Как работает гэс Ютуб

ГЭС как основной и постоянный источник электроэнергии. Лаконичное объяснение принципа работы ГЭС и их схемы, разработка собственной мини ГЭС. Отличие ГЭС от ГАЭС.

Статьи по теме:

• ГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность
• Как выработать электричество
• Как выработать ток

ГЭС ее понятие и виды гидроэлектростанций

Гидроэлектростанция (ГЭС) — это станция для выроботки электроэнергии, использующая в качестве источника энергии энергию водных масс, приливов на водотоках. В основном размещение ГЭС происходит на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективной работы гидроэлектростанции необходимы как минимум два фактора, такие как:

1. Гарантированность обеспеченния водой круглый год
2. Большие улоны реки, для более сильного течения

ГЭС отличаются вырабатываемой мощностью, поэтому выделяют три вида ГЭС по мощности:

Как работает гидроэлектростанция

• Мощные — от 25 МВт и выше;
• Средние — до 25 МВт;
• Малые гидроэлектростанции — до 5 МВт;

Также ГЭС отличают по максимальному количеству использования воды:

• Высоконапорные — более 60 м;
• Средненапорные — от 25 м;
• Низконапорные — от 3 до 25 м.

Существует и отдельный тип ГЭС, так называемая ГАЭС, что расшифровывается как гидроаккумулирующая электростанция.

Гидроаккумулирующая электростанция — это гидроэлектростанция, используемая для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. ГАЭС служат для накопления электроэнергии во время низкого потребления сетями электричества (в ночной период) и отдачи её во время пиковых нагрузок, уменьшая тем самым необходимость изменения мощности в течение суток основных электростанций.

Здание ГЭС Сооружение, подземная выработка или помещение в плотине, в которомустанавливается гидросиловое электротехническое

Схемы различных видов гидроэлектростанций

Гидроэлектрические станции делятся также в зависимости от принципа использования природных ресурсов, можно выделить следующие ГЭС:

• Плотинная ГЭС. Плотинная система ГЭС является наиболее распространенной. При таком принципе река полностью перекрывается плотиной. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.
• Приплотинная ГЭС.Возводятся при более сильных напорах воды. При этом принципе река также полность перекрывается плотиной. В таком случае здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода же подводится к турбинам через напорные тоннели.
• Деривационная ГЭС. Гидроэлектростанции такого типа возводятся, если велик уклон реки. Необходимый напор создается с помощью деривации.
• Гидроаккумулирующая электростанция.
• Схема собственных мини гидроэлектростанций.

Принцип работы гидроэлектростанции

Принцип действия ГЭС дотстаточно прост. Вода под давлением, большим напором попадает, а чаще падает, на лопасти гидротурбины, которые, в свою очередь вращают ротор генератора, который уже вырабатывает электричество. Для достяжения необходимого напора воды создаются плотины, и как следствие, образуется концентрация реки в определенном месте. Также может использоваться и деривация- отвод воды от главного русла реки в сторону по каналу. Есть случаи использования двух методов создания напора одновременно.

Принцип работы гидроаккумулирующей электростанции отличен от обычной, привычной нас ГЭС. У ГАЭС существуют два периода работы, такие как турбинный и насосный. Во время насосного режима ГАЭС потребляет электроэнергию, которая подаётся от тепловых электростанций во время минимальной нагрузки (примерно 7-12 часов в сутки).

В этом режиме на ГАЭС происходит перекачка воды в верхний аккумулирующий бассейн из нижнего питающего водохранилища (станция запасает энергию). В турбинном режиме ГАЭС отдаёт накопленную энергию обратно в сеть во время максимальной нагрузки на неё (2-6 часов в сутки). Вода в этот период из верхнего бассейна направляется обратно в питающее водохранилище, вращая при этом турбину генератора.

