Hidroelektrik santralinin cihazı ve çalışma prensibi

Eski çağlardan beri insanlar suyun itici gücünü kullanmışlardır. Unu su akıntılarıyla çalışan değirmenlerde öğütüyorlar, aşağı yönde ağır ağaç gövdelerinde rafting yapıyorlar ve genellikle endüstriyel olanlar da dahil olmak üzere çok çeşitli görevler için hidroelektrik kullanıyorlardı.

İlk hidroelektrik santralleri

19. yüzyılın sonlarında şehirlerin elektriklenmeye başlamasıyla birlikte hidroelektrik santraller dünyada çok hızlı bir şekilde popülerlik kazanmaya başladı. 1878'de, dünyanın ilk hidroelektrik santrali İngiltere'de ortaya çıktı ve daha sonra mucit William Armstrong'un sanat galerisinde yalnızca bir ark lambasını çalıştırdı ... Ve 1889'da, yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nde zaten 200 hidroelektrik santrali vardı.

Hidroelektrik enerjisinin geliştirilmesindeki en önemli adımlardan biri, 1930'larda ABD'de Hoover Barajı'nın inşa edilmesiydi. Rusya'ya gelince, zaten 1892'de, Ziryanovsky madeninin maden drenajına elektrik sağlamak için Berezovka Nehri üzerindeki Rudnia Altay'da 200 kW kapasiteli ilk dört türbinli hidroelektrik santrali burada inşa edildi.Böylece, insanoğlunun elektriği geliştirmesiyle birlikte, hidroelektrik santralleri, endüstriyel ilerlemenin hızlı temposuna damgasını vurdu.

Hidroelektrik santralinin çalışma prensibi

Günümüzde modern hidroelektrik santraller, gigawatt kurulu güce sahip devasa yapılardır. Bununla birlikte, herhangi bir hidroelektrik santralinin çalışma prensibi genellikle oldukça basit kalır ve her yerde neredeyse tamamen aynıdır. Hidrolik türbin kanatlarına uygulanan su basıncı türbinin dönmesine neden olur ve jeneratöre bağlı hidrolik türbin de jeneratörü döndürür. Jeneratör elektrik üretir ve trafo istasyonuna ve ardından güç hattına beslenir.

Hidro Jeneratör Rotoru:

Hidroelektrik santralin türbin dairesinde, su akışının enerjisini elektriğe çeviren hidrolik üniteler kurulmakta ve gerekli tüm dağıtım cihazları ile hidroelektrik santralin çalışması için kontrol ve izleme cihazları yer almaktadır. doğrudan hidroelektrik santral binasında.

Bir hidroelektrik santralinin çıkışı, türbinlerden geçen suyun miktarına ve basıncına bağlıdır. Su akışının yönlendirilmiş hareketi nedeniyle doğrudan basınç elde edilir. Bu, nehir üzerinde belirli bir yere bir baraj inşa edildiğinde barajda biriken su olabilir veya akış saptırma nedeniyle oluşan basınç, yani su kanaldan özel bir tünel veya kanal yoluyla yönlendirildiğinde meydana gelebilir. Yani hidroelektrik santraller baraj, türev ve barajdır.

En yaygın baraj hidroelektrik santralleri, nehir yatağını kapatan bir baraja dayanmaktadır.Barajın arkasında su yükselir, birikerek basınç ve basınç sağlayan bir tür su sütunu oluşturur. Baraj ne kadar yüksek olursa, basınç o kadar güçlü olur. 305 metre yüksekliğiyle dünyanın en yüksek barajı, Çin'in güneybatısında, Sichuan'ın batısındaki Yalongjiang Nehri üzerindeki 3,6 GW'lık Jinping Barajıdır.

Hidroelektrik santraller iki çeşittir. Nehir hafif bir eğime sahipse, ancak nispeten bolsa, o zaman nehri tıkayan bir baraj yardımıyla su seviyelerinde yeterli bir fark yaratılır.

Barajın üzerinde, istasyonun yıl boyunca muntazam çalışmasını sağlayan bir rezervuar oluşturulmuştur. Barajın altındaki kıyının yanına, yakınına, bir elektrik jeneratörüne bağlı bir su türbini kurulur (baraj istasyonunun yanında) Nehir gezilebilir ise, karşı kıyıda geçiş için bir kilit yapılır. gemiler.

Nehir su açısından çok zengin değilse, ancak büyük bir daldırma ve hızlı akıntıya sahipse (örneğin, dağ nehirleri), o zaman suyun bir kısmı nehirden çok daha düşük bir eğime sahip özel bir kanal boyunca yönlendirilir. Bu kanal bazen birkaç kilometre uzunluğundadır. Bazen saha koşulları kanalı bir tünelle değiştirmeye zorlar (enerji santralleri için). Bu, kanalın çıkışı ile nehrin mansabı arasında önemli bir seviye farkı yaratır.

