ჰიდროელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპი. ჰიდროელექტროსადგურის მახასიათებლები როგორ მუშაობს ჰიდროელექტროსადგური

ენერგოსისტემაში ჰიდროელექტროსადგურები ჩვეულებრივ გამოიყენება ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად, დატვირთვის მრუდის დაფარვისთვის, განსაკუთრებით მისი პიკური ნაწილის დასაფარავად, სისტემაში ელექტრული დენის სიხშირის რეგულირებისთვის, როგორც რეზერვი და რეაქტიული სიმძლავრის გამომუშავებისთვის სინქრონული კომპენსატორის რეჟიმში.

ჰიდროელექტროსადგურის მუშაობის რეჟიმი ენერგოსისტემაში დამოკიდებულია წყლის ნაკადზე, წნევაზე, რეზერვუარის მოცულობაზე, ენერგოსისტემის საჭიროებებზე და შეზღუდვებზე ზემოთ და ქვემოთ.

ტექნიკური პირობების მიხედვით ჰესების ბლოკებს შეუძლიათ სწრაფად ჩართონ, გაზარდონ დატვირთვა და გააჩერონ. უფრო მეტიც, ერთეულების ჩართვა-გამორთვა და დატვირთვის რეგულირება შეიძლება მოხდეს ავტომატურად, როდესაც ენერგოსისტემაში ელექტრული დენის სიხშირე იცვლება. ჩვეულებრივ, მხოლოდ 1-2 წუთი სჭირდება გაჩერებული ერთეულის ჩართვას და სრულ დატვირთვას.

ჰიდრავლიკური ტურბინის ლილვის სიმძლავრე (კვტ) განისაზღვრება როგორც

სადაც t არის წყლის დინება ჰიდრავლიკური ტურბინის გავლით, m 3/s;
N t - ტურბინის წნევა, m;
η t - ტურბინის მუშაობის (ეფექტურობის) კოეფიციენტი.

ტურბინის წნევა არის:

სადაც ∇ВБ, ∇НБ - წყლის დონის ნიშნები ზედა და ქვედა აუზებში, შესაბამისად, m;
N g - გეომეტრიული წნევა;
∆h - წნევის დაკარგვა წყალმომარაგების გზაზე, m.

წნევის დაკარგვა ჩვეულებრივ 2-5% Ng.ჰიდრავლიკური ტურბინის ეფექტურობა დამოკიდებულია მის დიზაინზე, ზომაზე და მუშაობის რეჟიმებზე. თანამედროვე დიდი ჰიდრავლიკური ტურბინების ეფექტურობა შეიძლება მიაღწიოს 0,95-ს.

ჰიდრავლიკური ერთეულის N a ელექტროენერგია გენერატორის ტერმინალებზე

(17.9)

სადაც η გენი არის ჰიდროგენერატორის ეფექტურობა.

როგორც წესი, ჰიდროგენერატორის ეფექტურობა არის 0.9-0.98.

ჰიდროელექტროსადგურის სიმძლავრე კონტროლდება ჰიდრავლიკური ტურბინის გავლით დინების სიჩქარის შეცვლით. ჰიდროელექტროსადგურის სიმძლავრე დროის i-ე მომენტში უდრის:

(17.10)

სადაც gi, Hgi, η gi არის ჰესის დინების სიჩქარე, ჰესის წნევა და ჰესის ეფექტურობა, შესაბამისად, დროის i-ე მომენტში.

ჰიდროელექტროენერგიის გამომუშავება (კვტ სთ) დროის მონაკვეთში T (სთ) განისაზღვრება, როგორც

(17.11)

საანგარიშო პერიოდი T ითვლება საათად, დღეს, კვირაში, თვეში ან წლად.

ჰიდროელექტროსადგურის წლიური ელექტროენერგიის წარმოება არ არის მუდმივი მნიშვნელობა, მაგრამ განსხვავდება წყალსაცავში შესული ჩამონადენის მოცულობის, მისი რეგულირების ხარისხისა და ჰიდროელექტროსადგურის მუშაობის პირობების მიხედვით. წლიური რეგულირებით, ჰიდროელექტროსადგურების წლიური ელექტროენერგიის წარმოება, როგორც წესი, მნიშვნელოვნად იცვლება, ძირითადად წყალდიდობის პერიოდში ენერგიის გამომუშავების გამო.

გრძელვადიანი რეგულირებით, წლების განმავლობაში ელექტროენერგიის გამომუშავების უთანასწორობა უმნიშვნელოა.

ელექტროენერგიის საშუალო გრძელვადიანი წარმოება მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, რომელიც გამოიყენება ჰიდროელექტროსადგურების ტექნიკური და ეკონომიკური მაჩვენებლების განსაზღვრისას.

