Билет 45 Энергетика и экология, на примере работы тэс и гэс

Экология – наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой.Предметами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы (единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой обитания) и биосфера в целом (область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы)

Из энергитических объектов подавляющий объем вредных выбросов в атмосферу производят тепловые электростанции и котельные, работающие как на твердом, жидком, так и на газовом топливе. Особенно вредное воздействие на животный и растительный мир оказывает окись среды, максимальная доля выбросов которой происходит на ТЭС и отопительные установки, работающие на органическом топливе.

В составе выбросов имеются радиоактивные элементы, а частности, долго живущие изотопы радия, поэтому радиационный фон вокруг ТЭС выше,чем вокруг АЭС.

ТЭС оказывает вредное влияние на окружающую среду из-за сброса в водоемы горячей воды после конденсаторов турбин, что приводит к недопустимому температурному режиму, нарушающему экологическое равновесие, установившееся в естественных условиях в реках и озерах, что не благоприятно влияет на флору и фауну.

Весьма значимое место в энергетических системах с точки зрения и эффективности, и надежности занимают гидростанции, которые всегда имеют тот иной тип гидротехнических сооружений, и которые, встраиваясь в окружающую среду, активно влияют и на неё, и на социально-экономическое состояние общества в целом.

Сооружения ГЭС сопровождаются затоплением земель, особенно сельскохозяйственного назначения, переносом населенных пунктов, повышением давления на сушу от веса воды в водохранилище, изменением экологического равновесия в водоемах.Поэтому при сооружении гидроэлектростанций необходимо особенно тщательно исследовать и учитывать комплекс проблем, связанных с изменением экологической среды и влиянием на различные отрасли хозяйства страны таким образом, чтобы оно ограничивалось социально-приемлемым допустимым уровнем.

Примером негативного влияния ГЭС на климат может служить нехамерзающая полынья ниже плотины красноярской ГЭС.Причиной возникновения полынья служит то, что забор воды для ГЭС ведется с такой глубины, где её температура практически постоянна и равно +4.Эти и другие негативные явления повсеместного вызвали критику в адрес строителей ГЭС.Большенство из негативных последствий можно предотвратить соответствующими компенсационными мероприятиями, главные из которых:

-ликвидация мелководий на водохранилищах путем обвалований.

-строительство очистных сооружений на промышленности предприятий

-строительство рыбозащитных и рыбопропускных сооружений, организация искусственных нерестилищ

-тщательная очистка дна будущих водохранилищ от леса и построек

БИЛЕТ 44 служба наблюдения за состоянием ГТС.Виды натурных наблюдений, измерительной системы и контрольно-измерительная аппаратура.

При сдвиг устойчивости на сдвиг и опрокидывание использовалась модель абсолютно твердого тела, то есть принималось, что сооружение не может разрушиться, от него не может «отколоться» кусок, и оно может только сдвинуться или повернуться целиком. В действительности в реальном сооружении могут возникать трещины, может произойти смятие, отрыв материала, его срез и тому подобнее, то есть нарушится его сплошность и прочность. Проверка прочности является неотъемлемой частью проектного обоснования ГТС.

Одна из важнейших задач службы эксплуатации ГЭС является обеспечение безопасности гидротехнических сооружений. Последствия аварии на ГЭС, в особенности прорыв напорного фронта, могут быть катастрофическими не только для региона, но и для всего государства. Поэтому обеспечение безопасности ГТС является задачей общегосударственного значения. Деятельность службы эксплуатации по обеспечению безопасности ГТС регулируется Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений»

Наибольшая нагрузка и ответственность за обеспечение безопасности ГТС лежит на собственнике гидроэлектростанции. Гидротехнические сооружения ГЭС оснащены специальной контрольно-измерительной аппаратурой (КИА), и в состав эксплуатационного персонала входят специальные подразделения, задача которых – измерение с помощью КИА контролируемых показателей, визуальный осмотр и оценка безопасности ГТС на основе анализа величин контролируемых показателей. На небольших ГЭС натуральные наблюдения проводят групп, входящие в состав гидротехнических сооружений на правах цеха.

Количественная оценка безопасности ГТС производится по многим показателям (параметрам)-параметрическая оценка. Измеренные на сооружении показатели(параметры)сравниваются с их прогнозируемыми и предельно допустимыми (критериальными)значениями.

Критерии безопасности - это предельные значения количественных и качественных показателей состояния гидротехнического сооружения, соответствующие допустимому уровню риска аварии гидротехнического сооружения и утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти.

