Wasserkraft-Elektriksystem

Das elektrische System eines Wasserkraftwerks kann im Allgemeinen in mehrere Teile unterteilt werden, wie zum Beispiel Wasserstromgeneratoren, Generatorspannungsanlagen, Haupttransformatoren, Hochspannungsschaltanlagen, Hilfsspannungssysteme und Erdungssysteme, wie durch die festen Linienfelder in der folgenden Abbildung dargestellt.

Der Wasserkraftgenerator und die Hauptstromleitungen sind wie das Herz und die Aorta des Stromsystems. Der Wasserkraftgenerator wandelt die von der Wasserkraftturbine ausgegebene rotierende mechanische Energie in elektrische Energie um, die Quelle der elektrischen Energieausgabe des Wasserkraftwerks ist. Die Effizienz großer Wassergeneratoren erreicht im Allgemeinen etwa 98 %. Derzeit beträgt die maximale Kapazität der laufenden Wasserkraftgeneratoren in China 889 MVA. Die elektrische Hauptanschlussleitung dient dazu, den Wasserkraftgenerator, die Generatorspannungsanlagen, den Haupttransformator, das Hochspannungsschaltgeräte und das Stromsystem auf angemessene Weise zu verbinden, um die Funktionen der Elektrizitätsübertragung, -erhöhung, -sammlung, -verteilung und -sendung zu realisieren.

Die Spannungsanlage des Generators überträgt die elektrische Energie, die vom Wasserkraftgenerator erzeugt wird, auf den Haupttransformator. Der Rückfluss hat die Merkmale hoher Spannung und hohen Stroms. Das Hilfssystem und das Erregungsgerät der Einheit sind in der Regel an diese Stromversorgung angeschlossen. Derzeit wurden Generatorspannungen von bis zu 24kV in Wasserkraftwerken in Betrieb genommen. Angesichts der Faktoren wie dem Spitzenbeitrag des Wasserkraftwerks und dem häufigen Umschalten der Einheit wird oft ein Generator-Schalter am Ausgang des Turbinengenerators installiert. Der Verbindungsführer der Spannungsschleife des Generators bei großen Kapazitäten ist in der Regel eine geschlossene Phasenleitung.

Der Haupttransformator ist der Knotenpunkt zwischen dem Generatormittelspannungsgerät und dem Hochspannungstransformator. Er hebt die Generatorspannung auf Übertragungsspannung hoch, um den Übertragungsstrom zu reduzieren und so effektiv die Übertragungsverluste und die Materialkosten des Stromnetzes zu senken. Im Allgemeinen gilt: Je größer die installierte Kapazität und je länger die Übertragungsstrecke, desto höher die Übertragungsspannung. Derzeit liegt die Übertragungsspannungsebene von Wasserkraftwerken in China bei bis zu 750 kV.

Das Hochspannungsstromverteilergerät wird verwendet, um die elektrische Energie, die vom Haupttransformator gesendet wird, zu sammeln und sie über das Ausgangsfeld ans Stromnetz weiterzuleiten. Es umfasst hauptsächlich drei Arten von Verteigeräten: offene Hochspannungsanlagen, gasisolierte metallgepanzte Schaltanlagen (GIS) und hybride Verteigeräte. Da sich die meisten Wasserkraftwerke in Gebirgs- und Schluchtgebieten befinden, ist der Aufbau der Hochspannungsverteilsysteme oft eingeschränkt. Daher hat sich das GIS, das die höchste Zuverlässigkeit und den kompaktesten Aufbau bietet, jedoch mit relativ hohen Kosten, als Erstwahl für Hochspannungsverteilsysteme in chinesischen Wasserkraftwerken etabliert. 800kV. Die Hochspannungsausgangsleitungen von Wasserkraftwerken verwenden normalerweise Hochspannungskabel oder gasisolierte metallgepanzte Übertragungsleitungen (GIL).

Das Kraftwerks-Stromversorgungssystem bezieht elektrische Energie aus Generatoreinheiten, Stromnetzen usw. und versorgt Lasten (Anschlusspunkte) wie den Betrieb von Kraftwerksaggregaten, Beleuchtung, öffentliche Einrichtungen sowie Stromverbraucher im Staudamm-Bereich entsprechend den Anforderungen der elektrischen Anlagen. Das Erdungssystem dient der Gewährleistung des störungsfreien Betriebs der elektrischen Anlagen des Wasserkraftwerks sowie der Sicherheit von Personen und Geräten. Derzeit nutzt das Erdungssystem des Wasserkraftwerks die Stauseewassermasse, unterwasserliegende Stahlkonstruktionen und natürliche Erdungskörper optimal aus, um den Erdungswiderstand zu senken. Das Hilfsstromversorgungssystem und das Erdungssystem sind entscheidende Voraussetzungen für sicheren, zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb von Wasserkraftwerken. Ihre Komponenten und Verkabelung sind über zahlreiche Bereiche des Wasserkraftwerks verteilt.