Оборудование гидроэлектростанций

Существует несколько групп оборудования ГЭС для осуществленния главной ее функции — выработки электроэнергии:

1. Гидросиловое оборудование включает в себя турбины, и гидрогенераторы. В состав данной группы кроме перечисленного входят устройства, связанные с подачей воды на турбину и регулированием ее количества.
2. Электрические устройства включают в себя токопроводы от генератора, главные силовые трансформаторы, выводы высокого напряжения, открытое распределительное устройство и ряд других систем. Трансформаторы повышают напряжение до значения, требуемого для передачи энергии на большие расстояния (110 — 750 кВ). Выводы высокого напряжения служат для передачи энергии от силовых трансформаторов к открытому распределительному устройству (ОРУ), которое предназначено для распределения вырабатываемой ГЭС электроэнергии между отдельными линиями электропередачи.
3. Механическое оборудование включает в себя гидротехнические затворы, подъемно-транспортные механизмы, сороудерживающие решетки и т. п.
4. Вспомогательное оборудование состоит из системы технического водоснабжения, пневматического хозяйства, масляного хозяйства, противопожарных и санитарно-технических устройств. Из перечисленного оборудования далее рассмотрим более подробно конструкции турбин.

Мощность гидроэлектростанций

Режим работы ГЭС в энергосистеме зависит от расхода воды, напора, объема водохранилища, потребностей энергосистемы, ограничений по верхнему и нижнему бьефу. Агрегаты ГЭС по техническим условиям могут быстро включаться, набирать нагрузку и останавливаться. Причем включение и выключение агрегатов, регулирование нагрузки могут происходить автоматически при изменении частоты электрического тока в энергосистеме. Для включения остановленного агрегата и набора полной нагрузки обычно требуется всего 1—2 мин.

Мощность на валу гидротурбины можно определить по формуле указанной справа, где :

• т — расход воды через гидротурбину, м3/с;
• Нт — напор турбины, м;
• ηт — коэффициент полезного действия (КПД) турбины.

Для расчета мощности гидроэлектростанции нужно значение напора воды, который можно расчитать по следующей формуле, где:

• ∇ВБ, ∇НБ — отметки уровня воды соответственно в верхнем и нижнем бьефе, м;
• Нг — геометрический напор;
• ∆h — потери напора в водоподводящем тракте, м.

КПД современных турбин может достигать значения 0,95.

Крупнейшие ГЭС России

Подведя итоги рассмотрим на примере пару из крупнейших гидроэлектростанций в России.

1. Красноярская ГЭС — вторая по мощности ГЭС в России. Расположена на реке Енисее в 2380 км от его устья.

• На Красноярской ГЭС установленная мощность — 6000 МВт. Ежегодно вырабатывается в среднем — 20 400 млн кВт·ч.
• Размеры плотины. Длина — 1072,5 м, максимальной высотой — 128 м и шириной по основанию — 95,3 м. Также плотина делится на несколько частей на левобережную глухую плотину длиной 187,5 м, водосливную плотину длиной 225 м, глухую русловую — 60 м, станционную — 360 м и правобережную глухую — 240 м.
• Здание ГЭС приплотинного типа, длина здания — 428,5 м, ширина 31 м.

2. Братская ГЭС — гидроэлектростанция на реке Ангаре в городе Братске Иркутской области. Является третьей по мощности и первой по среднегодовой выработке гидроэлектростанцией России.

• На Братской ГЭС установленная мощность равняется 4500 МВт. Каждый год в среднем она вырабатывает 22 600 млн кВт·ч энергии.
• Размеры плотины. Общая длина 1430 м и максимальная высотой 125 м. Плотина делится на три участка: русловой, длиной 924 м, левобережный глухой, длина 286 м и правобережный глухой длина 220 м.

В заключение можно сказать, что гидроэлектростанции являются менее воздействующими на окружающую среду, нежели други види электростанций.

Источник: www.kakprosto.ru

Как работает гэс ютуб

В украинской энергетической компании «Укрэнерго» сообщили, что изменили режим работы гидроэлектростанций, чтобы уменьшить площадь затопления на подконтрольной Киеву части Херсонской области. Об этом сообщает Telegram-канал компании.

В компании сообщили, что вместе с «Укргидроэнерго» прорабатывают возможные сценарии дальнейшей работы энергосистемы после после разрушения Каховской ГЭС.

«Меняется режим работы гидроэлектростанций для уменьшения объема воды, поступающей в Каховское водохранилище, чтобы уменьшить затопления», — говорится в сообщении.

