Гидроэлектрические станции - Назначение и типы электростанций

Гидроэлектростанции - это такие станции, где в качестве первичного двигателя применяют гидравлические турбины, они располагаются на равнинных и горных реках.

В европейской части завершается строительство каскада ГЭС на р. Волге и Каме, интенсивно сооружаются ГЭС на многих реках Кавказа. В Сибири продолжается освоение Ангаро-Енисейского каскада, на котором закончено сооружение Усть-Илимской и Саяно-Шушенской ГЭС мощностью 3,8 и 6,4 ГВт соответственно. На р. Ангаре сооружается Богучанс-кая ГЭС, намечается строительство Средне-Енисейской и других крупных ГЭС в нижнем течении Енисея. В Сибири работают такие ГЭС, как Братская (4,5 ГВт), Красноярская (6 ГВт). На Дальнем Востоке осуществляется строительство ГЭС на бурных реках Зея и Бурея, которые не только дадут электроэнергию, но и защитят от наводнений обширные пойменные земли.

На современных ГЭС устанавливаются гидроагрегаты мощностью 600 и 640 МВт. На одиннадцати ГЭС мощностью по 1000 МВт и более сосредоточено около 60% всей гидроэнергетической мощности.

На ГЭС водная энергия преобразуется в электрическую при помощи гидравлических турбин и соединенных с ними генераторов.

Для этого если по всему сечению (створу) реки установить плотину (рис. 1.5), то уровень воды перед плотиной (верхний бьеф 1) окажется выше уровня после плотины 2 (нижний бьеф 3). Разность уровней между верхним и нижним бьефами называется напором. Мощность электростанции определяется значением напора и количеством воды (расходом), проходящей через турбины в единицу времени. Гидравлические турбины устанавливаются на уровне нижнего бьефа 3, где по проводящему каналу вода направляется в спиральную камеру и из нее на лопасти ротора гидротурбины, на который насажен ротор электрического генератора. Таким образом, энергия воды в гидротурбине превращается сначала в механическую, а затем в электрическую энергию.

Различают ГЭС плотинного и деривационного типов. Плотинные ГЭС применяют на равнинных реках с небольшими напорами, деривационные (с обходными каналами) - на горных реках с большими уклонами и при небольшом расходе воды. Следует отметить, что работа ГЭС зависит от уровня воды, определяемого природными условиями.

Достоинствами гидростанций являются их высокий КПД и низкая себестоимость выработанной электроэнергии. Однако следует учитывать большую стоимость капитальных затрат при сооружении ГЭС и значительные сроки их сооружения, что определяет большой срок их окупаемости.

Особенностью работы электростанций является то, что они должны вырабатывать столько энергии, сколько ее требуется в данный момент для покрытия нагрузки потребителей, собственных нужд станций и потерь в сетях. Поэтому оборудование станций должно быть всегда готово к периодическому изменению нагрузки потребителей в течение дня или года.

Следует также учитывать, что от энергетических систем питается ряд потребителей, требования к электроснабжению которых неодинаковы. Эти требования определены Правилами устройства электроустановок путем деления их на три категории.

Для обеспечения указанных требований энергосистемы оборудуют специальными диспетчерскими пунктами, оснащенными средствами контроля, управления, связи и специальными мнемоническими схемами расположения электростанций, линий передач и понизительных подстанций.

Диспетчерский пункт получает необходимые данные и сведения о состояниях технологического процесса на электростанциях (расходе воды и топлива, параметрах пара, скорости вращения турбин и т. д.); о работе системы какие элементы системы (линии, трансформаторы, генераторы, нагрузки, котлы, паропроводы) в данный момент отключены, какие находятся в работе, в резерве и т. д.; об электрических параметрах режима (напряжениях, токах, активных и реактивных мощностях, частоте и т. д.).

Работа электростанций в системе дает возможность за счет большого количества параллельно работающих генераторов повысить надежность электроснабжения потребителей, полностью загрузить наиболее экономические агрегаты электростанций, снизить стоимость выработки электроэнергии. Кроме того, в энергосистеме снижается установленная мощность резервного оборудования; обеспечивается более высокое качество электроэнергии, отпускаемой потребителям; увеличивается единичная мощность агрегатов, которые могут быть установлены в системе, и т. д.

Чтобы улучшить технико-экономические показатели и повысить надежность работы системы, наиболее целесообразно загружать станции в такой последовательности:

    1) теплоэлектроцентрали, работая по необходимому предприятию тепловому графику, должны нести определенную электрическую нагрузку; при этом учитывается, что КПД ТЭЦ значительно выше, чем у других тепловых электростанций; 2) тепловые конденсационные электростанции работают в зависимости от единичной мощности агрегатов, их параметров, сорта топлива, сжигаемого на станции, и т. д.; 3) гидростанции работают, когда запасы воды достаточны для длительной работы станции с полной нагрузкой; 4) гидроэлектроцентрали с регулируемым водостоком работают, когда имеющиеся запасы воды используются только для снятия пиковых нагрузок и аварийного резерва системы.

При распределении нагрузок между станциями электросистемы учитывают также пропускную способность линий электропередачи, наличие и размещение резервов в системе и технико-экономические показатели отдельных станций и агрегатов.

Похожие статьи




Гидроэлектрические станции - Назначение и типы электростанций

Предыдущая | Следующая