Гидроэлектростанции (гэс)
ГЭС делятся на:
Русловые
Плотинные
Совмещенные
Деривационные
ГАЭС
Напор воды характеризуется разностью между верхним и нижним бьефами (уровнями, отметками).
Верхний бьеф – уровень воды искусственно созданной плотины.
Нижний бьеф – уровень воды (естественный) в реке.
Основные агрегаты ГЭС, преобразующие энергию движущейся воды в электрическую, состоят из гидротурбины и соединенных с ней синхронных генераторов.
Все сооружения, возводимые при строительстве ГЭС, называют гидроузлом.
Деривационные ГЭС предназначены для отвода воды из русла реки, так называемые, деривационные каналы.
Принципиальная схема ГЭС:
УВБ – уровень верхнего бьефа.
УНБ – уровень нижнего бьефа.
Особенности ГЭС:
Строятся там, где есть гидроресурсы и условия для строительства, что обычно не совпадает с месторасположением электрической нагрузки.
Большую часть выработанной электроэнергии отдают в электрические сети повышенных напряжений (35-750 кВ).
Работают по свободному графику при наличии водохранилищ.
Высокоманевренные: разворот и набор нагрузки занимают 3-5 минут.
Имеет высокий КПД: суммарный КПД=85%.
ГЭС имеет ряд преимуществ перед ТЭЦ, однако, в настоящее время преимущественно строятся тепловые и атомные электростанции. Определяющими факторами являются размеры капиталовложений и время строительства. Так как на ГЭС отсутствуют крупные потребители собственных нужд, то ее отличительной особенностью является небольшое потребление электроэнергии на собственные нужды.
Электрическая часть ГЭС сооружается по блочному принципу (блок генератор-трансформатор). Для ГАЭС характерно применение укрупненных энергоблоков, когда 2-3 синхронные машины соединяются с одним повышающим трансформатором.
Гидроаккумулирующие электростанции (гаэс)
Лекция 4
ГАЭС сооружаются вблизи узлов нагрузки энергосистемы и короткими линиями напряжением 35-750 кВ соединяются с узловыми подстанциями.
ГАЭС имеет как минимум 2 бассейна с определенными перепадами высот между ними.
Когда потребление в энергосистеме минимально, синхронные машины ГАЭС работают в двигательном режиме и перекачивают воду из нижнего бассейна в верхний. Когда в энергосистеме наблюдаются пики потребляемой мощности, вода из верхнего бассейна поступает в нижний, крутя лопасти турбины, соединенной с генератором. В этом случае синхронные машины ГАЭС работают в генераторном режиме и через повышающий трансформатор отдают в сеть электроэнергию.
Таки образом, ГАЭС используется для покрытия пиков электрической нагрузки.
Недостатки ГАЭС: необходимость значительной площади для строительства верхнего и нижнего бассейнов. Также при перемещении воды из НБ в ВБ и обратно, происходит размытие и разрушение берегов водоема.
Атомные электростанции (аэс)
АЭС проектируются и сооружаются с реакторами различного типа на тепловых или быстрых нейтронах по 1, 2, 3-контурной схеме.
АЭС могут сооружаться только для производства электроэнергии (аналогично КЭС) или для производства теплоэнергии и электроэнергии (аналогично ТЭЦ).
Типы реакторов, применяемых на АЭС:
ВВЭР (Водо-водяной энергетический реактор) – в качестве теплоносителя и замедлителя используется вода под давлением.
РБМК (Реактор большой мощности канальный) – в качестве замедлителя используется графит, в качестве теплоносителя – вода.
РБН (Реактор на быстрых нейтронах) – В качестве теплоносителя – жидкометаллический натрий.
Особенности АЭС:
Могут сооружаться в любом географическом месте, в том числе и труднодоступном.
По своему режиму, автономный от ряда внешних факторов.
Требует малого количества топлива.
Могут работать по свободному графику нагрузки (за исключением атомных ТЭЦ).
Чувствительны к переменному режиму, особенно АЭС с РБН. По этой причине, а также с учетом требований экономичности работы, для АЭС выделяется базовая часть графика нагрузки энергосистемы.
Слабо загрязняет атмосферу. Выбросы РА газов и аэрозолей незначительны и не превышает значений, допустимых санитарными нормами. В этом отношении АЭС более чистая, чем ТЭЦ.