Контролируемые показатели – это измеренные на данном сооружении с помощью технических средств контрольно-измерительной аппаратуры(КИА) или вычисленные на основе измерений количественные параметры, а также качественные признаки состояния ГТС, выявляемые путем осмотра сооружений.

Диагностические показатели – это наиболее значимые для оценки безопасности и диагностики состояния ГТС контролируемые показатели, позволяющие дать оценку безопасности и состояния системы в целом или отдельных её элементов.

Важно проводить не только регулярные осмотры надводных сооружений, но и подводные наблюдения за состоянием ГТС (понуры, бетонные массивы, рисбермы, гасительные устройства и т.п.) либо с помощью водолазов, либо с использованием телевизионной техники.

БИЛЕТ 43 Передача электроэнергии на расстоянии. Объединение энергических систем. Преимущество объединения ЭЭС.

Возникновение науки о передаче электроэнергии на большие расстояния относятся к 1880 году, когда Д.А.Лачинов дал первое теоретическое обоснование этого вопроса в статье «Электромеханическая работа», опубликованной в журнале «Электричество».В 1882г М.Депре спроектировал и построил одну из первых в мире линию электропередачи постоянного тока Мисбах – Мюнхен протяженностью 57 км.По этой линии передавалась мощность немного более 2 кВт напряженностью 1,5-2 кВ.

Передача большой мощности была связана с необходимостью повышать напряжение электропередачи, что могло было достигнуть лишь увеличение числа последовательно включенных генераторов.Кроме того, отсутствие средств для снежения напряжения у приемников делало невозможным использование электрической энергии для освещения, для питания мелких промышленных установок и для других нужд.

Электрической сетью называют совокупность электрических подстанций и линий электропередачи, связывающих электростанции с потребителями. По размерам охватываемой территории различают местные сети, районные сети и электрические сети энергосистем.

Электроэнергетические системы, связанные по регионально-географическому и экономическому признакам, укрупнены в объединенные энергосистемы – ОЭС с соответствующим диспетчерским управлением (ОДУ). ОЭС, в свою очередь, объединены в ЕЭС России и управлыяются из единого центра – централизованного диспетчерского управления (ЦДУ ЕЭС России).

По мере развития ЕЭС всё более заметными становятся некоторые особенности функционирования ЕЭС, характерные для крупных объединений. Развитие ЕЭС сопровождается усложнением структуры электрических сетей, повышением пропускной способности электропередачи, ухудшением электрических и электромеханических характеристик оборудования, увеличением напряженности режимов электроэнергетической системы. При этом существует противоречивая ситуация: повышение пропускной особенности эл. Связей, с однородной стороны, лбеспечивает большую возможность обмена электроэнергией и взаимопомощи смежных районов при авариях, способствует повышению статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы, а с другой стороны, способствует развитию аварийных процессов, которые при несвоевременной локализации могут охватывать всю систему. Так,тесная связь и взаимная зависимость многих элементов ЕЭС привели к возможности возникновения так называемых каскадных аварий,происходящих обычно при нерасчетных отказах, характеризующихся последовательной перегрузкой и отключением многих элементов системы и нарушением электроснабжения потребителей на значительной территории. Такие аварии неоднократно имели место в ряде электроэнергетических объединений мира. На базе семи параллельно работающих ОЭС Росии ( Центра, Северо- Запала, Средней Волги, Северного Кавказа, Урала, Сибири и Востока) образовалась ЕЭС России, высшим органом которой стало ЦДУ ЕЭС России. Параллельно с этим ОЭС продолжают работать, имея электрические связи высших напряжений с электроэнергетическими системами стран ближнего и дальнего зарубежья.

БИЛЕТ 42 показатели качества электроэнергии. Понятие об ЭЭС. Взаимодействие ГЭС с энергосистемой

Электроприборы и оборудование предназначены для работы в определённой электромагнитной среде. Электромагнитной средой принято считать систему электроснабжения и присоединенные к ней электрические аппараты и оборудование, связанные кондуктивно и создающие в той или иной мере помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга. При возможности нормальной работы оборудования в существующей электромагнитной среде, говорят об электромагнитной совместимости технических средств.

Единые требования к электромагнитной среде закрепляют стандартами, что позволяет создавать оборудование и гарантировать его работоспособность в условиях соответствующих этим требованиям. Стандарты устанавливают допустимые уровни помех в электрической сети, которые характеризуют качество электроэнергии (КЭ) и называются показателями качества электроэнергии (ПКЭ).