ენერგოსისტემაში ჰიდროელექტროსადგურების მუშაობის შესაფასებლად გამოიყენება დადგმული სიმძლავრის გამოყენების საათების პირობითი რაოდენობა T y წელიწადში, რაც არის თანაფარდობა:

სადაც N y არის ჰიდროელექტროსადგურის დადგმული სიმძლავრე;
g - საშუალო წლიური გამომუშავება.

პიკური ჰიდროელექტროსადგურებისთვის T y ≤ 2000 სთ, ხოლო ჰიდროელექტროსადგურებისთვის, რომლებიც მუშაობენ ნახევრად პიკ რეჟიმში, T y იზრდება 4000 სთ-მდე. თუ ჰიდროელექტროსადგური განკუთვნილია ძირითადი მუშაობისთვის, მაშინ T y ჩვეულებრივ 6000-6500 თ. თეორიული ზღვარი არის T y = 8760 სთ.

ჰიდროელექტროსადგურის საოპერაციო პერსონალი მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე მსგავსი სიმძლავრის თბო ან ატომურ ელექტროსადგურზე.

ჰიდროელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის გამომუშავების ღირებულება ჩვეულებრივ 6-8-ჯერ დაბალია, ვიდრე თბოელექტროსადგურებზე ან ატომურ ელექტროსადგურებზე.

ჰიდროელექტროსადგურის მუშაობის ზოგადი პრინციპი ალბათ ყველასთვის ცნობილია. წყალი, რომელიც მოძრაობს ზედა რეზერვუარიდან ქვედაზე, აბრუნებს ტურბინის ბორბალს. ტურბინა მართავს გენერატორს, რომელიც რეალურად გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. მაგრამ ყველაზე საინტერესო დეტალებშია.

სხვათა შორის, 1 კვტ/სთ ელექტროენერგიის მისაღებად საჭიროა 27 მ სიმაღლიდან 14 ტონა წყლის გამოშვება.

მაგალითად, თბოსადგურებისგან განსხვავებით, რომლებიც ზუსტად ერთნაირად არის დაპროექტებული, თითოეული ჰიდროელექტროსადგური შექმნილია თავისი მახასიათებლებით. ანუ ერთი ტიპის ჰიდროელექტროსადგური არ არსებობს. ისინი განსხვავდებიან წყლის ნაკადით და წნევით, წყალსაცავის მოცულობით და ტერიტორიის გეოგრაფიული კრიტერიუმებით: კლიმატი, ნიადაგი, ტოპოგრაფია, ზღვასთან სიახლოვე.

აქ არის მანქანა, საკმაოდ ჩვეულებრივი, გარდა იმისა, რომ ფანჯრები ხელოვნურია (განათებული): დარბაზი მდებარეობს კლდის შიგნით 76 მ სიღრმეზე.

ეს არის სსრკ-ში პირველი მიწისქვეშა ჰიდროელექტროსადგურის ტურბინის ოთახი, მას დედამიწის ზედაპირიდან 6 მ დიამეტრის ოთხი წყლის არხი უკავშირდება.

დარბაზიდან აღჭურვილობის ამოსაღებად, თუ ის საჭიროებს შეცვლას ან შეკეთებას, კლდეში ჩაჭრეს ლილვი:

გამონადენი სტრუქტურები და კარიბჭეები

ყველა წყალი ყოველთვის არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ენერგიის გამომუშავებისთვის: მისი ნაწილი იხსნება ჰიდროელექტროსადგურების მიღმა. ეს შეიძლება საჭირო გახდეს გაზაფხულზე წყალდიდობის დროს (თუ არ არის გრძელვადიანი რეგულირების რეზერვუარი), დანადგარების შეკეთებისას, როდესაც საჭიროა უმოქმედო წყლის გამონადენი, რათა თევზის ფხვნილი გაიაროს დინების ქვემოთ და სხვა მიზეზების გამო. ბელომორსკაია ჰესზე უმოქმედო წყალსაგდები სამი კარიბჭისგან შედგება.

სიჭარბის საკითხი ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან თუ წყალსაცავში წყლის დონე დროულად არ დაიკლებს, ამას სერიოზული შედეგები მოჰყვება. ჭიშკრის ასამაღლებლად და ჩამოსაწევად გათვალისწინებულია გასართავი ამწეები და ელექტრო ჯალამბარები, ასევე არის ხელით მართვა.

როდესაც კარიბჭე ამაღლებულია, ხდება წყლის უსაქმური გამონადენი ბელომორსკის წყალმიმღებისთვის, რომელიც მდებარეობს დინების ქვემოთ.

როდესაც ჭიშკარი ყინულია, გამოიყენება ინდუქციური გათბობა: ერთი კარიბჭის გასათბობად საჭიროა 150 კვტ.

