водогенератор

Электрическая система гидроэлектростанции может быть разделена на несколько частей, таких как гидрогенераторы, оборудование напряжения генератора, главные трансформаторы, высоковольтные распределительные устройства, вспомогательные электросистемы и системы заземления, как показано на следующей схеме в виде сплошных прямоугольников.

Гидроэлектрогенератор и основная электрическая проводка подобны сердцу и аорте электросистемы. Гидроэлектрогенератор преобразует вращающуюся механическую энергию, вырабатываемую гидротурбиной, в электрическую энергию, которая является источником электрической энергии, вырабатываемой гидроэлектростанцией. КПД больших гидрогенераторов обычно достигает около 98%. На данный момент максимальная мощность работающих в Китае гидрогенераторов составляет 889 МВА. Основная электрическая схема подключения соединяет гидрогенератор, оборудование напряжения генератора, главный трансформатор, высоковольтное распределительное устройство, электросистему и т.д. подходящим образом для выполнения функций передачи, повышения, сбора, распределения и отправки электроэнергии.

Оборудование генераторного напряжения передает электрическую энергию, вырабатываемую гидрогенератором, на главный трансформатор. Обратный поток имеет характеристики высокого напряжения и высокого тока. Вспомогательная система питания и устройство возбуждения агрегата обычно подключаются к питанию отсюда. На данный момент уровни напряжения генераторов на гидроэлектростанциях достигают 24 кВ. Учитывая факторы участия пиковой нагрузки гидроэлектростанции и частое переключение агрегатов, в выходной цепи турбогенератора часто устанавливается выключатель генератора. Соединительный проводник цепи напряжения генератора большого мощностного агрегата обычно представляет собой закрытый фазный шинопровод.

Главный трансформатор является соединением генераторного электрооборудования и устройства распределения высокого напряжения. Он повышает напряжение генератора до уровня передачи, чтобы снизить ток передачи, что эффективно уменьшает потери при передаче и стоимость материалов электросети. Как правило, чем больше установленная мощность и длина линии передачи, тем выше напряжение передачи. На данный момент уровень напряжения передачи на гидроэлектростанциях в Китае достигает 750 кВ.

Устройство высоковольтного распределения электроэнергии используется для сбора электрической энергии, поступающей от главного трансформатора, и передачи ее в электросеть через пункт выхода. Оно主要包括 три типа устройства распределения электроэнергии: открытый тип, газоизолированный металлический закрытый выключатель (GIS) и гибридное устройство распределения электроэнергии. Поскольку большинство гидроэлектростанций расположены в горных и каньонных районах, размещение высоковольтных распределительных устройств часто ограничено. Поэтому GIS с самой высокой надежностью и наиболее компактным размещением, но относительно высокой стоимостью, стал первым выбором для высоковольтных распределительных устройств на гидроэлектростанциях Китая. 800 кВ. Высоковольтные линии вывода гидроэлектростанций обычно используют высоковольтные силовые кабели или газоизолированные металлические закрытые линии передач (GIL).

Система электроснабжения электростанции получает электроэнергию от генераторов, электрических сетей и других источников и обеспечивает питание потребителей (точек), таких как оборудование энергоблоков ГЭС, освещение, общее оборудование и электрооборудование зоны плотины, в соответствии с потребностями электротехнических установок. Система заземления предназначена для обеспечения нормальной работы электрической системы ГЭС, а также безопасности персонала и оборудования. В настоящее время система заземления ГЭС в полной мере использует воду водохранилища, подводные стальные конструкции и естественные заземлители для снижения сопротивления заземления. Вспомогательная система электроснабжения и система заземления являются важными гарантиями безопасности, надёжности и экономичности эксплуатации ГЭС. Их оборудование и кабельные трассы широко распределены по различным участкам гидроэлектростанций.

Бегун

Агрегаты с турбинами Фрэнсис работают при напоре от 40 до 600 м (130–2000 футов), а выходная мощность подключённого генератора варьируется от нескольких киловатт до 800 МВт. Крупные турбины Фрэнсис проектируются индивидуально для каждого объекта с учётом имеющегося водоснабжения и напора воды для обеспечения максимально возможного КПД — обычно свыше 90 %.

Рабочее колесо Пелтона обеспечивает наилучшую эффективность при напоре от 15 до 1800 метров (50–5910 футов).

Регулирующий клапан является устройством безопасности гидроэлектростанции с длинным тоннелем подводящей магистрали. Обычно, когда отношение ΣLV/H больше 15-30, необходимо установить компенсационный бак. Из-за большого объема строительных работ и длительного периода строительства использование регулирующего клапана вместо регулирующего колодца позволяет сэкономить инвестиции и сократить сроки строительства.

Основное тело регулирующего клапана расположено горизонтально, то есть центральные линии водопроводной трубы и масляного цилиндра параллельны земле и в основном состоят из корпуса клапана, запорной пробки, главного масляного цилиндра, направляющего масляного цилиндра и воздухозаборного клапана.

Корпус клапана выполнен из сварной или литой стали. Он состоит из двух полуспиральных труб, симметричных слева и справа. Имеется три открытых отверстия: одно концевое — это вход для воды, другое концевое — выход для воды, а третье предназначено для соединения с главным цилиндром. В спиральной трубе корпуса клапана находятся неподвижные направляющие лопатки, которые обеспечивают образование кругового потока после входа воды, что приводит к столкновению потоков внутри корпуса клапана для рассеивания энергии, после чего вода сбрасывается в хвостовую воду, обладая хорошими характеристиками рассеивания энергии. Для снижения вибрации предусмотрен воздухозаборный механизм, который позволяет равномерно подавать атмосферный воздух в зону отрицательного давления на входе канала сброса регулировочного клапана.

