Peranti dan prinsip operasi loji hidroelektrik

Sejak zaman purba, orang telah menggunakan kuasa penggerak air. Mereka mengisar tepung di kilang yang dikuasakan oleh arus air, mengarungi batang pokok yang berat di hilir, dan secara amnya menggunakan tenaga hidro untuk pelbagai jenis tugas, termasuk tugas perindustrian.

Loji hidroelektrik pertama

Pada akhir abad ke-19, dengan permulaan elektrifikasi bandar, loji hidroelektrik mula mendapat populariti dengan cepat di dunia. Pada tahun 1878, loji hidroelektrik pertama di dunia muncul di England, yang kemudiannya hanya menggerakkan satu lampu arka di galeri seni pencipta William Armstrong ... Dan menjelang 1889, sudah ada 200 loji hidroelektrik di Amerika Syarikat sahaja.

Salah satu langkah terpenting dalam pembangunan tenaga hidro ialah pembinaan Empangan Hoover di Amerika Syarikat pada tahun 1930-an. Bagi Rusia, sudah pada tahun 1892, loji kuasa hidroelektrik empat turbin pertama dengan kapasiti 200 kW telah dibina di sini di Rudnia Altai di Sungai Berezovka, yang direka untuk menyediakan elektrik untuk saliran lombong lombong Ziryanovsky.Jadi, dengan pembangunan tenaga elektrik oleh manusia, loji janakuasa hidroelektrik menandakan kepesatan kemajuan perindustrian.

Prinsip operasi loji hidroelektrik

Hari ini, loji hidroelektrik moden adalah struktur besar dengan kapasiti terpasang gigawatt. Walau bagaimanapun, prinsip operasi mana-mana loji hidroelektrik umumnya kekal agak mudah dan hampir sama di mana-mana. Tekanan air yang dikenakan pada bilah turbin hidraulik menyebabkannya berputar, dan turbin hidraulik, seterusnya, disambungkan kepada penjana, memutarkan penjana. Penjana menjana elektrik yang dan disalurkan ke stesen pengubah dan kemudian ke talian kuasa.

Pemutar Penjana Hidro:

Di dalam dewan turbin loji kuasa hidroelektrik, unit hidraulik dipasang yang menukar tenaga aliran air menjadi elektrik, dan semua peranti pengedaran yang diperlukan, serta alat kawalan dan pemantauan untuk operasi loji kuasa hidroelektrik, terletak. secara langsung dalam bangunan loji kuasa hidroelektrik.

Keluaran loji hidroelektrik bergantung kepada jumlah dan tekanan air yang melalui turbin. Tekanan langsung diperoleh kerana pergerakan terarah aliran air. Ini boleh menjadi air yang terbina di empangan apabila empangan dibina di lokasi tertentu di sungai, atau tekanan berlaku akibat pengalihan aliran—iaitu, apabila air dialihkan dari saluran melalui terowong atau terusan khas. Jadi, loji kuasa hidroelektrik ialah empangan, terbitan dan empangan.

Loji hidroelektrik empangan yang paling biasa adalah berasaskan empangan yang menghalang dasar sungai.Di belakang empangan, air naik, terkumpul, mewujudkan sejenis tiang air yang memberikan tekanan dan tekanan. Semakin tinggi empangan, semakin kuat tekanannya. Empangan tertinggi di dunia, setinggi 305 meter, ialah Empangan Jinping 3.6 GW di Sungai Yalongjiang di barat Sichuan di barat daya China.

Loji hidroelektrik terdiri daripada dua jenis. Sekiranya sungai mempunyai sedikit penurunan, tetapi agak banyak, maka dengan bantuan empangan yang menghalang sungai, perbezaan paras air yang mencukupi dicipta.

Takungan dibentuk di atas empangan, yang memastikan operasi seragam stesen sepanjang tahun. Berhampiran tebing di bawah empangan, berdekatan dengannya, turbin air dipasang, disambungkan kepada penjana elektrik (berhampiran stesen empangan). Jika sungai itu boleh dilayari, maka kunci dibuat di tebing bertentangan untuk laluan kapal.

Jika sungai tidak begitu kaya dengan air, tetapi mempunyai rendaman yang besar dan arus deras (contohnya, sungai gunung), maka sebahagian daripada air dialihkan di sepanjang saluran khas, yang mempunyai cerun yang jauh lebih rendah daripada sungai. Saluran ini kadangkala beberapa kilometer panjangnya. Kadangkala keadaan medan memaksa saluran digantikan dengan terowong (untuk stesen janakuasa). Ini mewujudkan perbezaan yang ketara dalam paras antara saluran keluar terusan dan hilir sungai.

