ГЭС: жұмыс істеу принципі, схемасы, жабдықтары, қуаты

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Су электр станцияларының мақсатын барлығы дерлік елестетеді, бірақ су электр станцияларының жұмыс істеу принципін шынымен түсінетіндер аз. Адамдар үшін басты жұмбақ - бұл үлкен бөгеттің ешқандай отынсыз электр энергиясын қалай өндіретіні. Бұл туралы сөйлесейік.

ГЭС дегеніміз не?

СЭС – әртүрлі құрылымдар мен арнайы жабдықтардан тұратын күрделі кешен. Бөгет пен су қоймасын толтыру үшін үздіксіз су ағып тұратын өзендерде су электр станциялары салынуда. Су электр станциясын салу кезінде жасалған ұқсас құрылымдар (бөгеттер) су электр станцияларына арналған арнайы жабдықты қолдану арқылы электр энергиясына айналатын тұрақты су ағынын шоғырландыру үшін қажет.

СЭС тиімділігінде құрылысқа арналған орынды таңдау маңызды рөл атқаратынын ескеріңіз. Екі шарт қажет: сарқылмайтын сумен қамтамасыз ету және өзеннің жоғары еңісі.

ГЭС жұмыс принципі

Су электр станциясының жұмысы өте қарапайым. Тұрғызылған гидротехникалық құрылыстартурбина қалақтарына түсетін судың тұрақты қысымын қамтамасыз ету. Қысым турбинаны қозғалысқа келтіреді, соның нәтижесінде ол генераторларды айналдырады. Соңғысы электр энергиясын өндіреді, содан кейін ол тұтынушыға жоғары вольтты электр беру желілері арқылы жеткізіледі.

Мұндай құрылымның негізгі қиындығы судың тұрақты қысымын қамтамасыз ету болып табылады, оған бөгет салу арқылы қол жеткізіледі. Оның арқасында көп мөлшерде су бір жерде шоғырланған. Кейбір жағдайларда судың табиғи ағыны пайдаланылады, ал кейде бөгет пен бұру (табиғи ағын) бірге қолданылады.

Ғимараттың өзінде су электр станциясының жабдықтары бар, оның негізгі міндеті су қозғалысының механикалық энергиясын электр энергиясына айналдыру болып табылады. Бұл тапсырма генераторға жүктеледі. Қосымша жабдық станцияның, тарату құрылғыларының және трансформатор станцияларының жұмысын басқару үшін де қолданылады.

Төмендегі суретте ГЭС-тің схемалық диаграммасы көрсетілген.

Көріп отырғаныңыздай, су ағыны генератордың турбинасын айналдырады, ол энергия өндіреді, оны түрлендіру үшін трансформаторға береді, содан кейін ол электр желілері арқылы жеткізушіге жеткізіледі.

Қуат

Өндірілген қуатқа қарай бөлуге болатын әртүрлі су электр станциялары бар:

1. Өте қуатты - 25 МВт-тан жоғары.
2. Орта – 25 МВт-қа дейін.
3. Шағын - генерациясы 5 МВт-қа дейін.

Су электр станциясының қуаты ең алдымен су ағынына және онда қолданылатын генератордың өзінің тиімділігіне байланысты. Бірақ тіпті еңтиімді қондырғы әлсіз су қысымымен көп мөлшерде электр энергиясын өндіре алмайды. Сондай-ақ су электр станциясының қуаты тұрақты емес екенін ескерген жөн. Табиғи себептерге байланысты бөгеттегі су деңгейі көтерілуі немесе төмендеуі мүмкін. Мұның бәрі өндірілетін электр энергиясының көлеміне әсер етеді.

Бөгеттің рөлі

Кез келген су электр станциясының ең күрделі, ең үлкен және жалпы негізгі элементі – бөгет. Бөгеттің қалай жұмыс істейтінін түсінбейінше, су электр станциясының не екенін түсіну мүмкін емес. Олар су ағынын ұстап тұратын үлкен көпірлер. Дизайнға байланысты олар әртүрлі болуы мүмкін: гравитациялық, арка тәрізді және басқа құрылымдар бар, бірақ олардың мақсаты әрқашан бірдей - судың көп мөлшерін сақтау. Бұл бөгеттің арқасында тұрақты және қуатты су ағынын шоғырландыруға, оны генераторды айналдыратын турбинаның қалақтарына бағыттауға болады. Ол өз кезегінде электр энергиясын өндіреді.

Технология

Бұдан бұрын белгілі болғандай, су электр станциясының жұмыс істеу принципі ағып жатқан судың механикалық энергиясын пайдалануға негізделген, ол кейіннен турбина мен генератордың көмегімен электр энергиясына айналады. Турбиналардың өздері бөгеттің ішіне де, оның жанында да орнатылуы мүмкін. Кейбір жағдайларда бөгет деңгейінен төмен су жоғары қысыммен өтетін құбыр пайдаланылады.

Кез келген су электр станциясының бірнеше қуат көрсеткіштері бар: су шығыны және гидростатикалық басы. Соңғы көрсеткіш бастапқы және соңғы нүктелер арасындағы биіктік айырмашылығымен анықталады.судың еркін түсуі. Станция дизайнын жасау кезінде бүкіл дизайн осы көрсеткіштердің біріне негізделеді.

Бүгінгі таңда электр энергиясын өндірудің белгілі технологиялары механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіру кезінде жоғары тиімділікті алуға мүмкіндік береді. Кейде ол жылу электр станцияларынан бірнеше есе жоғары. Мұндай жоғары тиімділікке су электр станциясында қолданылатын жабдықтың арқасында қол жеткізілді. Бұл сенімді және салыстырмалы түрде пайдалану оңай. Сонымен қатар, отынның болмауына және жылу энергиясының көп мөлшерін босатуға байланысты мұндай жабдықтың қызмет ету мерзімі айтарлықтай ұзақ. Мұнда бұзылулар өте сирек кездеседі. Генераторлық қондырғылар мен құрылымдардың ең аз қызмет ету мерзімі жалпы алғанда шамамен 50 жыл деп есептеледі. Өткен ғасырдың отызыншы жылдарында салынған су электр станциялары бүгінгі күннің өзінде сәтті жұмыс істеп тұр.

Ресей су электр станциялары

Бүгінде Ресейде 100-ге жуық су электр станциясы жұмыс істейді. Әрине, олардың қуаттылығы әртүрлі және олардың көпшілігі орнатылған қуаттылығы 10 МВт-қа дейінгі станциялар. Сондай-ақ 1937 жылы пайдалануға берілген Пироговская немесе Акуловская сияқты станциялар бар, олардың қуаты небәрі 0,28 МВт.

Ең ірілері қуаттылығы тиісінше 6400 және 6000 МВт Саяно-Шушенская және Красноярск ГЭС-і. Келесі станциялар:

1. Братская (4500 МВт).
2. Усть-Илимская ГЭС (3840).
3. Бочуганская (2997 МВт).
4. Волжская (2660 МВт).
5. Жигулевская (2450 МВт).

Мұндай станциялардың көптігіне қарамастан, олар небәрі 47 700 МВт өндіреді, бұл Ресейде өндірілетін барлық энергияның жалпы көлемінің 20%-ына тең.

Жабында

Енді сіз су ағынының механикалық энергиясын электр энергиясына айналдыратын су электр станцияларының жұмыс істеу принципін түсінесіз. Энергия алудың қарапайым идеясына қарамастан, жабдықтар мен жаңа технологиялар кешені мұндай құрылымдарды күрделі етеді. Дегенмен, атом электр станцияларымен салыстырғанда олар шынымен қарабайыр.