Заглушка клапана изготовлена из литьевого стали с хромированным покрытием для предотвращения ржавчины. Заглушка клапана оснащена отверстиями для выравнивания давления. Цель состоит в том, чтобы сбалансировать водное давление с обеих сторон заглушки клапана, чтобы снизить рабочее давление масла.

Главный масляный цилиндр и направляющий масляный цилиндр используются для управления переключением заглушки клапана. Цилиндр изготовлен из литьевой стали и имеет поршень. Маслоизмерительная система агрегата подключается к передней и задней камерам главного масляного цилиндра соответственно. Когда агрегат работает нормально, масло проходит через закрывающую полость, что заставляет регулирующий клапан находиться в закрытом состоянии; при аварийной остановке агрегата или мгновенной разгрузке более примерно 15%, масло автоматически проходит через открывающую полость, что заставляет регулирующий клапан открываться для выпуска установленного объема воды, чтобы обеспечить безопасность агрегата и системы напорного тоннеля.

Дополнительный воздушный клапан устанавливается на корпусе клапана, что позволяет атмосферному воздуху напрямую попадать в зону отрицательного давления на входном конце канала сброса регулирующего клапана при его работе, чтобы снизить кавитацию в канале и уменьшить вибрацию регулирующего клапана.

Между запорной пробкой и корпусом клапана используется жесткая герметизация, то есть на запорной пробке закреплено stainless steel водозащитное кольцо, а на корпусе клапана используется съемное不锈钢 или бронзовое водозащитное кольцо (лучше использовать нержавеющую сталь с другой твердостью, чем на запорной пробке), через тонкое шлифование между ними достигается плотного контакта с хорошими водозащитными свойствами. Все детали, которые будут двигаться относительно друг друга между цилиндром и поршнем, между поршневым стержнем и корпусом клапана, герметизируются специальным резиновым кольцом.

Для реализации управления регулирующим клапаном необходимо установить специальный главный регулирующий клапан давления, дроссельный клапан и контрольный клапан масляного давления в гидросистеме. Среди них специальный главный регулирующий клапан установлен в регуляторе агрегата, что является наиболее надежной формой управления с использованием регулятора давления. Конструкция специального главного регулирующего клапана предусматривает добавление дополнительного клапанного диска для управления регулирующим клапаном.

Характеристики регулирующего клапана в основном связаны с характеристиками потока (см. серию сборников проектных данных для подробностей).

Функция регулирующего клапана заключается в том, чтобы быстро открыть регулирующий клапан одновременно с быстрым закрытием направляющих лопаток агрегата при сбрасывании нагрузки, и отвести поток, который необходимо уменьшить при закрытии агрегата через регулирующий клапан. То есть после установки регулирующего клапана изменение расхода в водоводной системе может происходить медленнее, что снижает значение повышения водного давления. С другой стороны, так как агрегат все еще закрывается быстро, это гарантирует, что значение повышения скорости не будет слишком высоким, поэтому регулирующий клапан является одной из эффективных мер для снижения значения повышения давления в водоводной системе и значения повышения скорости агрегата. Роль гидроаккумулятора.

наши эксперты по восстановлению и сервисному обслуживанию возвращают вашему проверенному гидроэнергетическому активу новое сияние.

Каждая существующая гидроэлектростанция имеет свою собственную специфическую историю эксплуатации и определённую стратегию будущей работы. Сегодня нужны целенаправленные концепции обслуживания и реконструкции для повышения общей эффективности, снижения операционных расходов, продления сроков службы и подготовки гидроэлектростанций к будущему.

УВЕЛИЧЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЁМА ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Эффективность турбин и генераторов значительно возросла за последние несколько десятилетий. В результате модернизация электростанции с целью повышения её производительности стала возможной и чрезвычайно экономически выгодной. В зависимости от условий модернизация рабочего колеса турбины возрастом 40 лет может повысить КПД на 5 % и обеспечить ещё больший рост годового производства энергии. Общий КПД гидроэлектростанции можно оптимизировать, например, с помощью цифровых контроллеров.

ПРОДЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ

По мере старения гидрооборудования, износ влияет на эффективность станции. Старение ускоряется определенными режимами работы, такими как циклы пуска-останова, абразия из-за большого количества взвешенных частиц, таких как ил, и коррозия. Все это влияет на срок службы. Компоненты, связанные с потребительскими товарами и/или системами автоматизации и управления, как правило, требуют замены раньше. Компоненты высоковольтного электрооборудования, такие как кабели, подстанции и трансформаторы, имеют более длительный срок службы. В то же время, механическое старение — это очень медленный процесс, но он все же влияет на неподвижные части турбины и генератора, а также на конструктивные элементы, такие как напорные трубопроводы.

СОВРЕМЕННЫЕ РЫНОЧНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Сегодня многие гидроэлектростанции сталкиваются с более частыми циклами включения-выключения, работой на очень низких нагрузках и как резервом в режиме ожидания, или как быстрая реакция для стабилизации передающей сети. Как правило, такое установленное оборудование стареет гораздо быстрее, чем изначально планировалось, поскольку не было предназначено для требований современной электросети.