воды, поступающей на
лопасти гидротурбины, которая приводит
в действие генераторы, вырабатывающие
электроэнергию.

Необходимый
напор воды образуется посредством
строительства плотины, и как следствие
концентрации реки в определенном месте,
или деривацией — естественным током
воды. В некоторых случаях для получения
необходимого напора воды используют
совместно и плотину, и деривацию.

Непосредственно
в самом здании гидроэлектростанции
располагается все энергетическое
оборудование. В зависимости от назначения,
оно имеет свое определенное деление. В
машинном зале расположены гидроагрегаты,
непосредственно преобразующие энергию
тока воды в электрическую энергию. Есть
еще всевозможное дополнительное
оборудование, устройства управления и
контроля над работой ГЭС, трансформаторная
станция, распределительные устройства
и многое другое.

Гидроэлектрические
станции разделяются в зависимости от
вырабатываемой мощности:

мощные
— вырабатывают от 25 МВТ и выше;

средние
— до 25 МВт;

малые
гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Гидроэлектростанции
также делятся в зависимости от
максимального использования напора
воды:

высоконапорные —
более 60 м;

средненапорные —
от 25 м;

низконапорные —
от 3 до 25 м.

Мощность
ГЭС напрямую зависит от напора воды, а
также от КПД используемого генератора.
Из-за того, что по природным законам
уровень воды постоянно меняется, в
зависимости от сезона, а также еще по
ряду причин, в качестве выражения
мощности гидроэлектрической станции
принято брать цикличную мощность. К
примеру, различают годичный, месячный,
недельный или суточный циклы работы
гидроэлектростанции.

По
данным KEGOC —
системного оператора единой
электроэнергетической системы
Казахстана — производство электрической
энергии в стране осуществляют 72
электростанции различной
формы собственности.

Фактическая
установленная мощность на конец 2012
года — 19,4 ГВт,^[2] на
конец 2013 года — 19,6 ГВт.

KEGOC
подразделяет электрические станции на
электростанции национального значения,
электростанции в составе промышленных
комплексов и электростанции регионального
значения.

В
списке перечисляются электростанции Казахстана.
Список сортирован по видам электростанций.
Установленная мощность и структура
собственности электростанций приводится
в соответствии с официальными годовыми
отчётами генерирующих компаний
Казахстана. В качестве собственника
электростанций АО «АлЭС» (Алматинские
ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3, Капчагайская ГЭС и
Алматинский каскад ГЭС) указывается Самрук-Энерго,
так как 100 % акций АО «АлЭС»
принадлежитСамрук-Энерго.

В
Казахстане имеются значительные
гидроресурсы, теоретически мощность
всех гидроресурсов страны составляют
170 млрд кВт·ч в
год. Основные реки: Иртыш, Или иСырдарья.
Экономически эффективные гидроресурсы
сосредоточены в основном на востоке
(горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие
ГЭС: Бухтарминская,Шульбинская, Усть-Каменогорская (на
реке Иртыш)
и Капчагайская (на
реке Или)
обеспечивающие 10 % потребностей
страны.

В
Казахстане планируется увеличение
использования гидроресурсов в
среднесрочном периоде. В декабре 2011 г.
была запущена в эксплуатациюМойнакская
ГЭС(300 МВт),
проектируются Булакская
ГЭС (78 МВт), Кербулакская
ГЭС (50 МВт)
и ряд малых ГЭС.

Энергетическое образование

1.

Гидроэлектрические станции

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

ГЭС.

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

• мощные — вырабатывают от 25 МВТ до 250 МВт и выше;
• средние — до 25 МВт;
• малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

• высоконапорные — более 60 м;
• средненапорные — от 25 м;
• низконапорные — от 3 до 25 м.

В зависимости от напора воды, в гидроэлектростанциях применяются различные виды турбин. Для высоконапорных — ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами. На средненапорных ГЭС устанавливаются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины, на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах. Принцип работы всех видов турбин схож — вода, находящаяся под давлением (напор воды) поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться. Механическая энергия, таким образом, передается на гидрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. Турбины различаются некоторыми техническими характеристиками, а также камерами — железными или железобетонными, и рассчитаны на различный напор воды.

