Gidroakkumulyasiyalovchi elektr stansiyalar va kichik gidroelektr stansiyalar : reja

GES: Ishlash Printsipi, Sxemasi, Jihozlari, Quvvati

Gidroelektr stantsiyasi elektr energiyasining asosiy va doimiy manbai sifatida. Gidroelektr stantsiyalarining ishlash printsipi va ularning sxemalarini lakonik tushuntirish, o'zimizning mini gidroelektr stantsiyani rivojlantirish. Gidroelektr stantsiyasi va nasosli elektrostansiya o'rtasidagi farq.GES, uning kontseptsiyasi va gidroelektr stantsiyalarining turlari
Gidroelektr stantsiyasi (GES) - bu energiya manbai sifatida suv oqimlari oqimlari, suv massalari energiyasidan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqaradigan stantsiya. Asosan, gidroelektr stantsiyalarini joylashtirish daryolarda, to'g'onlar va suv omborlarini qurishda bo'ladi. Gidroelektr stantsiyasining samarali ishlashi uchun kamida ikkita omil talab qilinadi, masalan:
Suv ta'minoti butun yil davomida kafolatlanadi
Kuchli oqim uchun katta daryo qiyaliklari
GESlar ishlab chiqarilayotgan quvvat bilan farq qiladi, shuning uchun quvvati bo'yicha uchta GES mavjud:
Kuchli - 25 MVt va undan yuqori;
O'rta - 25 MVt gacha;
Kichik suv elektr stantsiyalari - 5 MVt gacha;
Gidroelektr stantsiyalari, shuningdek, ishlatilgan suvning maksimal miqdori bilan ajralib turadi:
Yuqori bosim - 60 m dan ortiq;
O'rta bosim - 25 m dan;
Past bosimli - 3 dan 25 m gacha.
Bundan tashqari, alohida gidroelektr stantsiyasining "nasosli elektr stantsiyasi" deb nomlanadigan "nasosli elektr stantsiyasi" mavjud.
Nasosli saqlash elektr stantsiyasi - bu elektr yuk jadvalidagi kunlik tartibsizliklarni tenglashtirish uchun ishlatiladigan gidroelektrostantsiya. Nasosli elektr stantsiyalari elektr tarmoqlarini kam iste'mol qilish paytida (tunda) elektr energiyasini to'plash va uni eng yuqori yuklanish vaqtida chiqarish uchun ishlatiladi va shu bilan asosiy elektr stantsiyalarining kun davomida quvvatini o'zgartirish zarurligini kamaytiradi.
Gidroelektr stantsiyasining binosi Gidroelektr stantsiyasi o'rnatilgan inshoot, er osti koni yoki to'g'on ichidagi bino.Gidroelektr stantsiyalari tabiiy resurslardan foydalanish printsipiga qarab bo'linadi, quyidagi GESlarni ajratish mumkin:


To'g'on GES. Gidroelektr stantsiyasining to'g'on tizimi eng keng tarqalgan. Ushbu tamoyil bilan daryo to'g'on bilan to'liq to'sib qo'yilgan. Bunday gidroelektrostantsiyalar baland suvli pasttekislik daryolarida, shuningdek tog'li daryolarda, daryo tubi toraygan va siqilgan joylarda qurilgan.



Pryamolnaya gidroelektr stantsiyasi, ular suvning yuqori bosimida o'rnatiladi. Ushbu printsip bilan daryo ham to'g'on bilan to'liq to'sib qo'yilgan. Bunday holda, gidroelektr stantsiyasining binosi to'g'onning orqasida, uning pastki qismida joylashgan. Turbinalarga suv bosimli tunnellar orqali etkazib beriladi.
Derivatsiya gidroelektr stantsiyasi. Ushbu turdagi gidroelektr stantsiyalar daryoning qiyaligi baland bo'lsa quriladi. Kerakli bosh lotin yordamida yaratiladi.