ამავე მიზნით, შესაძლებელია ბუშტუკების გამოყენება - სარქველის გასწვრივ ჰაერის სიღრმიდან გადატანა, შეკუმშული ჰაერის სისტემის შლანგების გამოყენებით.

გამონადენის დროს წყლის კინეტიკური ენერგიის შესასუსტებლად გამოიყენება სხვადასხვა მეთოდი: ნაკადების, საფეხურების, წყლის ჭაბურღილების შეჯახება. მაგალითად, ვოლხოვის ჰიდროელექტროსადგურზე არის წყლის თხრილი დემპერებით.

თევზის შესახებ

იმისათვის, რომ ორაგული ამაღლდეს დინების ზევით ქვირითად, ნიჟნეტულომსკაიას ჰიდროელექტროსადგურს აქვს სპეციალური თევზის გასასვლელი, რომელიც მთის ნაკადის იმიტაციას ახდენს. მის დიზაინში შედის ქვები ბოლოში, ზიგზაგის გადასასვლელები და თევზის დასასვენებელი ადგილები.

ქვირითობის პერიოდში თევზის კიბესთან ყველაზე ახლოს მყოფი ჰიდრავლიკური ბლოკი გამორთულია, რათა მისმა ხმაურმა თევზის ნაკადის პოვნა და სწორი მიმართულებით ცურვა არ შეუშალა ხელი.

Უსაფრთხოება

წყლის გადაუდებელი გარღვევის შედეგად ჰიდროელექტროსადგური შეიძლება დარჩეს ელექტროენერგიის გარეშე საკუთარი საჭიროებისთვისაც კი, ამიტომ უზრუნველყოფილია სარეზერვო წყაროები: ბატარეები, გადაუდებელი დიზელის გენერატორები.

უსაფრთხოების სისტემის კიდევ ერთი კომპონენტია აერაციის მილები, რომლებიც, მაგალითად, კონდოპოჟსკაია ჰესის წყლის მილების ზედა ნაწილშია.

აერაციის მილები დამონტაჟებულია წყლის მილების დასაცავად, როდესაც მათში ღრმა ვაკუუმი წარმოიქმნება, საიდანაც მათი ფოლადის კედლები შეიძლება გასკდეს. ეს ვაკუუმი ჩნდება იმ სიტუაციაში, როდესაც ზედა სარქველების დახურვის შემდეგ წყლის მილსადენი მოულოდნელად იცლება. ისინი ივსება ჰაერით აერაციის მილების მეშვეობით, რაც ხელს უშლის დეფორმაციას.

1930-იანი წლების ხის წყალსადენის ნაშთები.

დამცავი კედელი (ჩარჩოს ცენტრში) გათვალისწინებულია სიტუაციისთვის, თუ წყალსადენი გატეხავს.

კედელი გადაიყვანს წყლის ნაკადს ისე, რომ გვერდს აუვლის სადგურს მარცხენა მხარეს და არა ადმინისტრაციის შენობის გავლით და გათხრის გასწვრივ დაიშვება ქვევით.

კონტროლი და მართვა

შემდეგ ფოტოზე ნაჩვენებია ტურბინა, გენერატორი და ლილვი, რომელიც მათ აკავშირებს. მარცხნივ შეგიძლიათ იხილოთ ჰიდრავლიკური განყოფილების დიაგრამა, რომელზედაც არის ჰიდრომანომეტრები, რომლებიც აჩვენებენ წნევას შეზეთვის სისტემაში.

ქვემოთ მოცემულია სახელმძღვანელო ფანჯრის ჰიდრავლიკური ძრავები.

ტურბინის ოთახში შეგიძლიათ სხვა პარამეტრების მონიტორინგი: წყლის დონე აუზებში, ჰაერისა და წყლის ტემპერატურა.

მნემონური დიაგრამა

ეს ჰიდრავლიკური ერთეული არ მუშაობს. როტორის სიმძლავრე და ბრუნვის სიჩქარე ნულის ტოლია, მეგზური საფენი დახურულია.

წყალი იღება ტურბინის სპირალური კამერიდან ქვემოდან და მიეწოდება გენერატორის გამაგრილებლებს (გამაგრილებელი არის დიაგრამის ცენტრში, ის წითელია, გამაგრილებლები A და B), ასევე ბიძგების ტარების შეზეთვა, ზედა (VGP) და ქვედა (LGP) გენერატორის საკისრები. საკისრები წყლით არის შეზეთილი, ხოლო გაცხელებული წყალი იგზავნება თევზის ქარხანაში. მარჯვნივ - წითელი ზეთის ავზი - ეხება სახელმძღვანელო ფანჯრის ჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემას. ასევე აქ შეგიძლიათ ნახოთ ყველა სითხის დონეები და დინების სიჩქარე და წნევა.

