ФБГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»

Электротехнический факультет

Лабораторная работа №3

ГЭС

Выполнил: студент группы ЭТ-41-11

Пуганов Д.Н.

Проверил:

Чебоксары 2013

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, преобразующая механическуюэнергию потока воды в электрическую энергию посредством гидравлическихтурбин, приводящих во вращение электрические генераторы. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.

Виды ГЭС: -Русловые и плотинные ГЭС. Это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое. -Приплотинные ГЭС. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС. -Деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида - безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище — такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды. -Гидроаккумулирующие электростанции. Такие ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные периоды (не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы от внешних источников энергии и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.

Преимущества гидроэлектростанций

-Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Некоторое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей воде, но это количество редко бывает большим.

-Вода — возобновляемый источник энергии. По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет источники потенциальной энергии за счет дождей, снегопадов и водостока.

-Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).

-Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.

-Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации.

Недостатки гидроэлектростанций

-Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями. Целые города становились жертвами водохранилищ, что вызывало массовые переселения, недовольство и экономические трудности.

-Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки.

-Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.

-Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. ГЭС.

-Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!

-Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.

-Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

Гидроэлектростанции рф

Крупнейшие гидроэлектростанции России

• Саяно-Шушенская ГЭС — г. Саяногорск

• Красноярская ГЭС — р. Енисей, г. Дивногорск

• Братская ГЭС — р. Ангара, г. Братск

• Усть-Илимская — р. Ангара, г. Усть-Илимск

• Богучанская ГЭС — р. Ангара, ОАО РусГидро, г. Кодинск (строящийся обьект)

• Волжская ГЭС — р. Волга, г. Волжский

• Жигулёвская ГЭС — р. Волга, г. Жигулевск

• Бурейская ГЭС — р. Бурея, пос. Талакан

• Чебоксарская ГЭС — р. Волга, г. Новочебоксарск

• Саратовская ГЭС — р. Волга, г. Балаково

• Зейская ГЭС — р. Зея, г. Зея

• Нижнекамская — р. Кама, г. Набережные Челны

• Загорская ГАЭС — р. Кунья, пос. Богородское

• Воткинская ГЭС — р. Кама, г. Чайковский

• Чиркейская ГЭС — р. Сулак

История гэс

История строительства Чебоксарской ГЭС берет свое начало в 1931 г., когда впервые была выдвинута идея создания каскада гидроузлов на Волге и Каме (так называемый проект «Большая Волга»). Проблему возведения гидроузлов исследовали специалисты Бюро Большой Волги под руководством профессора А. В. Чаплыгина. Согласно технической схеме реконструкции рек, рассмотренной на специальной сессии Академии Наук СССР, предполагалось проложить глубоководный путь, соединяющий Каспийское, Черное, Балтийское и Белое моря, и возвести на его протяжении десять гидроузлов. В довоенный период были построены лишь три из них: Иваньковский, Угличский и Рыбинский. В процессе доработки проекта Большой Волги менялось количество ГЭС, их мощность, расположение створов, однако, во всех вариантах неизменно присутствовал Чебоксарский гидроузел.

После войны проект реконструкции Волги был в очередной раз переработан. Кроме уже построенных трех гидроузлов предполагалось возвести еще шесть на Волге и четыре на Каме. Строительство Чебоксарской ГЭС намечалось следом за возведением Горьковской, Куйбышевской и Волгоградской станций.

В 1950-е гг. институт «Гидроэнергопроект» разработал проектное задание на строительство Чебоксарской ГЭС в Пихтулинском створе (в 4 км от г. Чебоксары). На основании проектного задания в 1959 г. распоряжением Совета Министров РСФСР было запрещено новое строительство в зоне будущего Чебоксарского водохранилища.

В 1960 году проектирование будущей ГЭС было поручено Куйбышевскому филиалу Гидропроекта (КФГ), специалисты которого постановили, что выбор створа, компоновка основных сооружений ГЭС и отметка уровня водохранилища требуют корректировки. Согласно поправкам к проекту, внесенным в 1963 году, размещение основных сооружений ГЭС планировалось в Ельниковском створе (в 11 км ниже Чебоксар), отметка верхнего бьефа определялась равной 68 м, в здании ГЭС предполагалось установка 32 горизонтальных капсульных агрегата мощностью 51,2 МВт каждый. В дальнейшем от горизонтальных гидроагрегатов решили отказаться в пользу вертикальных.

Проектное задание на строительство ГЭС было рассмотрено и согласовано Госпланом СССР, Госстроем СССР и утверждено Советом Министров СССР 22 января 1967 года. Этот день и считается началом строительства Чебоксарской ГЭС.

Для организации и ведения работ по сооружению ГЭС в 1967-68 гг. были созданы Управление строительства «Чебоксаргэсстрой» и Дирекция строящейся Чебоксарской ГЭС. На сооружение Чебоксарской ГЭС, объявленное Всесоюзной стройкой, съехались специалисты из Средней Азии, Кавказа, Украины, Сибири и многих других регионов бывшего Советского Союза.

В ноябре 1980 года было завершено четырехкилометровое перекрытие Волги, которое длилось 6 суток. Однако, несмотря на ударные темпы строительства, работы в зоне затопления велись с отставанием от намеченного графика, в результате чего 31 декабря 1980 г. пуск первого гидроагрегата был осуществлен при пониженной (61 м) отметке водохранилища. Для обеспечения навигации через судоходные сооружения Чебоксарского гидроузла весной 1981 г. отметка водохранилища была повышена до 63 м; на ней ГЭС работает и по сей день.

В связи с ускоренным сооружением ВЛ-500 кВ «Урал-Центр» (северный транзит) в 1974 году было принято решение об опережающем вводе в эксплуатацию открытого распределительного устройства Чебоксарской ГЭС (ОРУ-500/220 кВ.).

В 1978 году, за два года до пуска первого гидроагрегата, первая очередь ОРУ была поставлена под напряжение. Две линии по 500 кВ (от подстанции «Луч» — «Н. Новгород» и «Киндери» — «Казань») существенно повысили надежность энергоснабжения Чувашии, с потребителями которой ОРУ было связано линиями 220 кВ. Впоследствии к ним добавились ВЛ-220 на Йошкар-Олу и Канаш. Связь между ОРУ-500 и ОРУ-220 осуществлялась через автотрансформаторную группу.

Котлован Чебоксарской ГЭС был затоплен в 1980 году. 3 января 1981 г. электростанция дала первый ток, а в июне 1983 г. выработала первый миллиард киловатт-часов электроэнергии. В 1981 г. были запущены в эксплуатацию 2 гидроагрегата, в 1982-84 гг. вводились по четыре агрегата ежегодно, в 1985 г. — два, в 1986 г. — один гидроагрегат. К этому времени ГЭС заработала по проектной схеме (три блока по 500 кВ, два — по 220 кВ).

В настоящее время остается нерешенной проблема пониженной отметки Чебоксарского водохранилища, которая негативно влияет на работу основного оборудования ГЭС. В будущем возможно поднятие уровня водохранилища до отметки 68 м и, таким образом, вывести станцию на запланированную мощность.

На сегодняшний день Чебоксарская ГЭС ежегодно вырабатывает свыше 2 миллиардов киловатт-часов электроэнергии.