Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydroelectric plant

Mula noong sinaunang panahon, ginagamit ng mga tao ang puwersang nagtutulak ng tubig. Dinidikdik nila ang harina sa mga gilingan na pinapagana ng agos ng tubig, nag-raft ng mabibigat na puno sa ibaba ng agos, at karaniwang gumagamit ng hydropower para sa iba't ibang uri ng mga gawain, kabilang ang mga pang-industriya.

Ang unang hydroelectric plant

Sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, sa simula ng electrification ng mga lungsod, ang mga hydroelectric plant ay nagsimulang makakuha ng katanyagan nang napakabilis sa mundo. Noong 1878, ang unang hydroelectric plant sa mundo ay lumitaw sa England, na pagkatapos ay pinalakas lamang ang isang arc lamp sa art gallery ng imbentor na si William Armstrong ... At noong 1889, mayroon nang 200 hydroelectric na mga halaman sa Estados Unidos lamang.

Isa sa pinakamahalagang hakbang sa pagpapaunlad ng hydropower ay ang pagtatayo ng Hoover Dam sa USA noong 1930s. Tulad ng para sa Russia, na noong 1892, ang unang four-turbine hydroelectric power plant na may kapasidad na 200 kW ay itinayo dito sa Rudnia Altai sa Berezovka River, na idinisenyo upang magbigay ng kuryente para sa mine drainage ng Ziryanovsky mine.Kaya, sa pag-unlad ng kuryente ng sangkatauhan, ang mga hydroelectric power plant ay minarkahan ang mabilis na bilis ng pag-unlad ng industriya.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydroelectric plant

Ngayon, ang mga modernong hydroelectric na halaman ay malalaking istruktura na may gigawatt na naka-install na kapasidad. Gayunpaman, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng anumang hydroelectric plant sa pangkalahatan ay nananatiling medyo simple at halos pareho sa lahat ng dako. Ang presyon ng tubig na inilapat sa mga blades ng hydraulic turbine ay nagiging sanhi ng pag-ikot nito, at ang hydraulic turbine, naman, na konektado sa generator, ay nagpapaikot sa generator. Ang generator ay bumubuo ng kuryente na at ipinakain sa istasyon ng transpormer at pagkatapos ay sa linya ng kuryente.

Hydro Generator Rotor:

Sa bulwagan ng turbine ng hydroelectric power plant, ang mga hydraulic unit ay naka-install na nagko-convert ng enerhiya ng daloy ng tubig sa kuryente, at lahat ng kinakailangang mga aparato sa pamamahagi, pati na rin ang mga control at monitoring device para sa pagpapatakbo ng hydroelectric power plant, ay matatagpuan. direkta sa gusali ng hydroelectric power plant.

Ang output ng isang hydroelectric plant ay nakasalalay sa dami at presyon ng tubig na dumadaan sa mga turbine. Ang direktang presyon ay nakuha dahil sa direktang paggalaw ng daloy ng tubig. Ito ay maaaring tubig na naipon sa dam kapag ang isang dam ay itinayo sa isang partikular na lokasyon sa ilog, o ang presyon ay nangyayari dahil sa paglihis ng daloy—iyon ay, kapag ang tubig ay inililihis mula sa channel sa pamamagitan ng isang espesyal na tunnel o kanal. Kaya, ang mga hydroelectric power plant ay dam, derivative at dam.

Ang pinakakaraniwang dam hydroelectric plant ay nakabatay sa isang dam na humaharang sa river bed.Sa likod ng dam, ang tubig ay tumataas, nag-iipon, na lumilikha ng isang uri ng haligi ng tubig na nagbibigay ng presyon at presyon. Kung mas mataas ang dam, mas malakas ang presyon. Ang pinakamataas na dam sa mundo, sa taas na 305 metro, ay ang 3.6 GW Jinping Dam sa Yalongjiang River sa kanlurang Sichuan sa timog-kanlurang Tsina.

Ang mga hydroelectric na halaman ay may dalawang uri. Kung ang ilog ay may bahagyang paglubog, ngunit medyo sagana, pagkatapos ay sa tulong ng isang dam na humaharang sa ilog, isang sapat na pagkakaiba sa mga antas ng tubig ay nilikha.

Ang isang reservoir ay nabuo sa itaas ng dam, na nagsisiguro ng pare-parehong operasyon ng istasyon sa buong taon. Malapit sa pampang sa ilalim ng dam, malapit dito, isang water turbine ang naka-install, na konektado sa isang electric generator (malapit sa istasyon ng dam). Kung ang ilog ay navigable, pagkatapos ay isang lock ang ginawa sa kabaligtaran na bangko para sa pagpasa ng mga barko.

Kung ang ilog ay hindi masyadong mayaman sa tubig, ngunit may malaking paglulubog at mabilis na agos (halimbawa, mga ilog ng bundok), kung gayon ang bahagi ng tubig ay inililihis kasama ang isang espesyal na channel, na may mas mababang slope kaysa sa ilog. Minsan ilang kilometro ang haba ng channel na ito. Kung minsan, pinipilit ng mga kondisyon ng field ang channel na palitan ng tunnel (para sa mga power station). Lumilikha ito ng makabuluhang pagkakaiba sa antas sa pagitan ng labasan ng kanal at sa ibaba ng agos ng ilog.