Ранее глава Государственного совета Крыма Владимир Константинов заявлял, что возможное обмеление Северно-Крымского канала не станет критичным для Крыма.

По словам Константинова, принятые ранее меры позволяют подпитывать крымские водохранилища водой из подземных резервуаров. Константинов также заявил, что плотину ГЭС подорвал Киев и таким образом открестился от южных территорий, которые могут стать болотом.

Источник: mriya.news

Как это работает: Саяно-Шушенская ГЭС (фото и видео)

СШГЭС им. П. С. Непорожнего — высоконапорная гидроэлектростанция приплотинного типа, самая мощная электростанция России. Основные сооружения станции расположены в Карловом створе, в этом месте Енисей протекает в глубоко врезанной каньонообразной долине. Передать с помощью фотографии масштаб этого гигантского сооружения довольно сложно. К примеру, длина гребня плотины больше одного километра, а высота — 245 метров, выше главного здания МГУ.

1. Напорный фронт Саяно-Шушенской ГЭС образует уникальная бетонная арочно-гравитационная плотина, которая является самой высокой плотиной в мире данного типа. Если подняться на один из склонов ущелья, открывается прекрасный вид на саму плотину, нижней бьеф и Саяно-Шушенское водохранилище, общим объемом в 31 км³.

3. В теле плотины установлено порядка одиннадцати тысяч различных датчиков, контролирующих состояние всего сооружения и его элементов.

Увеличить изображение

4. Возведение плотины началось в 1968 году и продолжалось семь лет. Количество уложенного в плотину бетона — 9,1 млн. м³ — хватило бы на постройку автострады от Санкт-Петербурга до Владивостока.

5. Диаметр такой «трубы» турбинного водовода — 7,5 метров.

6. Вид сверху на машинный зал и административный корпус станции.

7. Несколько слов о принципе работы плотины. Любая плотина кроме аккумулирования, должна пропускать определенное количество воды. Каждый из десяти гидроагрегатов СШГЭС может пропускать по 350 м³ воды в секунду. Сейчас в работе находятся 4 из 10 гидроагрегатов, и зимой их пропускной способности вполне достаточно.
Белая площадка — это водобойный колодец эксплуатационного водосброса, на этой площадке может легко разместиться футбольное поле для проведения ЧМ, правда получится «футбол на льду».

8. Во время половодьев и паводков открывают затворы эксплуатационного водосброса. Он предназначен для сброса избыточного притока воды, который не может быть пропущен через гидроагрегаты ГЭС либо аккумулирован в водохранилище. Максимальная проектная пропускная способность эксплуатационного водосброса составляет 13600 м³ (это пять 50-метровых плавательных бассейна по 10 дорожек) в секунду! Щадящим режимом для водобойного колодца, находящегося под эксплуатационным водосбросом, считаются расходы 7000 — 7500 м³.

9. Длина гребня плотины с учетом береговых врезок составляет 1074 метра, ширина по основанию — 105 метров, по гребню — 25. Плотина врезана в породы берегов на глубину 10-15 метров.
Устойчивость и прочность обеспечивается действием собственного веса плотины (на 60 %) и частично упором верхней арочной части в берега (на 40 %).

Увеличить изображение

11. Береговые укрепления.

12. С плотины видно поселок Черемушки, который соединен с ГЭС автомобильной дорогой и необычной трамвайной линией.
В 1991 году в Ленинграде были закуплены несколько городских трамваев и переоборудованы в двухкабинные для железнодорожного пути без разворотных колец, оставшегося со времён строительства ГЭС. Теперь бесплатные трамваи следуют от посёлка до ГЭС с периодичностью в один час. Таким образом, решена транспортная проблема для работников станции и жителей Черёмушек, а единственная в Хакасии трамвайная линия стала достопримечательностью посёлка.

13. Вид на Саяно-Шушенское водохранилище с входного портала берегового водосброса.

Увеличить изображение

14. Береговой водосброс состоит из входного оголовка, двух безнапорных туннелей, выходным порталом, пятиступенчатым перепадом и отводящим каналом.

Увеличить изображение

16. Не смотря на морозы, лед на водохранилище встает довольно поздно — как правило, в конце января.