Gidroelektr stantsiyasining ishlash printsipi juda oddiy. Shlangi turbinaning pichoqlariga bosim ostida, yuqori bosim bilan tushadi va tez-tez tushadi, bu esa o'z navbatida allaqachon elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorning rotorini aylantiradi. Kerakli suv bosimiga erishish uchun to'g'onlar yaratiladi va natijada daryoning kontsentratsiyasi ma'lum bir joyda hosil bo'ladi. Derivatsiya ham ishlatilishi mumkin - suvni daryoning asosiy kanalidan kanal bo'ylab yon tomonga burish. Bir vaqtning o'zida bosim hosil qilishning ikkita usulidan foydalanish hollari mavjud.Nasosli saqlash elektr stantsiyasining ishlash printsipi biz odatlanib qolgan odatdagi GESdan farq qiladi. Nasosli saqlash elektr stantsiyasi turbinali va nasosli kabi ikki davrda ishlaydi. Nasos rejimida PSPP elektr energiyasini iste'mol qiladi, bu issiqlik elektr stantsiyalaridan minimal yuk paytida etkazib beriladi (kuniga taxminan 7-12 soat). Ushbu rejimda PSPP quyi ta'minot omboridan suvni yuqori omborga quyadi (stansiya energiya yig'adi). Turbinali rejimda PSPP to'plangan energiyani unga maksimal yuk paytida (kuniga 2-6 soat) tarmoqqa qaytaradi. Ushbu davrda, generatorning turbinasini aylantirib, yuqori havzadan suv yana ta'minot suv omboriga yo'naltiriladi.Elektr energiyasini ishlab chiqarishni amalga oshirish uchun gidroelektr stantsiyalari uchun bir nechta uskunalar guruhlari mavjud:

