6. Структурная технологическая схема получения ээ на гэс

На ГЭС электроэнергию получают, используя энергию водных потоков (рек, водопадов и т.д.). В настоящее время в мировой энергетике на ГЭС вырабатывают более 20% всей электроэнергии.

При небольших напорах строят русловые гидроэлектростанции, а при значительных напорах (более 30-35 м) приплотинные ГЭС. В горной местности сооружают деривационные ГЭС – с большими напорами и при малых расходах.

На ГЭС напор воды создается плотиной. Водное пространство перед плотиной – верхний бьеф, а ниже плотины – нижний бьеф. Разность уровней верхнего и нижнего бьефа равна напору Н. ГЭС обычно имеет водохранилище, образуемое верхним бьефом. Водохранилище позволяет аккумулировать воду и регулировать ее расход и соответственно мощность ГЭС. Это происходит следующим образом. В течении определенного времени, когда нагрузка энергосистемы мала ГЭС расходует воду в количестве меньшем естественного притока и вода накапливается в водохранилище, а рабочая мощность станции невелика. Когда нагрузка энергосистемы велика, ГЭС расходует воду в количестве, превышающем естественный приток. И в этом случае расходуется вода, накопленная в водохранилище, а рабочая мощность возрастает.

Нагрузку энергосистемы при совместной работе ГЭС и других станций распределяют между станциями так, чтобы спрос на электроэнергию покрывается с минимальными затратами топлива.

Опыт эксплуатации показывает, что ГЭС целесообразно использовать в течении большей части года в пиковом режиме. Мощность ГЭС при этом в течении суток меняется в широких пределах.

Как правило гидроэлектростанции работают с частыми пусками и остановами агрегатов и быстрым изменением мощности от 0 до номинальной.

Для ГЭС это допустимо – и гидротурбины, и гидрогенераторы к таким режимам приспособлены. Процесс пуска гидроагрегата и набора мощности происходит всего за несколько минут. Продолжительность использования установленной мощности ГЭС меньше, чем тепловых и составляет 1500 – 3000 ч для базовых. Себестоимость э/э на ГЭС значительно ниже себестоимости энергии ТЭС (в состав эксплуатационных расходов не входит стоимость топлива), время сооружения ГЭС больше чем ТЭС.

В электрической части ГЭС во многом подобны КЭС. Отличительная особенность ГЭС – отсутствие на ГЭС крупных механизмов СН и как следствие – небольшое потребление энергии на СН.

Особенности ГЭС:

• Сооружаются в тех местах, где есть гидроресурсы и условия для строительства. Как правило, это не совпадает с месторасположением электрической нагрузки;

• Работают на возобновляемом источнике энергии;

• Большую часть вырабатываемой электроэнергии отдают в электрические сети повышенных напряжений;

• Высокоманевренные (разворота и набора нагрузки составляет примерно 3-5 мин.);

• Имеют высокий КПД ( ) ;

7.Схемы первичных соединений электростанций и назначение эл оборудования в них

Электрические станции представляют собой достаточно сложные технологические системы, содержащие большое количество взаимосвязанного основного и вспомогательного оборудования. Основное оборудование обеспечивает производство, преобразование, передачу и распределение электроэнергии. К основному оборудованию электрических станций и подстанций в первую очередь относятся синхронные генераторы, силовые трансформаторы и автотрансформаторы, синхронные компенсаторы. Вспомогательное оборудование предназначено для выполнения вспомогательных функций – измерения, сигнализации, блокировки, защиты, управления и автоматики. К числу вторых следует отнести коммутационные аппараты, измерительные трансформаторы тока и напряжения, токоограничивающие реакторы, разрядники и др. Сюда же относятся аппараты управления, контроля, измерения, релейной защиты и автоматики, которые образуют вторичные цепи электроустановки. Перечисленные выше элементы основного и вспомогательного электрооборудования вместе с вспомогательными устройствами и строительной частью образуют распределительное устройство (РУ) станции и подстанции. На электрических станциях имеется РУ нескольких уровней напряжения. Как правило РУ содержит сборные шины и ряд ответвлений от сборных шин.

Наиболее наглядное представление о РУ или электрической части станции или подстанции в целом дает электрическая схема, которая представляет собой графическое изображение электроустановки, электрической станции или подстанции при помощи условных символов, соединенных между собой в соответствии с действительным составом электрооборудования и порядком электрических соединений.

На рис. в качестве примера рассмотрена однолинейная схема (указывающая элементы и проводники одной фазы) электрических соединений электрооборудования электрической станции с РУ 10 и 110 кВ. С целью упрощения схемы для РУ 10 кВ и 110 кВ условно принята одиночная система шин.

Энергия вырабатываемая генераторами G1 и G2, поступает на сборные шины (СШ) 10 кВ, затем расходуется на собственные нужды (СН) и на питание местной нагрузки (М,Н). Избыток энергии посредством трансформаторов связиТ1 и Т2 поступает на сборные шины 110 кВ и далее в систему.

Выключатели Q – для выполнения операций включения и отключения электрических цепей в нормальных и аварийных режимах. QB – секционные выключатели – при нормальной работе обычно замкнуты и автоматически размыкаются при повреждениях а зоне сборных шин.

Разъединители QS – для снятия напряжения с обесточенных частей электроустановки и создания видимого разрыва цепи на время ремонта в целях безопасности. Они способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока. Это ремонтный, а не оперативный аппарат. У разъединителей предусматриваются заземляющие ножи, которые изолированы для ремонта участка, заземляют с обеих сторон. Разъединители также используются для переключения при соединений с одной системы шин на другую без разрыва тока в цепи.

Токоограничивающие реакторы LR – предназначены для ограничения тока КЗ в защищаемой зоне и поддержании напряжения на шинах.

Токопроводы – это короткие (от нескольких метров до нескольких сот метров) электрические линии с гибкими или жесткими проводниками, установленные на опорных или подвесных изоляторах и предназначены для соединения между собой синхронных генераторов, электродвигателей, трансформаторов, электрических аппаратов в пределах станции, подстанции и РУ.

Сборные шины (СШ) предназначены для приема электроэнергии от источников и распределения ее между потребителями.