• Показателями качества электроэнергии являются:

• - отклонение напряжения от своего номинального значения;

• - колебания напряжения от номинала;

• - несинусоидальность напряжения;

• - несимметрия напряжений;

• - отклонение частоты от своего номинального значения;

• - длительность провала напряжения;

• - импульс напряжения;

• - временное перенапряжение.

Электроэнергетическая система состоит из частей, которые можно поделить на три группы:

главные (силовые) элементы — генерирующие агрегаты электростанций, преобразующие энергию воды либо пара в электроэнергию; трансформаторы, автотрансформаторы, выпрямительные установки,

преобразующие значения и вид тока и напряжения; полосы электропередач (ЛЭП), передающие электроэнергию на расстояние; коммутирующая аппаратура (выключатели, разъединители), созданные для конфигурации схемы ЭЭС и отключения покоробленных частей; измерительные элементы — трансформаторы тока и напряжения, созданные для подключения измерительных устройств, средств управления и регулирования;

средства управления — релейная защита, регуляторы, автоматика, телемеханика, связь, обеспечивающие оперативное и автоматическое управление схемой и работой ЭЭС.

Более опасными для ЭЭС являются аварийные режимы, вызванные маленькими замыканиями и разрывами цепи передачи электроэнергии, а именно, вследствие ложных срабатываний защит и автоматики, также ошибок эксплуатационного персонала. Долгое существование аварийного режима неприемлемо, потому что при всем этом не обеспечивается обычное электроснабжение потребителей и существует опасность предстоящего развития трагедии и распространения ее на соседние районы. Для предотвращения возникновения трагедии и прекращения ее развития используются средства автоматического и оперативного управления, которыми оснащаются диспетчерские центры, электростанции и подстанции. Для завершения классификации режимов ЭЭС отметим еще обычные переходные режимы, вызванные значительными переменами перегрузки и выводом оборудования в ремонт.

БИЛЕТ 41 масляное хозяйство – основные функции его в технологическом процессе

Масляное хозяйство является одной из важнейших систем обеспечения надежности работы гидростанции. Оно включает в себя следующие устройства, которые должны гарантировать:

• Прием свежего масла с транспортных средств

• Хранение свежего и отработанного масла

• Выдачу на транспортные средства отработанного масла

• Очистку, сушку, регенерацию масла

• Прием масла из оборудования и подача масла с оборудование после обработки

• Аварийный прием масла при повреждении оборудования

Масляное масло включает в себя центральную часть, где сосредоточено хранение масла и его обработка, и разветвленную часть маслопроводов вдоль здания ГЭС, с помощью которой производится слив масла из маслонаполненных узлов агрегата в центральную часть в период ремонта агрегатов, а также заливка этих узлов обработанным маслом после ремонта агрегата. Масла подразделяются основном на смазочные (для турбинного оборудования и генераторов) и изоляционные (для трансформаторов, высоковольтных вводов и масляных выключателей), а также компрессорное масло и другие.

Учитывая применение нескольких различных сортов масла, не допускающих смешивание из-за различия их физико-химических свойств, на ГЭС создается хранилище, обеспечивающее раздельное хранение масел в разных емкостях со своей системой маслопроводов.

В агрегате масло используется в системе регулирования турбины, элементами которой являются МНУ, сервомоторы направляющего аппарата, сервомоторы в рабочем колесе, масляные подшипники на некоторых типах, а также подпятники и подшипники генератора.

В центральной части маслохозяйства располагается специальное помещение для размещения маслоочистительных аппаратов, которые предназначены для удаления из масла механических примесей и воды.

Маслоочистительная аппаратура после её промывки может использоваться для всех сортов масла. При перекачке по маслопроводам различных сортов масла их предварительно промывают новым сортом масла.

Сроки службы масел в агрегатных состояниях в среднем составляют: в системе регулирования 12-15 тыс.ч., в системе смазки – до 500 – 1000 час.

Некоторые особенности маслохозяйств должны учитываться при проектировании ГЭС, в том числе вопросы противопожарной системы.

БИЛЕТ 40 Система технического водоснабжения – её основные функции в технологическом процессе

Система технического водоснабжения (ТВС) предназначена для подачи и распределения вод между узлами агрегатов, аппаратами и устройствами с целью их охлаждения, а также служит источником для системы пожаротушения генераторов.