19. Береговой водосброс в период пропуска больших паводков позволит осуществить дополнительный пропуск расходов до 4000 м³/с и, тем самым, снизить нагрузку на эксплуатационный водосброс станции и обеспечить щадящий режим в водобойном колодце. Входной оголовок служит для организации плавного входа водного потока в два безнапорных туннеля.

20. В зимний период порталы перекрываются теплозащитными щитами.

21. Длина двух тоннелей — 1122 метра, с сечением — 10х12 метров каждый, что достаточно для размещения 4 тоннелей метро.

23. Выходной портал. Расчетная скорость движения воды на выходе из туннеля — 22 м/с.

24. Пятиступенчатый перепад представляет собой пять колодцев гашения шириной 100 м и длиной от 55 до 167 м, разделенных водосливными плотинами. Перепад будет обеспечивать гашение энергии потока и спокойное сопряжение с руслом реки. Максимальные скорости потока на входе в верхний колодец достигают 30 м/с, на сопряжении с руслом реки уменьшаются до — 4–5 м/с.
Трехмерный ролик о запуске первой нитки берегового водосброса.

Увеличить изображение

25. Для лучшего представления о масштабах: это более ранняя фотография строительства нижнего колодца. Автор gelio_nsk.

27. Для открытия затворов на гребне плотины установлены два козловых крана.

28. Енисей — одна из крупнейших рек России. Площадь его бассейна, обеспечивающего приток к створу ГЭС около 180 тыс. км², что втрое превышает размеры республики Хакасия.

29. Енисей — граница между Западной и Восточной Сибирью. Левобережье Енисея заканчивает великие западносибирские равнины, а правобережье представляет царство горной тайги. От Саян до Северного Ледовитого океана Енисей проходит через все климатические зоны Сибири. В его верховьях живут верблюды, в низовьях — белые медведи.

30. Работа шаманов.

32. Спасибо фотографу Валерию из пресс-службы СШГЭС, который провел меня на этот склон. Вид открывается отличный. Правда, идти по колено в снегу, а местами и по пояс, было не просто.

Увеличить изображение

34. Общедоступная смотровая площадка.

35. Вырабатываемый ток со станции передается в открытое распределительное устройство (ОРУ 500).

36. ОРУ 500 обеспечивает выдачу мощности Саяно-Шушенской ГЭС в энергосистемы Кузбасса и Хакасии.

37. Вид со смотровой площадки, которая находится в 1600 метрах от плотины. Слева подсвечивается береговой водосброс.

Увеличить изображение

Саяно-Шушенская ГЭС. Восстановление.

В момент аварии, которая произошла 17 августа 2009 года, в работе находились девять гидроагрегатов из десяти (№ 6 находился в резерве). В результате повреждения гидроагрегата № 2 произошел выброс большого количества воды из кратера турбины, который разрушил часть крыши и повредил несущие колонны машинного зала. В результате попадания воды все гидроагрегаты ГЭС получили электрические и механические повреждения и вышли из строя.
С момента аварии прошло полтора года, за это время был закончен первый этап реконструкции станции и запущены в эксплуатацию 4 гидроагрегата. В отличии от прошлой зимы, пропуск воды через плотину осуществляется в штатном режиме через водопропускные тракты работающих гидроагрегатов без холостых сбросов.

1. В машинном зале ГЭС изначально было размещено 10 гидроагрегатов мощностью по 640 МВт. Максимальный расход воды через турбину составляет 358 м³ в секунду, КПД турбины в оптимальной зоне около 96%.

2. Здание машинного зала ГЭС впечатляет — почти 300 метров в длину. На правой части панорамы видно участок крыши, который был восстановлен после аварии.

Увеличить изображение

Разрез плотины и машинного зала c гидроагрегатом.

3. Разрез гидроагрегата. Расследование показало, что непосредственной причиной аварии стало усталостное разрушение шпилек крепления крышки гидроагрегата №2 (места отмечены стрелками), что привело к её срыву и затоплению машинного зала.

4. Сегодня на станции ведутся активные работы по восстановлению машинного зала. Так выглядит место установки гидроагрегата №2.