ვიბრაცია

ვიბრაცია ძალიან საშიშია: მაგალითად, საიანო-შუშენსკაიას სადგურზე, ჰიდრავლიკური დანადგარი სწორედ ამის გამო განადგურდა. უფრო ზუსტად, ტურბინის საფარის სამონტაჟო საკინძების დაღლილობის გამო, ვიბრაციების გამო, რომელიც წარმოიშვა, როდესაც ჰიდრავლიკური ერთეული გავიდა "აკრძალული ზონის" დიაპაზონში.

ჰიდროელექტროსადგურის ცენტრალურ სამართავ პანელზე ხედავთ სად მდებარეობს ეს „აკრძალული ზონა“.

მუშაობს ჰიდრავლიკური აგრეგატები G1, G3, G4. G2 - შეჩერდა. გენერატორების მიერ გამომუშავებული სიმძლავრე ნაჩვენებია შავ ფონზე, შესაბამისად 38.1/38/38 მგვტ. წითელი ზოლები G3 და G4 მიუთითებს მუშაობას სრული სიმძლავრით; G1 ჯერ კიდევ აქვს რეზერვი. ზოლების მიღმა წითელი ზონა არის სიმძლავრის დიაპაზონი, რომლის დროსაც ჰიდრავლიკური განყოფილების მუშაობა არასასურველია; დაწყების და გაჩერებისას, ის სწრაფად უნდა გაიაროს.

რომელი ჰიდრავლიკური აგრეგატი არ მუშაობს შენობაში შესვლამდეც შეგიძლიათ გაიგოთ.

როდესაც საპირწონეები ამაღლებულია, ეს ნიშნავს, რომ შესაბამისი ტურბინის მილების კარიბჭეები დაშვებულია. დისტანციური მართვა აქტიურად მიმდინარეობს. ამავდროულად, დისპეტჩერმა უნდა შეინარჩუნოს კონტროლი და გაითვალისწინოს კასკადში ჰიდროელექტროსადგურების ურთიერთგავლენა, წყალსაცავებში წყლის დონის მნიშვნელობები და მომხმარებელთა საჭიროებები ელექტროენერგიასა და წყალზე. ამ ინფორმაციის საფუძველზე ელექტროენერგიის გამომუშავება ნაწილდება სადგურებს შორის.

ადამიანებმა დიდი ხანია ისწავლეს წყლის ენერგიის გამოყენება წისქვილების, ჩარხების და სახერხი საამქროების იმპულსების დასატრიალებლად. მაგრამ თანდათან შემცირდა ჰიდროენერგეტიკის წილი ადამიანების მიერ გამოყენებული ენერგიის მთლიან რაოდენობაში. ეს გამოწვეულია წყლის ენერგიის დიდ დისტანციებზე გადაცემის შეზღუდული შესაძლებლობით. წყლის მიერ მოძრავი ელექტრო ტურბინის მოსვლასთან ერთად, ჰიდროენერგეტიკას ახალი პერსპექტივები აქვს.

ჰიდროელექტროსადგური არის სხვადასხვა სტრუქტურისა და აღჭურვილობის კომპლექსი, რომელთა გამოყენება შესაძლებელს ხდის წყლის ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევას. ჰიდრავლიკური კონსტრუქციები უზრუნველყოფენ წყლის ნაკადის აუცილებელ კონცენტრაციას და შემდგომი პროცესები ხორციელდება შესაბამისი აღჭურვილობის გამოყენებით.

ჰიდროელექტროსადგურები შენდება მდინარეებზე კაშხლებისა და წყალსაცავების აშენებით. სადგურის ეფექტურობისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს ადგილმდებარეობის არჩევანს. აუცილებელია ორი ფაქტორი: წყლის გარანტირებული მიწოდება მთელი წლის განმავლობაში და მდინარის მაქსიმალური დახრილობა. ჰიდროელექტროსადგურები იყოფა კაშხალად (მდინარის საჭირო დონე უზრუნველყოფილია კაშხლის აშენებით) და დივერსიულად (წყალი გადამისამართებულია მდინარის კალაპოტიდან დონეთა დიდი სხვაობით ადგილამდე).

სადგურის სტრუქტურების მდებარეობა ასევე შეიძლება განსხვავდებოდეს. მაგალითად, სადგურის შენობა შეიძლება იყოს წყლის წნევის სტრუქტურის ნაწილი (ე.წ. მდინარის სადგურები) ან მდებარეობს კაშხლის უკან (კაშხლის მხარეს სადგურები).

ჰიდროელექტროსადგურის განმარტება

ჰიდროელექტროსადგური (ჰესი) არის ელექტროსადგური, რომელიც იყენებს წყლის ნაკადის ენერგიას, როგორც ენერგიის წყაროს. ჰიდროელექტროსადგურები, როგორც წესი, შენდება მდინარეებზე კაშხლებისა და წყალსაცავების აშენებით.