Гидроэлектрические станции также разделяются в зависимости от принципа использования природных ресурсов, и, соответственно, образующейся концентрации воды. Здесь можно выделить следующие ГЭС:

— русловые и приплотинные ГЭС. Это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

— плотинные ГЭС. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

— деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида — безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище — такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды.

— гидроаккумулирующие электростанции. Такие ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные моменты (времена не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы, и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и, соответственно, приводит в действие дополнительные турбины.

В гидроэлектрические станции, в зависимости от их назначения, также могут входить дополнительные сооружения, такие как шлюзы или судоподъемники, способствующие навигации по водоему, рыбопропускные, водозаборные сооружения, используемые для ирригации и многое другое.

Сегодня в мире идет развитие мини-ГЭС — современной альтернативы самой первой ГЭС, которая была построена в англии для обеспечения электроэнергией частного дома.

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребности в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций.

Принцип работы гидроэлектростанции

Привет друзья, в этой статье я обсуждаю принцип работы гидроэлектростанции , и я надеюсь, что вы оцените его.

Электростанция, которая использует потенциальную энергию воды для производства электроэнергии, известна как гидроэлектростанция.

Гидроэлектростанции обычно располагаются в холмистой местности, где можно легко построить плотины и большие водохранилища. На гидроэлектростанции напор воды создается путем строительства плотины через реку или озеро. От плотины вода подается на гидротурбину.

Водяная турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию на валу турбины. Проще говоря, падающая вода раскручивает водяную турбину. Турбина приводит в действие генератор переменного тока, соединенный с ним, и преобразует механическую энергию в электрическую. Это основной «принцип работы гидроэлектростанции».

Гидроэлектростанции очень популярны, потому что запасы топлива (например, нефти и угля) истощаются день ото дня. Они также полезны для орошения и борьбы с наводнениями.

Элементы гидроэлектростанции

Основными элементами гидроэлектростанции являются следующие:

Площадь водосбора : Общая площадь за плотиной, на которой собирается вода и образуется речной сток, известна как водосбор. область.

Резервуар : Это неотъемлемая часть электростанции, где вода хранится и непрерывно подается на водяную турбину.

Плотина : Плотина представляет собой барьер, который накапливает воду и создает напор.

Стапель : Из-за сильных дождей в водосборном бассейне уровень воды может превысить вместимость водохранилища. Это может повлиять на стабильность резервуара.

 Сооружение формируется вокруг резервуара для удаления этой избыточной воды. Эта структура известна как стапель. Стапель обеспечивает устойчивость водоема и снижает уровень воды во время половодья.

Уравнительный резервуар : Это небольшой резервуар (открытый сверху). Он предназначен для снижения скачков давления в трубопроводе. Он расположен недалеко от начала канала.

Водоводы : Водоводы представляют собой открытые или закрытые трубопроводы, по которым вода поступает к турбинам. Обычно они изготавливаются из железобетона или стали. Затворы RCC подходят для низкого напора воды (< 30 м). Стальные затворы идеально подходят для любого напора, так как они могут быть спроектированы в зависимости от напора воды или рабочего давления.

Водяные турбины : Работает как устройство преобразования энергии. Это машина, в которой потенциальная энергия воды преобразуется в механическую энергию вала. Основные типы гидротурбин:

(i) Импульсные турбины (ii) Реактивные турбины

Импульсные турбины : Такие турбины используются для высоких напоров. Он состоит из колеса с эллиптическими ковшами по его периферии. Весь напор воды преобразуется в кинетическую энергию в сопле, а скорость струи раскручивает колесо — например, турбина колеса Пелтона.

Реакционные турбины : Важными типами реактивных турбин являются:

(a) турбины Фрэнсиса (b) турбины Каплана

Турбина Фрэнсиса используется для низкого и среднего напора. Турбина Каплана используется для низкого напора и большого количества воды.

Гидротурбинные генераторы : Синхронные генераторы с низким числом оборотов в минуту (от 75 до 300) с основными возбудителями, обычно установленными вверху на конце вала. Машины обычно имеют воздушное охлаждение с замкнутым контуром.

Вспомогательное оборудование электростанции : Для гидроэлектростанции требуются те же основные вспомогательные устройства, что и для любой другой электростанции, такие как система регулятора, возбудители, краны, панели управления и т. д. Электропитание для вспомогательного оборудования, кранов и освещения обычно организовано от небольшой независимой гидротурбины и генератора.

