Anordningen och principen för driften av vattenkraftverket

Sedan urminnes tider har människor använt vattnets drivkraft. De malde mjöl i kvarnar som drivs av vattenströmmar, forsade tunga trädstammar nedströms och använde i allmänhet vattenkraft för en mängd olika uppgifter, inklusive industriella.

De första vattenkraftverken

I slutet av 1800-talet, med början av elektrifieringen av städer, började vattenkraftverken bli populärt mycket snabbt i världen. 1878 dök världens första vattenkraftverk upp i England, som då bara drev en ljusbågslampa i konstgalleriet till uppfinnaren William Armstrong ... Och 1889 fanns det redan 200 vattenkraftverk bara i USA.

Ett av de viktigaste stegen i utvecklingen av vattenkraften var byggandet av Hoover Dam i USA på 1930-talet. När det gäller Ryssland byggdes redan 1892 det första vattenkraftverket med fyra turbiner med en kapacitet på 200 kW här i Rudnia Altai vid Berezovka-floden, utformat för att tillhandahålla elektricitet för gruvans dränering av Ziryanovsky-gruvan.Så, med utvecklingen av elektricitet av mänskligheten, markerade vattenkraftverk den snabba takten i industriella framsteg.

Principen för driften av vattenkraftverket

Idag är moderna vattenkraftverk enorma strukturer med en gigawatt installerad kapacitet. Men principen för driften av alla vattenkraftverk förblir i allmänhet ganska enkel och nästan exakt densamma överallt. Vattentrycket som appliceras på den hydrauliska turbinens blad får den att rotera, och den hydrauliska turbinen, i sin tur, ansluten till generatorn, vrider generatorn. Generatorn genererar el som och matas till transformatorstationen och sedan till kraftledningen.

Hydro Generator Rotor:

I turbinhallen i vattenkraftverket installeras hydrauliska enheter som omvandlar vattenflödets energi till elektricitet, och alla nödvändiga distributionsanordningar, såväl som styr- och övervakningsanordningar för driften av vattenkraftverket, är placerade direkt i byggnaden av vattenkraftverket.

Effekten av ett vattenkraftverk beror på mängden och trycket av vatten som passerar genom turbinerna. Direkt tryck erhålls på grund av den riktade rörelsen av vattenflödet. Detta kan vara vatten som byggs upp vid dammen när en damm byggs på en viss plats i floden, eller så uppstår trycket på grund av flödesavledning – det vill säga när vattnet avleds från kanalen genom en speciell tunnel eller kanal. Så, vattenkraftverk är dam, derivat och dam.

De vanligaste damvattenkraftverken är baserade på en damm som blockerar flodbädden.Bakom dammen stiger vattnet, ackumuleras och skapar en slags vattenpelare som ger tryck och tryck. Ju högre dammen är, desto starkare tryck. Världens högsta damm, 305 meter hög, är Jinping-dammen på 3,6 GW vid Yalongjiangfloden i västra Sichuan i sydvästra Kina.

Vattenkraftverk är av två typer. Om floden har en liten dipp, men är relativt riklig, skapas en tillräcklig skillnad i vattennivåer med hjälp av en damm som blockerar floden.

En reservoar bildas ovanför dammen, vilket säkerställer enhetlig drift av stationen under hela året. Nära stranden under dammen, i nära anslutning till den, installeras en vattenturbin, kopplad till en elektrisk generator (nära dammstationen). Om floden är farbar, görs en sluss på motsatta stranden för passage av fartyg.

Om floden inte är särskilt rik på vatten, men har en stor nedsänkning och snabb ström (till exempel bergfloder), så avleds en del av vattnet längs en speciell kanal, som har en mycket lägre lutning än floden. Denna kanal är ibland flera kilometer lång. Ibland tvingar fältförhållandena kanalen att ersättas av en tunnel (för kraftverk). Detta skapar en betydande nivåskillnad mellan kanalens utlopp och nedströms ån.