Kanalın sonunda su, alt ucunda jeneratörlü bir hidrolik türbin bulunan dik eğimli bir boruya girer. Seviyedeki önemli fark nedeniyle, su, istasyonu (türetme istasyonları) çalıştırmak için yeterli olan büyük bir kinetik enerji elde eder.

Bu tür istasyonlar büyük bir kapasiteye sahip olabilir ve bölgesel elektrik santralleri kategorisine girebilir (bkz. Küçük hidroelektrik santralleri).En küçük tesislerde, türbin bazen daha az verimli, daha ucuz bir su çarkıyla değiştirilir.

Kaynaklardan Zhigulev hidroelektrik santralinin inşası

Zhigulev HES'in elektrik bağlantılarının şematik diyagramı

Zhigulev hidroelektrik santralinin binasından bir kesit. 1 — RU 400 kV açmak için çıkışlar; 2 — 220 ve 110 kV kabloların zemini; 3 — zeminin elektrik donanımı, 4 — trafo soğutma donanımı; 5 - trafo jeneratörünün voltaj sargılarını "üçgenler" halinde bağlayan veri yolu kanalları; 6 - 2X125 ton taşıma kapasiteli bir vinç; 7 — 30 ton taşıma kapasiteli bir vinç; 8 — 2X125 t taşıma kapasiteli bir vinç; 9 — çöp tutma yapısı; 10 - 2X125 ton taşıma kapasiteli bir vinç; 11 — metal dil; 12 — 2X125 ton taşıma kapasiteli bir vinç.

Zhigulev HES, Avrupa'nın en büyük ikinci hidroelektrik santralidir, 1957-1960'da dünyanın en büyük hidroelektrik santraliydi.

İstasyonun 105 bin KW kapasiteli ilk ünitesi 1955 sonunda, 1956 yılında 11 ünite daha 10 ay süreyle işletmeye açıldı. 1957 - kalan sekiz birim.

Hidroelektrik santrallerinde çok sayıda yeni, bazı durumlarda benzersiz enerji tesisleri kurulmuş ve çalışmaktadır.

Hidroelektrik santral çeşitleri ve cihazları

Baraja ek olarak, hidroelektrik santrali bir bina ve şalt içerir. Hidroelektrik santralinin ana ekipmanı binada bulunur, burada türbinler ve jeneratörler kurulur. Baraj ve binaya ek olarak, hidroelektrik santralinde kilitler, dolusavaklar, balık geçitleri ve tekne asansörleri olabilir.

Her hidroelektrik santral kendine özgü bir yapıdır, bu nedenle hidroelektrik santralleri diğer endüstriyel santral türlerinden ayıran temel özellik, özgünlükleridir. Bu arada, dünyanın en büyük rezervuarı Gana'da bulunuyor, Volta Nehri üzerindeki Akosombo rezervuarı. Tüm ülke yüzölçümünün %3,6'sı olan 8.500 kilometrekarelik bir alanı kaplamaktadır.

Nehir yatağı boyunca önemli bir eğim varsa, o zaman bir derivasyon hidroelektrik santrali kurulur. Barajlar için büyük bir rezervuar yapılmasına gerek yoktur, bunun yerine su sadece özel olarak yapılmış su kanalları veya tünellerle doğrudan santral binasına yönlendirilir.

Türev hidroelektrik santrallerinde bazen küçük günlük regülasyon havuzları düzenlenir; bu havuzlar, elektrik şebekesinin aşırı yüklenmesine bağlı olarak basıncın ve dolayısıyla üretilen elektrik miktarının kontrol edilmesini sağlar.

Pompaj depolama tesisleri (PSPP), özel bir hidroelektrik santral türüdür. Burada, istasyonun kendisi günlük dalgalanmaları ve en yüksek yükleri yumuşatmak için tasarlanmıştır. güç sistemive böylece elektrik şebekesinin güvenilirliğini artırır.

Böyle bir istasyon, pompalar alt havuzdan üst havuza su pompaladığında hem jeneratör modunda hem de depolama modunda çalışabilir. Bu bağlamda bir havza, bir rezervuarın parçası olan ve bir hidroelektrik santraline bitişik olan bir havza nesnesidir.Memba memba, mansap mansaptır.

Pompajlı bir depolama tesisine bir örnek, Mississippi'den 80 kilometre uzaklıkta inşa edilen ve güç sisteminin 440 MW'lık bir tepe kapasite sağlamasına izin veren 5,55 milyar litre kapasiteli Missouri'deki Taum Sauk Rezervuarı'dır.