Gidroenergetika uskunalari turbinalar va gidroenergiyalarni o'z ichiga oladi. Yuqoridagilardan tashqari, ushbu guruh turbinaga suv etkazib berish va uning miqdorini tartibga solish bilan bog'liq qurilmalarni o'z ichiga oladi.
Elektr qurilmalariga generator o'tkazgichlari, asosiy quvvat transformatorlari, yuqori voltli rozetkalar, ochiq tarqatish moslamalari va boshqa turli xil tizimlar kiradi. Transformatorlar kuchlanishni uzoq masofalarga (110 - 750 kV) elektr uzatish uchun zarur bo'lgan qiymatgacha oshiradi. Energiya transformatorlaridan energiyani ochiq elektr uzatish moslamasiga (OSG) o'tkazish uchun yuqori voltli chiqindilar ishlatiladi, bu gidroelektr stantsiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasini alohida elektr uzatish liniyalari o'rtasida taqsimlash uchun mo'ljallangan.
Mexanik jihozlarga gidravlik klapanlar, yuk ko'tarish va tashish mexanizmlari, axlat panjaralari va boshqalar kiradi.
Yordamchi uskunalar texnik suv ta'minoti tizimidan, pnevmatik inshootlardan, neft inshootlaridan, yong'inga qarshi va sanitariya-texnik vositalardan iborat. Ro'yxatdagi uskunalardan biz turbinalarning konstruktsiyasini batafsilroq ko'rib chiqamiz.
Gidroelektr energiyasi
Energiya tizimidagi gidroelektr stantsiyasining ishlash tartibi suv oqim tezligiga, bosimga, rezervuar hajmiga, energiya tizimining ehtiyojlariga va yuqori va quyi oqimdagi cheklovlarga bog'liq. Texnik shartlarga ko'ra GES agregatlari tezda yoqilishi, yukni ko'tarishi va to'xtashi mumkin. Bundan tashqari, bloklarni yoqish va o'chirish, yukni tartibga solish energiya tizimidagi elektr tokining chastotasi o'zgarganda avtomatik ravishda paydo bo'lishi mumkin. To'xtatilgan blokni yoqish va to'liq yukni ko'tarish uchun odatda atigi 1-2 daqiqa vaqt ketadi.Krasnoyarsk GESining o'rnatilgan quvvati 6000 MVt. Har yili o'rtacha 20,400 million kVt / soat ishlab chiqariladi.
Dam to'g'onining o'lchamlari. Uzunligi - 1072,5 m, maksimal balandligi - 128 m va poydevoridagi kengligi - 95,3 m, shuningdek, to'g'on bir necha qismga bo'linib, uzunligi 187,5 m bo'lgan chap qirg'oq, 225 m uzunlikdagi to'kilgan suv ombori, ko'r kanalli to'g'on. - 60 m, stantsiya - 360 m va karlarning o'ng qirg'og'i - 240 m.
Gidroelektr stantsiyasining binosi to'g'on tipidagi, binoning uzunligi 428,5 m, kengligi 31 m.
2. Bratsk GESi - Irkutsk viloyati, Bratsk shahridagi Angara daryosidagi gidroelektr stantsiyasi. U quvvati bo'yicha Rossiyada uchinchi, o'rtacha yillik ishlab chiqarish hajmi bo'yicha birinchi o'rinda turadi.
Bratskaya GESining o'rnatilgan quvvati 4500 MVt. Har yili o'rtacha hisobda 22,600 million kVt / soat energiya ishlab chiqaradi.
Dam to'g'onining o'lchamlari. Umumiy uzunligi 1430 m, maksimal balandligi 125 m, to'g'on uch qismga bo'linadi: uzunligi 924 m, chap qirg'og'i, uzunligi 286 m va o'ng qirg'og'i, uzunligi 220 m.
Xulosa qilib aytishimiz mumkinki, gidroelektr stantsiyalari boshqa turdagi elektr stantsiyalariga qaraganda atrof muhitga kamroq ta'sir qiladi.
GES suv energiyasini elektr energiyasiga aylantirib beradi. Uning ish asoslarini o’rganuvchi fan gidravlika deb nomlanadi, u o’z ichiga gidrostatika (suyuqliklarni muvozanat holatlari) va gidrodinamikani (suyuqliklarni harakatlarini) oladi, kesilish suv oqimining quvvati - ma’lum tabaqa orqali oqayotgan, suv sarifi Q qurilgan to’g’on suv havzasining yuqori oqim balandligi va past oqim balandliklari orqali ifodalanadi. YUqori va past havzalar darajalarning farqi tayziq deb ataladi. Oqimning tabaqadagi quvvvatini (kVt) sarf (m3/s) va tayziq (m) orqali hisoblashimiz mumkin.
P = 9.81/QH
GES dvigatellar, gidrotexnik qurilmalar, turbinalar va generatorlarda sodir bo’layotgan quvvat yo’qotishlari tufayli, suv oqimi FIK ɳ ni hisobga olgan holda quvvatini faqat bir qismidagina foydalanish mumkin. GES ning taxminiy quvvati
P = 9.81/QHɳ
Tayziq N tekislidagi daryolarda to’g’on orqali amalga oshiriladigan, tog’li joylarda anlanma o’zanlardan foydalaniladi, ular og’dirgich deb nomlanadi.
Gidravlik turbinalarda suv energiyasi turbina valini aylantirib mexanik energiya hosil qiladi va o’z navbatida elektr energiyasi hosil qilinadi. Agarda turbinada suvni dinamik bosimidan foydalanilsa u aktiv turbina deb ataladi, statik bosimdan foydalanilsa reaktiv turbina deyiladi.
A ktiv turbina cho’michida torayuvchi kiydirmada - soploda, gidrostatik bosimning potensial energiyasi suv harakatining kinetik energiyasiga to’liq o’tadi. Turbinaning ishchi g’ildiragi disk, atroflariga cho’michsimon kurakchalar joylashtirilgan ko’rinishida yasaladi.
Suv, kuraklar yuzasidan o’tib, harakat yo’nalishini o’zgartiradi. Bu erda kuraklar yuzasiga ta’sir etuvchi markazdan qochma kuchlar hosil bo’lib suvning harkat energiyasi turbina g’ildiragini aylantiruvchi energiyaga aylanadi.

Rasm 19. Tayziq hosil qilish sxemasi:

a) to’g’on yordamida; b) aylanma o’zan yordamida;
1-kanal; 2-tayziq havzasi; 3-turbina suv og’dirgichi; 4-GES binosi; 5-daryo o’zani; 6-to’g’on.
Reaktiv gidravlik turbina ishchi kuraklarida suvning ham kinetik, ham potensial energiyalari turbinani mexanik energiyasiga aylantiriladi.
Turbina ishchi kuraklariga kelayotgan suv ortiqcha bosimga ega bo’lib, ishchi g’ildirak yo’lidan o’ta borib kamayadi. Bu erda suv turbina kuraklariga reaktiv bosim bilan ta’sir etadi va suvning potensial energiyasi turbina ishchi g’ildiragining mexanik energiyasiga aylanadi. Reaktiv turbinaning ishchi g’ildiragi, aktivdan farqli o’laroq, to’liq suvda joylashgan bo’ladi.
Elektr stansiyalarda turbina va generator umumiy val bilan biriktirilgan. Ularning aylanish chastotalarini ixtiyoriy tanlash mumkin emas. Ular generator rotorining qutublar juftligi soniga va o’zgaruvchan tokning standart chastotalariga mos kelishi kerak.
P ast chastotalarda aylanuvchi turbinalar tannarxi qimmat bo’lib, ular katta joyni egallashni ham hisobga olish kerak. Maqbul qiymatlarga yaqin agregat tezliklarni olish uchun, katta bosimlarda tez aylanish koeffitsenti kichik bo’lgan turbinadan va katta bosimlarda esa bu koefitsentini katta qiymatlardan foydalaniladi.
Turli xil tabiiy sharoitlarda bunyod etiladigan GES larning turbinalari konstruktiv ishlash jihatidan turlicha bo’ladi. Turbina quvvati bir necha kilovattdan 500 MVt gacha, aylanish chastotasi 16 2/3 dan 1500 min-1 gacha bo’ladi.
Oxirgi vaqtlarda gorizontal agregatlar (kapsulalar) qo’llana boshladi, ularda generator suv o’tmaydigan germitik kapsulaga joylashtirilgan.
Bu agregatlar gidravlik xususiyatlarining yaxshiligi hisobiga ularning FIK yuqori (95-96%).
Gidroelektr stansiya (GES)-suvoqiminingenergiyasinigidravlik turbinalaryordamida elektr energiyasiga aylantirib beradigan gidrotexnika inshootlari va energetika jihozlari majmui.Gidrotexnika inshootlaritoʻgʻon yonidagi, derivatsion va aralash turlarga boʻlinadi. Toʻgʻon yonidagi GESlarda toʻgʻon yordamida suv sathi koʻtarilib, kerakli bosim hosil qilinadi. GES binosi 3 xil joylashtiriladi: 1) toʻgʻon yonida; 2) toʻgʻondan chetrokda; 3) toʻgʻondan pastda, daryo oʻzanida. Toʻgʻon yonida va daryo oʻzanida quriladigan GES larda suv bosimini toʻgʻon hosil qiladi. Bunday GES lar suvi koʻp boʻlgan, tekis oqadigan togʻ daryolariga, soyliklarning toraygan joyiga quriladi. Bularga Qayroqqum, Tuyamoʻyin va Chordara GESlarini koʻrsatish mumkin. Derivatsion (GES ning stansiya uzeliga suv kuvurlari, kanal yoki tunnel vositasida olib kelinadigan) GESlar oʻrta va yuqori bosimli boʻlib, bosim derivatsiya kanali yordamida hosil qilinadi. Bunday GES larga Chorvoq, Farhod va Boʻzsuv kanalidagi GESlar kiradi. Aralash GES larda bosim, asosan, daryodagi gidrotexnika inshootlari va qisman derivatsiya kanali yordamida hosil qilinadi. GES inshootlari majmuiga daryo oʻzanini toʻsib bosim hosil qiladigan bosh inshoot (toʻgʻon), GES binosiga suv yetkazib beradigan kanal, stansiya bosim uzeli (SBU) yoki bosim suv quvuri, suv sathini va sarfini tartibga solib turadigan, ortiqcha suvni chiqarib tashlaydigan va b. avtomatik qurilmalardan iborat inshootlar; suv energiyasini bevosita elektr energiyaga aylantirib beradigan gidroagregat (turbina bilan generator) oʻrnatilgan mashina zali va foydalanib boʻlingan suvni chiqarib tashlaydigan inshootlar kiradi. Maxsus gidrotexnika inshootlari bilan GES turbinalariga keltirilgan suv turbinaning ish gʻildiragini, unga oʻrnatilgan oʻqni va oʻq bilan biriktirilgan generatorni aylantirishi natijasida elektr energiya hosil boʻladi. Elektr energiya maxsus qurilmalar vositasida isteʼmolchilarga yetkazib beriladi.