ჰიდროელექტროსადგურზე ელექტროენერგიის ეფექტური წარმოებისთვის აუცილებელია ორი ძირითადი ფაქტორი: წყლის გარანტირებული მიწოდება მთელი წლის განმავლობაში და შესაძლოა მდინარის დიდი ფერდობები; კანიონის მსგავსი რელიეფის ტიპები ხელსაყრელია ჰიდრავლიკური მშენებლობისთვის.

ტექნოლოგიები

ჰიდროელექტროსადგურების ექსპლუატაცია ეფუძნება ჩამოვარდნილი წყლის კინეტიკური ენერგიის გამოყენებას. ამ ენერგიის გადასაყვანად გამოიყენება ტურბინა და გენერატორი. ჯერ ეს მოწყობილობები გამოიმუშავებენ მექანიკურ ენერგიას, შემდეგ კი ელექტროენერგიას. ტურბინები და გენერატორები შეიძლება დამონტაჟდეს პირდაპირ კაშხალში ან მის მახლობლად. ზოგიერთ შემთხვევაში გამოიყენება მილსადენი, რომლის მეშვეობითაც ზეწოლის ქვეშ წყალი მიეწოდება კაშხლის დონის ქვემოთ ან ჰიდროელექტროსადგურის წყალმიმღების განყოფილებას.

ჰიდროელექტროსადგურების სიმძლავრის მაჩვენებლებია ორი ცვლადი: წყლის ნაკადი, რომელიც იზომება კუბურ მეტრებში და ჰიდროსტატიკური სათავე. ბოლო მაჩვენებელი არის სიმაღლის სხვაობა წყლის ვარდნის საწყის და დასასრულ წერტილებს შორის. მცენარის დიზაინი შეიძლება ეფუძნებოდეს ერთ ან ორივე ინდიკატორს.

ჰიდროელექტროენერგიის წარმოების თანამედროვე ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის საკმაოდ მაღალი ეფექტურობის მიღებას. ზოგჯერ ის ორჯერ აღემატება ჩვეულებრივ თბოელექტროსადგურებს. მრავალი თვალსაზრისით, ეს ეფექტურობა უზრუნველყოფილია ჰიდროელექტროსადგურების აღჭურვილობის მახასიათებლებით. ის ძალიან საიმედო და მარტივი გამოსაყენებელია.

გარდა ამისა, ყველა გამოყენებულ აღჭურვილობას აქვს კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი უპირატესობა. მას აქვს ხანგრძლივი მომსახურების ვადა, რაც გამოწვეულია წარმოების პროცესში სითბოს ნაკლებობით. და მართლაც, არ არის საჭირო აღჭურვილობის ხშირად შეცვლა; ავარია ძალზე იშვიათია. ელექტროსადგურების მინიმალური მომსახურების ვადა დაახლოებით ორმოცდაათი წელია. ხოლო ყოფილი საბჭოთა კავშირის უზარმაზარ სივრცეში გასული საუკუნის ოციან-ოცდაათიან წლებში აშენებული სადგურები წარმატებით ფუნქციონირებს. ჰიდროელექტროსადგურები კონტროლდება ცენტრალური ჰაბის მეშვეობით და შედეგად, უმეტეს შემთხვევაში, ჰყავთ მცირე პერსონალი.

დეფიციტის პერსპექტივა და მინერალური ენერგორესურსების მაღალი ღირებულება გვაიძულებს მეტი ყურადღება მივაქციოთ განახლებადი ენერგიის წყაროებს. მათგან ყველაზე ეფექტური დღეს ჰიდროენერგიაა. თანამედროვე ჰიდროელექტროსადგურები აგროვებენ მას და გარდაქმნიან ელექტროენერგიად, რაც უზრუნველყოფს კილოვატზე დაბალ ღირებულებას და მაღალ სიმძლავრეს.

ჰიდროელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპია ვარდნის წყლის ძალის გამოყენება ელექტრო გენერატორის ლილვის დასაბრუნებლად. წყლის წნევა ვრცელდება ტურბინის პირებზე, რომლებიც ატრიალებენ როტორს. გენერატორიდან ელექტრული დენი მიეწოდება ტრანსფორმატორებს, გათანაბრდება, გადაეცემა სადისტრიბუციო სადგურებს და იქიდან ელექტროგადამცემი ხაზებით საბოლოო მომხმარებელს. ენერგიის წარმოება პირდაპირ დამოკიდებულია ჰიდროელექტროსადგურში წყლის წნევაზე, დამონტაჟებული ტურბინების რაოდენობასა და ტიპზე.