5. Сравнение с тем, что было чуть больше года назад. Автор фотографии gelio_nsk.
Олег Мякишев, очевидец аварии, описывает этот момент так:
«…Я стоял наверху, услышал какой-то нарастающий шум, потом увидел, как поднимается, дыбится рифлёное покрытие гидроагрегата. Потом видел, как из-под него поднимается ротор. Он вращался. Глаза в это не верили. Он поднялся метра на три.

Полетели камни, куски арматуры, мы от них начали уворачиваться… Рифлёнка была где-то под крышей уже, да и саму крышу разнесло… Я прикинул: поднимается вода, 380 кубов в секунду, и — дёру, в сторону десятого агрегата. Я думал, не успею, поднялся выше, остановился, посмотрел вниз — смотрю, как рушится всё, вода прибывает, люди пытаются плыть… Подумал, что затворы надо закрывать срочно, вручную, чтобы остановить воду… Вручную, потому что напряжения-то нет, никакие защиты не сработали…»

Видео, снятое очевидцем аварии:

6. Еще одно сравнение.

7. Потоки воды быстро затопили машинный зал и помещения, находящиеся под ним. Все гидроагрегаты ГЭС были затоплены, при этом на работавших гидрогенераторах произошли короткие замыкания, выведшие их из строя. Произошёл полный сброс нагрузки ГЭС, что привело к обесточиванию самой станции.

8. Предпринятые после аварии меры, исключают полное обесточивание станции. Установлены дополнительные дизельные электрогенераторы, которые автоматически запускаются при исчезновении основного питания, с чем бы это ни было связано.

10. Также к системе виброконтроля добавились по тридцать девять датчиков, установленных на каждом гидроагрегате, которые отслеживают перемещения валов и колебания всей конструкции. Защита срабатывает, если в установившемся режиме работы гидроагрегата более 15 секунд держится повышенный уровень максимально допустимой вибрации.

11. ОАО «РусГидро» заключило контракт с ОАО «Силовые машины» о поставке оборудования на ГЭС. В течение 2011 года компания изготовит шесть новых гидроагрегатов.

13. В машинном зале работают два козловых крана грузоподъемностью по 500 тонн.

14. Краны могут работать в паре и поднимать сразу 1000 тонн.

15. Для разбора свыше 5000 кубометров завалов, в районе 10 гидроагрегата был организован технологический въезд для грузовых машин.

16. Так как изначально въезд не был предусмотрен, места для маневрирования практически нет. Нужно очень постараться, чтобы загнать в зал грузовик с полуприцепом.

19. Часть технологического оборудования собирают прямо монтажной площадки станции, а часть привозят из Санкт-Петербурга. Например рабочие колеса гидротурбин, диаметр которых более 6 метров, доставляют водным транспортом.

21. Сейчас мощность станции составляет 2560 МВт.

23. Зона работающих гидроагрегатов.

25. Турбины приводят в действие синхронные гидрогенераторы с диаметром ротора 10,3 метра, выдающие ток напряжением 15,75 кВ. По результатам испытаний новые гидроагрегаты способны развивать мощность до 720 МВт.

26. Технические помещения в районе работающего гидроагрегата.

27. Цилиндрические стенки гидроагрегата и различное оборудование.
В результате аварии все эти помещения были затоплены водой. Погибло 75 человек.

31. Внутри работающего гидроагрегата довольно шумно.

32. Одна из технических галерей.

33. Центральный пункт управления Саяно-Шушенской ГЭС.

Увеличить изображение

35. Модернизированная система защиты останавливает агрегат, когда пропадает напряжение питания, в том числе и при внештатной ситуации: при обрыве кабеля, пожаре, затоплении и замыкании. Действие всех защит приводит к закрытию направляющего аппарата, аварийно-ремонтного затвора и отключению генератора от сети.

37. Даже если по каким-то причинам автоматика не сработает, остановить гидроагрегат и сбросить аварийно-ремонтный затвор можно с помощью специальных ключей, расположенных на центральном пульте управления. Аварийные ключи существовали и раньше, но находились они непосредственно у гидроагрегатов. Во время аварии эти отметки были затоплены, и воспользоваться ключами не представлялось возможным.

Источник: www.stena.ee