Sa dulo ng channel, ang tubig ay pumapasok sa isang tubo na may matarik na dalisdis, sa ibabang dulo kung saan mayroong isang hydraulic turbine na may generator. Dahil sa makabuluhang pagkakaiba sa antas, ang tubig ay nakakakuha ng isang malaking kinetic energy, na sapat upang mapalakas ang istasyon (mga derivation station).

Ang nasabing mga istasyon ay maaaring magkaroon ng malaking kapasidad at nabibilang sa kategorya ng mga rehiyonal na planta ng kuryente (cf. Maliit na hydroelectric na halaman).Sa pinakamaliit na halaman, ang turbine ay minsan ay pinapalitan ng hindi gaanong mahusay, mas murang gulong ng tubig.

Ang pagtatayo ng Zhigulev hydroelectric plant mula sa mga bukal

Schematic diagram ng mga de-koryenteng koneksyon ng Zhigulev HPP

Isang seksyon sa pamamagitan ng gusali ng Zhigulev hydroelectric plant. 1 — mga output para sa pagbubukas ng RU 400 kV; 2 - palapag ng 220 at 110 kV cable; 3 — mga de-koryenteng kagamitan sa sahig, 4 — transpormer na kagamitan sa paglamig; 5 - mga channel ng bus na kumokonekta sa mga windings ng boltahe ng generator ng mga transformer sa "mga tatsulok"; 6 — isang crane na may kapasidad ng pagkarga na 2X125 tonelada; 7 - isang crane na may kapasidad ng pagkarga na 30 tonelada; 8 — isang crane na may kapasidad ng pagkarga na 2X125 t; 9 — istraktura ng pagpapanatili ng basura; 10 — isang crane na may kapasidad ng pagkarga na 2X125 tonelada; 11 - metal na dila; 12 — isang crane na may kapasidad ng pagkarga na 2X125 tonelada.

Ang Zhigulev HPP ay ang pangalawang pinakamalaking hydroelectric plant sa Europa, noong 1957-1960 ito ang pinakamalaking hydroelectric plant sa mundo.

Ang unang yunit ng istasyon na may kapasidad na 105 libong KW ay inilagay sa operasyon sa pagtatapos ng 1955, noong 1956 isa pang 11 na yunit ang inilagay sa operasyon sa loob ng 10 buwan. 1957 — ang natitirang walong yunit.

Ang isang malaking bilang ng mga bago, sa ilang mga kaso natatangi, mga pasilidad ng enerhiya ay na-install at tumatakbo sa hydroelectric power stations.

Mga uri ng hydroelectric power plant at ang kanilang mga device

Bilang karagdagan sa dam, ang hydroelectric plant ay may kasamang gusali at switchgear. Ang pangunahing kagamitan ng hydroelectric plant ay matatagpuan sa gusali, ang mga turbine at generator ay naka-install dito. Bilang karagdagan sa dam at gusali, ang hydroelectric plant ay maaaring may mga kandado, spillway, daanan ng isda, at mga elevator ng bangka.

Ang bawat hydroelectric power plant ay isang natatanging istraktura, samakatuwid ang pangunahing katangian ng hydroelectric power plant mula sa iba pang mga uri ng pang-industriyang power plant ay ang kanilang sariling katangian. Sa pamamagitan ng paraan, ang pinakamalaking reservoir sa mundo ay matatagpuan sa Ghana, ito ay ang Akosombo reservoir sa Volta River. Sinasaklaw nito ang 8,500 square kilometers, na 3.6% ng buong lugar ng bansa.

Kung mayroong isang makabuluhang slope sa tabi ng kama ng ilog, pagkatapos ay isang derivation hydroelectric plant ay itinayo. Hindi kinakailangang magtayo ng isang malaking reservoir para sa mga dam, sa halip ang tubig ay idinidirekta lamang sa pamamagitan ng espesyal na itinayong mga channel ng tubig o mga lagusan nang direkta sa gusali ng power plant.

Ang maliliit na pang-araw-araw na regulation basin ay minsan ay inaayos sa derivative hydroelectric power stations, na nagbibigay-daan sa pressure na makontrol at sa gayon ay ang dami ng kuryenteng nabuo, depende sa sobrang karga ng power grid.

Ang mga pumped storage facility (PSPP) ay isang espesyal na uri ng hydroelectric plant. Dito, ang istasyon mismo ay idinisenyo upang pakinisin ang pang-araw-araw na pagbabagu-bago at peak load sistema ng kuryente, at sa gayon ay mapabuti ang pagiging maaasahan ng power grid.

Ang nasabing istasyon ay maaaring gumana pareho sa generator mode at sa storage mode, kapag nagbobomba ng tubig sa itaas na palanggana mula sa ibabang palanggana. Ang basin sa kontekstong ito ay isang basin na bagay na bahagi ng isang reservoir at katabi ng isang hydroelectric plant. Ang upstream ay upstream, downstream ay downstream.

Ang isang halimbawa ng isang pumped storage facility ay ang Taum Sauk Reservoir sa Missouri, na itinayo 80 kilometro mula sa Mississippi, na may kapasidad na 5.55 bilyong litro, na nagpapahintulot sa power system na magbigay ng pinakamataas na kapasidad na 440 MW.