მდინარეებზე სიმაღლეების ბუნებრივი განსხვავებები, რაც უზრუნველყოფს აუცილებელ წნევას, ბუნებაში თითქმის არასოდეს გვხვდება. აქედან გამომდინარე, სტრუქტურის მშენებლობაში ყველაზე რთული ამოცანაა წნევის სტრუქტურების მშენებლობა. მათი ტიპის მიხედვით, ჰიდროელექტროსადგურები იყოფა:

სატუმბი შესანახი ელექტროსადგურები შენდება საჭიროების შემთხვევაში, რათა მოხდეს ენერგიის მოხმარების მკვეთრი ზრდის კომპენსირება პიკის საათებში. ჰიდრავლიკური აკუმულატორის არსებობა საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთ მაქსიმალურ ეფექტურობას გარკვეულ მომენტებში და როდესაც ეს არ არის საჭირო, გადართოთ სადგური ტუმბოს რეჟიმზე და წყლის დაგროვებაზე. ამავდროულად, ის მუშაობს გენერატორის რეჟიმში მიღებული საკუთარი ელექტროენერგიით.

მშენებლობისა და ექსპლუატაციის მახასიათებლები

ჰიდროელექტროსადგურის კონკრეტული მოდიფიკაციის არჩევანი განისაზღვრება რელიეფის მახასიათებლებით და მდინარის დინების სავარაუდო ეფექტურობით. ყველა ტიპის ზოგადი სქემა აუცილებლად მოიცავს ნამსხვრევების შეგროვების ბადეებს შესასვლელ ღიობებში, მართვისა და კონტროლის ცენტრს, ელექტრო მოწყობილობების და ტრანსფორმატორების მომსახურების პლატფორმას, რომლებიც გამომუშავებულ ელექტროენერგიას გარდაქმნის 220 ვოლტად ან სხვა საჭირო ძაბვის სტანდარტად.

ჰიდროელექტროსადგურის გენერატორის ასაგებად გამოიყენება საერთო სტანდარტიზებული ელემენტები. ყველა მოწყობილობა აცვიათ მდგრადია, აქვს ხანგრძლივი მომსახურების ვადა და მინიმალური ტექნიკური მოთხოვნები. მაგრამ ზოგადად, თითოეული სადგურის დიზაინი უნიკალურია. კონკრეტულ გეოგრაფიულ არეალთან მიბმული დიზაინი არ შეიძლება განმეორდეს, ისევე როგორც შეუძლებელია მდინარის აუზის ორი იდენტური მდგომარეობის პოვნა.

იმის გაგებით, თუ როგორ მუშაობს ჰიდროელექტროსადგური, შეგვიძლია ჩამოვაყალიბოთ მისი უპირატესობები თბოელექტროსადგურებთან და ატომურ ელექტროსადგურებთან შედარებით:

• წყალი ენერგიის განახლებადი და სუფთა წყაროა;
• მაღალი ეფექტურობის;
• არ არის საწვავის ხარჯები;
• შენარჩუნებისა და პერსონალის ხარჯების შემცირება;
• ავარიების დაბალი რისკი.

მიზეზი იმისა, რომ ჰიდროელექტროენერგიის გამომუშავება მსოფლიოში ელექტროენერგიის წარმოების მხოლოდ 20%-ს შეადგენს, არის შეუქცევადი ზემოქმედება მდინარის მთელ კალაპოტზე ეკოსისტემაზე და მიმდებარე ტერიტორიების მორწყვაზე. მთელი ჰიდროელექტრო კომპლექსის ზომა, წყალსაცავის ჩათვლით, ასობით ათას ჰექტარს აღწევს. ჯერ კიდევ არ არსებობს სანდო მეთოდები ასეთი გავლენის მასშტაბის ყოვლისმომცველი შეფასებისთვის.

ტექნიკური ნიუანსი

ჰიდროელექტროსადგურები უფრო სწრაფად აღწევენ თავიანთ საპროექტო სიმძლავრეს, ვიდრე სხვა ელექტროსადგურები. იმის გამო, რომ წყლის ბუნებრივი წნევა არ არის მუდმივი, სტრუქტურები კომპენსატორული მექანიზმების გარეშე წარმოქმნიან განსხვავებულ პროდუქტიულობას. ჩვეულებრივ, ჰიდროელექტროსადგურების მთავარი მახასიათებელია მისი ყველა გენერატორის დადგმული სიმძლავრე. ამის მიხედვით განასხვავებენ:

• დადგმული სიმძლავრე 1000 მგვტ-ზე მეტი;
• 100-დან 1000 მგვტ-მდე;
• 10-დან 100 მგვტ-მდე;
• 10 მგვტ-მდე.

წნევის დინების სიმაღლიდან გამომდინარე, ჰიდროელექტროსადგურები იყოფა:

• მაღალი წნევა - 60 მ-ზე მეტი;
• საშუალო წნევის - 25 მ-დან;
• დაბალი წნევა - 3-დან 25 მ-მდე.