Hozir barcha GESlarning ishi avtomatlashtirilgan. Bir necha avtomatlashtirilgan GES lar uzoqdan turib (qoʻshni GES dan yoki energosistemaning boshqarish pultidan) boshqariladi. GESning belgilangan quvvatiga koʻra kam (5 MVt gacha), oʻrta (5—25 MVt) va katta (25 MVt dan yuqori) quvvatli xillarga boʻlinadi. Daryoning energetika resurslaridan toʻlaroq foydalanish uchun GES lar kaskad tarzida, yaʼni daryo oqimi boʻyicha maʼlum masofada joylashtiriladi. Bunday GES kaskadlariga Oʻzbekistondagi Toshkent (Boʻzsuv, Boʻrijar, Oqtepa, Shayxontohur GES lari); Qodriya (Qodriya, Qibray, Salar, Oqqovoq-2); Chirchiq (Tovoqsoy, Oqqovoq); Quyi Boʻzsuv (GES-14, GES-18, GES-19, GES-22, GES-23); Oʻrta Chirchiq (Chorvoq, Hojikent, Gʻazalkent); Shahrixon (GES5A, GES-6A, GESYUFK-1, GES-4A YUFK-3); Samarkand (GES-1B, GES2B, GES-ZB, GES-5B) GES kaskadlari kiradi. GES lar ichida gidroakkumulyatsiyalovchi elektr stansiya ( GAES) va koʻtarilish suv elektr stansiya (PES) alohida oʻrin tutadi. GAES lar yirik energetik tizimlarda koʻp energiya talab qiladigan (tigʻiz) vaqtlardagi energiyani toʻldirib turish uchun quriladi. GAESning energiyani akkumulyatsiyalash xususiyati energetik tizimdagi baʼzi vaqt oraligʻida boʻsh boʻlgan elektr energiyadan foydalanishga asoslangan. Bu vaqtda GAES nasos rejimida ishlab, suvni pastki hovuzdan yuqorigi hovuzga haydaydi.
Xulosa:
Kichik GESlarni qurish va rekonstruksiya qilish nafaqat ekologik toza elektr energiyasi bilan ta’minlash, balki energiya tanqisligi kuchli tok manbalari mavjud bo‘lmagan hududlarni ham elektr energiyasi bilan ta’minlash imkonini beradi. Kichik gidroenergetikaning rivojlanishi umumiy energetika tizimini markazsizlashtirishga yordam beradi, bu esa borish qiyin bo'lgan qishloqlarni doimiy ravishda elektr energiyasi bilan ta'minlash imkonini beradi. Kichik GESlar tomonidan ishlab chiqarilgan energiya eng yaqin iste'molchilar tomonidan qo'llaniladi, mos ravishda uni tashish xarajatlari kamayadi va energiya ta'minoti ishonchliligi oshadi. Bundan tashqari, gidroelektrostantsiyalar boshqa vazifalarni ham bajarishi mumkin, masalan, qo'shni hududlarni mavsumiy suv toshqinlaridan himoya qilish. Dunyodagi cheklangan gidroresurslarni hisobga olgan holda, 2030 yilgacha bo'lgan davrda gidroenergetikaning rivojlanish sur'atlari sezilarli darajada pasayadi, lekin shu bilan birga kichik gidroenergetikaning diversifikatsiyasi saqlanib qoladi, deb taxmin qilish mumkin. 4,5-4,7% o'sish sur'ati bilan kichik GESlarda elektr energiyasi ishlab chiqarish 2030 yilga borib 770-780 TVt/soatga yetadi, bu esa jahondagi umumiy elektr energiyasining 2% dan ortig'ini tashkil qiladi. Shunday qilib, aytish mumkinki, kichik gidroenergetika yaqin kelajakda ham eng muhim va raqobatbardosh qayta tiklanadigan energiya manbalaridan biri bo'lib qoladi


Foydalanilgan adabiyotlar:

1. 
   Berezovskiy N.I. va boshqalar energiya tejash texnologiyasi
   
2. 
   Volkov S.G., Gidroenergetika, Sankt-Peterburg, 1997 y. WWW.HUMOSCIENCE.COM 53
   
3. 
   Energiya manbalari. Faktlar, muammolar, yechimlar, M., Fan va texnologiya, 1997.
   
4. 
   Mixaylov L.P. Kichik gidroenergetika
   
5. 
   Munts V.A. Energiya va issiqlik texnologiyalarida energiya tejash
   
6. 
   Neporojniy P.S., Popkov V.I., Dunyoning energiya resurslari, M., Energoatomizdat, 1995 y.
   
7. 
   Samoilov M.V. Energiyani tejash asoslar