Гидроэлектростанция Преимущества

• Более надежная электростанция.
• Низкие эксплуатационные расходы.
• Малое время пуска.
• Высокая производительность.
• Стоимость топлива равна нулю.
• Экологичный.
• Возобновляемый источник энергии.
• Срок службы силовой установки больше.
• Они также используются для защиты от наводнений и орошения.

Недостатки гидроэлектростанции

• Высокие капитальные затраты.
• Выход зависит от наличия воды.
• Обычно встречается в гористой местности.
• Аппарат нуждается в защите от коррозии.

Связанный пост : Гидроэлектростанция работает

Вам также может понравиться —Энергосистема MCQ с ответами.

Спасибо, что прочитали о «принципе работы гидроэлектростанции». Для получения более подробной информации посетите Википедию.

Гидроэлектростанция: схема, работа и типы

Производство электроэнергии с помощью гидроэнергетики (потенциальная энергия запасов воды) является одним из самых чистых методов производства электроэнергии. В 2012 году гидроэлектростанции обеспечили около 16% общего производства электроэнергии в мире. Гидроэлектроэнергия является наиболее широко используемой формой возобновляемой энергии. Это гибкий источник электроэнергии, а также стоимость производства электроэнергии относительно низкая. В этой статье рассказывается о компоновке, основных компонентах и ​​ работа гидроэлектростанции .

На приведенном выше изображении показана типовая схема гидроэлектростанции и ее основные компоненты .

Плотина и водохранилище: Плотина построена на крупной реке в холмистой местности для обеспечения достаточного запаса воды на высоте. Плотина образует за собой большой резервуар. Высота уровня воды (называемая напором воды) в водохранилище определяет, сколько потенциальной энергии в нем хранится.

Контрольный затвор: Вода из резервуара может течь через напорный трубопровод к турбине. Количество воды, которое должно быть выпущено в водоводе, может контролироваться регулирующим затвором. Когда регулирующий затвор полностью открыт, максимальное количество воды выпускается через затвор.

Затвор:  Завод — это огромная стальная труба, по которой вода поступает из резервуара к турбине. Потенциальная энергия воды преобразуется в кинетическую энергию по мере того, как она стекает через водовод под действием силы тяжести.

Водяная турбина: Вода из напорного трубопровода подается в водяную турбину. Турбина механически связана с электрогенератором. Кинетическая энергия воды приводит в движение турбину и, следовательно, приводит в движение генератор. Есть два основных типа водяных турбин; (i) Импульсная турбина и (ii) Реактивная турбина. Импульсные турбины используются для больших напоров, а реактивные турбины используются для малых и средних напоров.

Генератор: Генератор установлен в машинном отделении и механически соединен с валом турбины. Когда лопасти турбины вращаются, они приводят в действие генератор, и вырабатывается электричество, которое затем усиливается с помощью трансформатора для целей передачи.

Уравнительный бак:

Уравнительные баки обычно устанавливаются на электростанциях с высоким или средним напором, когда требуется значительно длинный напорный трубопровод. Уравнительный бак представляет собой небольшой резервуар или резервуар, открытый сверху. Он устанавливается между резервуаром и электростанцией. Уровень воды в расширительном баке поднимается или опускается, чтобы уменьшить колебания давления в затворе. Когда происходит резкое снижение нагрузки на турбину, регулятор закрывает заслонки турбины, чтобы уменьшить расход воды. Это приводит к аномальному увеличению давления в напорном трубопроводе. Это предотвращается с помощью расширительного бака, в котором уровень воды поднимается для снижения давления. С другой стороны, уравнительный бак обеспечивает избыток воды, необходимый, когда ворота внезапно открываются, чтобы удовлетворить возросшую потребность в нагрузке.

[Также читайте: Электростанции | Электростанции]

Типы гидроэлектростанций

Обычные установки:

Обычные установки используют потенциальную энергию запруженной воды. Извлекаемая энергия зависит от объема и напора воды. Разница между высотой уровня воды в водохранилище и уровнем стока воды называется напором.

Гидроаккумулирующая станция:

В гидроаккумулирующей станции рядом с выходом воды из турбины сооружается второй резервуар.