ტურბინის ტიპის არჩევანი დამოკიდებულია ნაკადის სიძლიერეზე. მაღალი წნევის ჰიდროელექტროსადგურებში გამოიყენება ვედრო, წყალქვეშა დიზაინი. მასში წყალი მიეწოდება ძლიერი ჭავლით საქშენებიდან და უბიძგებს თაიგულებს. უფრო დაბალი წნევის დროს გამოიყენება რადიალურ-ღერძული ან მბრუნავი დანა. ისინი მთლიანად ჩაძირულია წყლის კონტეინერში, აქვთ განსხვავებული ღერძის დახრილობა, სტრუქტურა და პირების რაოდენობა და მათი დიზაინის გამო, ისინი ბრუნავენ დაბალი ძალის ნაკადით. ტურბინების კამერები დამზადებულია ფოლადის ან რკინაბეტონისგან. ელექტრული აღჭურვილობის მქონე შენობა შეიძლება განთავსდეს უშუალოდ კაშხლის შიგნით, მის გვერდით, ან, სადერივაციო ტიპის შემთხვევაში, წყლის წყაროდან შორს. ჰიდროელექტროსადგურის სტრუქტურებში შედის საკეტები გემებისთვის, თევზის გადასასვლელები, წყალსაგდები და სარწყავი დერეფნები, იმ პირობით, რომ ასეთი დამატებები აუცილებელია ჭალაში არსებული ტრანსპორტის, სასოფლო-სამეურნეო ან ეკოსისტემის შესანარჩუნებლად.

ერთი შეხედვით, ჰიდროელექტროსადგური საკმაოდ მარტივი რამ არის - წყალი მიედინება, გენერატორი ტრიალებს და ელექტროენერგია წარმოიქმნება. სინამდვილეში, თანამედროვე ჰიდროელექტროსადგური არის სისტემა ძალიან რთული აღჭურვილობით და ათასობით სენსორით, რომელსაც აკონტროლებს კომპიუტერები.

დღეს მე გეტყვით იმას, რაც ცოტამ თუ იცის ჰიდროელექტროსადგურების შესახებ.

ახლა მე ვარ Ust-Srednekanskaya ჰიდროელექტროსადგურის სამშენებლო მოედანზე, რომელიც მდებარეობს მაგდანიდან 400 კილომეტრში. ჰიდროელექტროსადგურის და მშენებლობის შესახებ დაწვრილებით მოგვიანებით მოგიყვებით, მაგრამ დღეს არის რამდენიმე საინტერესო ფაქტი.

1. ჰიდროელექტროსადგური ალბათ ერთადერთი დიდი საინჟინრო ობიექტია, რომელიც ფუნქციონირებას იწყებს მშენებლობის დასრულებამდე დიდი ხნით ადრე. უსტ-სრედნეკანსკაია ჰესზე კაშხალი ჯერ ბოლომდე არ არის აღმართული, ტურბინის დარბაზი ჯერ ბოლომდე არ არის აშენებული და ოთხი ჰიდრავლიკური ბლოკიდან პირველი ორი უკვე ელექტროენერგიას გამოიმუშავებს.

2. ჰიდროელექტროსადგურის შენობისას, მისი ჰიდრავლიკური აგრეგატები ფუნქციონირებს წყლის დაბალი წნევისთვის განკუთვნილი დროებითი იმპულერებით. როდესაც კაშხალი დასრულდება, წყლის წნევა გაიზრდება და დროებითი ბორბლები შეიცვლება მუდმივი მაღალი წნევის მქონე ბორბლებით, სხვა ფორმის დანა.

3. მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროელექტროსადგურების მშენებლობა ძალიან ძვირი ჯდება, ბევრი ჰიდროელექტროსადგური იხდის საკუთარ თავს დასრულებამდეც. სხვათა შორის, უსტ-სრედნეკანსკაია ჰესი ელექტროენერგიას 1,10 რუბლს ყიდის კვტ/სთ-ში.

4. ჰიდროელექტროსადგურის ტურბინაში შესვლამდე წყალი ტრიალებს უზარმაზარი ფოლადის ლოკოკინის - სპირალური კამერის გამოყენებით. ახლა უსტ-სრედნეკანსკაია ჰესზე მესამე ენერგეტიკული ბლოკის სპირალური კამერის მონტაჟი ახლახან სრულდება და მე შევძელი მისი ნახვა და გადაღება. როდესაც ელექტროსადგური დასრულდება, გიგანტური ლოკოკინა ბეტონში დაიმარხება.

სტრუქტურის ზომის გასაგებად, ყურადღება მიაქციეთ მუშებს, რომლებიც ამონტაჟებენ სპირალურ პალატას.