Di hujung saluran, air memasuki paip dengan cerun curam, di hujung bawahnya terdapat turbin hidraulik dengan penjana. Disebabkan oleh perbezaan paras yang ketara, air memperoleh tenaga kinetik yang besar, mencukupi untuk menggerakkan stesen (stesen terbitan).

Stesen sedemikian boleh mempunyai kapasiti yang besar dan tergolong dalam kategori loji kuasa serantau (rujuk. Loji hidroelektrik kecil).Dalam loji terkecil, turbin kadangkala digantikan dengan roda air yang kurang cekap dan lebih murah.

Pembinaan loji hidroelektrik Zhigulev dari mata air

Gambar rajah skema sambungan elektrik Zhigulev HPP

Bahagian melalui bangunan loji hidroelektrik Zhigulev. 1 — output untuk membuka RU 400 kV; 2 — lantai kabel 220 dan 110 kV; 3 — lantai peralatan elektrik, 4 — peralatan penyejukan pengubah; 5 - saluran bas yang menyambungkan belitan voltan penjana transformer dalam "segi tiga"; 6 - kren dengan kapasiti beban 2X125 tan; 7 - kren dengan kapasiti beban 30 tan; 8 - kren dengan kapasiti beban 2X125 t; 9 - struktur penampungan sampah; 10 - kren dengan kapasiti beban 2X125 tan; 11 - lidah logam; 12 — kren dengan kapasiti muatan 2X125 tan.

Zhigulev HPP ialah loji hidroelektrik kedua terbesar di Eropah, pada 1957-1960 ia merupakan loji hidroelektrik terbesar di dunia.

Unit pertama stesen dengan kapasiti 105 ribu KW telah mula beroperasi pada akhir tahun 1955, pada tahun 1956 11 unit lagi telah beroperasi selama 10 bulan. 1957 - baki lapan unit.

Sebilangan besar kemudahan tenaga baharu, dalam beberapa kes unik, telah dipasang dan beroperasi di stesen janakuasa hidroelektrik.

Jenis loji kuasa hidroelektrik dan perantinya

Selain empangan, loji hidroelektrik termasuk bangunan dan alat suis. Peralatan utama loji hidroelektrik terletak di dalam bangunan, turbin dan penjana dipasang di sini. Selain empangan dan bangunan, loji hidroelektrik mungkin mempunyai kunci, saluran tumpahan, laluan ikan dan lif bot.

Setiap loji kuasa hidroelektrik adalah struktur yang unik, oleh itu ciri membezakan utama loji janakuasa hidroelektrik daripada jenis loji janakuasa industri yang lain ialah keperibadian mereka. Dengan cara ini, takungan terbesar di dunia terletak di Ghana, ia adalah takungan Akosombo di Sungai Volta. Ia meliputi 8,500 kilometer persegi, iaitu 3.6% daripada keseluruhan kawasan negara.

Sekiranya terdapat cerun yang ketara di sepanjang dasar sungai, maka loji hidroelektrik terbitan didirikan. Tidak perlu membina takungan besar untuk empangan, sebaliknya air hanya diarahkan melalui saluran air atau terowong yang didirikan khas terus ke bangunan loji kuasa.

Besen peraturan harian yang kecil kadangkala disusun dalam stesen janakuasa hidroelektrik terbitan, yang membolehkan tekanan dikawal dan dengan itu jumlah tenaga elektrik yang dijana, bergantung kepada beban lampau grid kuasa.

Kemudahan penyimpanan pam (PSPP) adalah sejenis loji hidroelektrik khas. Di sini, stesen itu sendiri direka untuk melancarkan turun naik harian dan beban puncak sistem kuasa, dan dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan grid kuasa.

Stesen sedemikian boleh berfungsi dalam mod penjana dan dalam mod penyimpanan, apabila mengepam air ke dalam lembangan atas dari lembangan bawah. Lembangan dalam konteks ini ialah objek lembangan yang merupakan sebahagian daripada takungan dan bersebelahan dengan loji hidroelektrik.Hulu di hulu, hilir di hilir.

Contoh kemudahan penyimpanan yang dipam ialah Takungan Taum Sauk di Missouri, dibina 80 kilometer dari Mississippi, dengan kapasiti 5.55 bilion liter, membolehkan sistem kuasa menyediakan kapasiti puncak 440 MW.