I slutet av kanalen kommer vattnet in i ett rör med en brant sluttning, i vars nedre ände finns en hydraulisk turbin med en generator. På grund av den betydande nivåskillnaden får vattnet en stor kinetisk energi, tillräcklig för att driva stationen (avledningsstationer).

Sådana stationer kan ha stor kapacitet och tillhöra kategorin regionala kraftverk (jfr. Små vattenkraftverk).I de minsta anläggningarna ersätts turbinen ibland av ett mindre effektivt, billigare vattenhjul.

Byggandet av Zhigulev vattenkraftverk från källorna

Schematiskt diagram över de elektriska anslutningarna till Zhigulev HPP

Ett snitt genom byggnaden av Zhigulev vattenkraftverk. 1 — utgångar för öppning av RU 400 kV; 2 — golv av 220 och 110 kV kablar; 3 — golv för elektrisk utrustning, 4 — kylutrustning för transformatorer; 5 — busskanaler som förbinder spänningslindningarna hos transformatorernas generator i "trianglar"; 6 — en kran med en lastkapacitet på 2X125 ton; 7 — en kran med en lastkapacitet på 30 ton; 8 — en kran med en lastkapacitet på 2X125 t; 9 — soplagringsstruktur; 10 — en kran med en lastkapacitet på 2X125 ton; 11 — metalltunga; 12 — en kran med en lastkapacitet på 2X125 ton.

Zhigulev HPP är det näst största vattenkraftverket i Europa, 1957-1960 var det det största vattenkraftverket i världen.

Den första enheten av stationen med en kapacitet på 105 tusen KW togs i drift i slutet av 1955, 1956 togs ytterligare 11 enheter i drift i 10 månader. 1957 — de återstående åtta enheterna.

Ett stort antal nya, i vissa fall unika, energianläggningar har installerats och är i drift vid vattenkraftverk.

Typer av vattenkraftverk och deras anordningar

Vattenkraftverket omfattar förutom dammen en byggnad och ställverk. Vattenkraftverkets huvudutrustning finns i byggnaden, här installeras turbiner och generatorer. Förutom dammen och byggnaden kan vattenkraftverket ha slussar, utsläpp, fiskpassager och båtliftar.

Varje vattenkraftverk är en unik struktur, därför är det främsta utmärkande draget hos vattenkraftverk från andra typer av industriella kraftverk deras individualitet. Förresten, den största reservoaren i världen ligger i Ghana, det är Akosombo-reservoaren vid Voltafloden. Den omfattar 8 500 kvadratkilometer, vilket är 3,6 % av hela landets yta.

Om det finns en betydande sluttning längs flodbädden, byggs ett härledningsvattenkraftverk. Det är inte nödvändigt att bygga en stor reservoar för dammar, istället leds vattnet endast genom specialbyggda vattenkanaler eller tunnlar direkt till kraftverksbyggnaden.

Små dagliga regleringsbassänger är ibland anordnade i härledda vattenkraftverk, som gör det möjligt att kontrollera trycket och därmed mängden genererad el, beroende på överbelastningen av elnätet.

Pumplager (PSPP) är en speciell typ av vattenkraftverk. Här är själva stationen utformad för att jämna ut dagliga svängningar och toppbelastningar kraftsystem, och därmed förbättra elnätets tillförlitlighet.

En sådan station kan fungera både i generatorläge och i lagringsläge, när pumpar pumpar vatten in i den övre bassängen från den nedre bassängen. En bassäng är i detta sammanhang ett bassängobjekt som ingår i en reservoar och gränsar till ett vattenkraftverk Uppströms är uppströms, nedströms är nedströms.

Ett exempel på en pumpad lagringsanläggning är Taum Sauk Reservoir i Missouri, byggd 80 kilometer från Mississippi, med en kapacitet på 5,55 miljarder liter, vilket gör att kraftsystemet kan ge en toppkapacitet på 440 MW.