5. ჰიდრავლიკური ერთეულის იმპულსი ყოველთვის ერთი და იგივე სიჩქარით ბრუნავს, რაც უზრუნველყოფს 50 ჰერცის სტაბილურ სიხშირეს. ჩემთვის ყოველთვის საიდუმლო იყო, როგორ არის შენარჩუნებული ბრუნვის სტაბილური სიჩქარე. ეს უბრალოდ წყლის დინების შეცვლით აღმოჩნდა. კომპიუტერით კონტროლირებადი ბალიშები მუდმივად მოძრაობენ, რაც ამცირებს და ზრდის წყლის ნაკადს. სისტემის ამოცანაა მიაღწიოს ზუსტი ბრუნვის სიჩქარეს, მიუხედავად იმ ძალისა, რომლითაც ბრუნავს გენერატორის ლილვი (და ეს დამოკიდებულია გამომუშავებულ სიმძლავრეზე).

6. გენერატორის მიერ მიწოდებული ძაბვა რეგულირდება აგზნების ძაბვის შეცვლით. ეს არის მუდმივი ძაბვა, რომელიც მიეწოდება როტორის ელექტრომაგნიტს. ამ შემთხვევაში, სტატორის გრაგნილით წარმოქმნილი ძაბვა დამოკიდებულია მაგნიტური ველის სიძლიერეზე. ფოტოზე, ჩემს თავზე მაღლა ბრუნავს მრავალტონიანი როტორი.

7. ჰიდროელექტროსადგურის გენერატორი გამოიმუშავებს ძაბვას 15,75 კვ. Ust-Srednekanskaya ჰესზე დამონტაჟებულია გენერატორები ნომინალური სიმძლავრით 142,5 MW (142,500,000 W) და დენი იმ მავთულებში, რომლებიც გამოყოფს გამომუშავებულ ელექტროენერგიას გენერატორიდან, შეიძლება მიაღწიოს 6150 A-ს. აქვს უზარმაზარი განივი და ჩასმულია ასეთ მილებში.

ასეთ დენებზე ნებისმიერი გადართვა დიდ პრობლემად იქცევა. ასე გამოიყურება მარტივი გადამრთველი. რა თქმა უნდა, ექვსი ათასი ამპერის დენის და თხუთმეტი ათასი ვოლტის ძაბვის დროს საკმაოდ რთული ხდება.

8. საფეხურის ტრანსფორმატორები, როგორც წესი, განლაგებულია ჰიდროელექტროსადგურის ტურბინის ოთახის უკან ქუჩაზე (მომხმარებლებზე გადასაცემად გენერატორებიდან მიღებული ძაბვა ყველაზე ხშირად იზრდება 220 კვ-მდე).

9. ელექტროგადამცემი ხაზის სადენებით გადადის არა მხოლოდ ელექტროენერგია 50 ჰც სიხშირით, არამედ საინფორმაციო სიგნალებიც მაღალი სიხშირით. მათი გამოყენებით, მაგალითად, შეგიძლიათ ზუსტად განსაზღვროთ ავარიის ადგილი ელექტროგადამცემ ხაზზე. ელექტროსადგურებსა და ქვესადგურებზე დამონტაჟებულია სპეციალური მაღალი სიხშირის სიგნალის ფილტრები. ალბათ გინახავთ ასეთი რაღაცეები, მაგრამ ალბათ არ იცოდით რისთვის იყო.

10. ყველა მაღალი ძაბვის გადართვა ხდება SF6 გაზის გარემოში (გოგირდის ფტორი, რომელსაც აქვს ძალიან დაბალი ელექტრული გამტარობა), ამიტომ მავთულები გამოიყურება როგორც მილები და ელექტროენერგია უფრო მოგვაგონებს სანტექნიკას. :)

p.s. მადლობა Ust-Srednekanskaya HPP-ის თანამშრომლებს ილია გორბუნოვს და ვიაჩესლავ სლადკევიჩს (ის არის ფოტოზე) დეტალური პასუხებისთვის ჩემს ბევრ კითხვაზე, ასევე RusHydro კომპანიას, რომ შესაძლებლობა მიეცათ საკუთარი თვალით ნახონ მშენებლობა და ექსპლუატაცია. ასეთი გრანდიოზული სტრუქტურის.

2016 წელი, ალექსეი ნადეჟინი

ჩემი ბლოგის მთავარი თემაა ტექნოლოგია ადამიანის ცხოვრებაში. ვწერ მიმოხილვებს, ვუზიარებ ჩემს გამოცდილებას, ვსაუბრობ ყველანაირ საინტერესო საკითხზე. ასევე ვაკეთებ რეპორტაჟებს საინტერესო ადგილებიდან და ვსაუბრობ საინტერესო მოვლენებზე.
დამამატე შენი მეგობრების სიაში