Источником воды для ТВС является водохранилище, а также НБ, где устраивают специальные водозаборы. В эксплуатации для приплотинных ГЭС наибольшее признание заслужила самотечная система ТВС с устройством водозаборов из водохранилища. Схема ТВС с подачей воды из НБ насосами менее надежна и её следует применять там, где невозможно по каким- либо причинам выполнить самотечную систему. Кроме того, самотечная система практически не требует обслуживания и затрат электроэнергии. Например, было подсчитано что на Красноярской ГЭС в случае применения насосной схемы ТВС с забором воды из НБ затраты на неё были бы вдвое больше, чем потери воды из ВБ, расходуемые из техводоснабжения.

Система ТВС сложна и ответственная часть технологических устройст ГЭС, от которой зависит надежность работы основного оборудования, поэтому соображения об экономии воды в водохранилище не могут иметь превалирующего значения.

Вода отбирает непосредственно тепло лишь у резиновых подшипников турбин, и одновременно обеспечивает смазку трущихся пар – металл – резина. В остальных случаях тепловыделяющий узел оборудовании передает тепло промежуточному носителю: маслу в подшипниках и подпятниках агрегата, а также в баках трансформаторов, дистиллированной воде, циркулирующей в обмотках генераторов и их системах тиристорного возбуждения, воздуху, винтилирующему обмотки и железо генераторов.

С помощью маслоохладителей, воздухоохладителей и теплообменников вода ТВС отбирает тепло у названных промежуточных носителей. Через эти устройства вода идет на проток и сбрасывается в НБ.

Водозаборы системы ТВС должны резервироваться. Представляет смешанная система ТВС – самотечно – эжекторная. Рабочий поток поступает из ВБ и составляет около 50% от общей подачи эжектора, а другая часть расхода подсасывается из НБ. Такая система выполнена на некоторых приплотинных ГЭС, в том числе и на Саяно-Шушенской ГЭС, где она изначально рассматривалась, как один из вариантов при проектировании гидростанции. В процессе эксплуатации было подсчитано, что потери электроэнергии за счет использования воды из НБ. При этом эксплуатационные преимущества самотечно-эжекторной схемы неоспоримы.

БИЛЕТ 39 Трансформаторы – принцип действия и функции в основном технологического процесса

Передача электрической энергии переменного тока на большие расстояния производится на высоком напряжении, что обеспечивает снижение потери в линиях электропередачи(ЛЭП) и уменьшает необходимое сечение проводов. Например, при передачи элктроэнергии мощьностью 10 млн. кВТ на расстоянии 1000 км необходимо напряжение 500 кВ. преобразование электроэнергии одного напряжения в другое производится в трансфотрматорах. Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую систему систему переменного тока. Трансформаторы для передачи электроэнергии от электростанций носят название главные силовые. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток, который создает в магнитопроводе переменный магнитный потом Ф. замыкаясь в магнитопроводе этот потом индуцирует в обмотках ЭДС. При подключении нагрузки Z к выводам обмотки трансформатора под лействием ЭДС e в цепи этой обмотки создается ток I , а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U, в повышающих трансформаторах U2>U1, а в понижающих U2<U1.ЭДС наводимые в обмотках трансформатора, отличаются друг от друга лишь засчет разного числа витков в обмотках , поэтому, применяя обмотки с требуемым соотношением витков, принципиально можно изготовить трансформатор на любое отношение напряжений. Обмотка с большим числом витков, подключенная к сети с более высоким напряжением, называется обмоткой высшего напряжения(ВН), а обмотка с меньшим числом витков, подключенная к сети с меньшим напряжением, называется обмоткой низшего напряжения(НН). Отношении ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения называют коэффициентом трансформации.

Трансформаторы делят на масляные и сухие. В масляных трансформаторах активная часть помещается в бак, заполненный трансформаторным маслом, которое у мощных трансформаторов охлаждается специальной принудительной системой охлаждения. Наличие транформаторного масла обеспечивает более надежную работу высоковольтных трансформаторов, так как электрическая прочность масла намного выше, чем воздуха. Активная часть сухих трансформаторов охлаждается непосредственно окруж.воздухом. масляное охлаждение интенсивнее воздушного, поэтому габариты и вес масляных трансформаторов меньше, чем у сухих трансформаторов такой же мощности.

На крыше бака трансформатора устанавливаются вводы для соединения его обмоток с внешней электрической сетью, а на ГЭС и с источникам и электроэнергии – генераторами.

В определенных условиях возможно присоединение нескольких генераторов к одному повышающему трансформатору. Такое присоединение называется укрепленным блоком

БИЛЕТ 38 ОРУ и ЗРУ, сборные шины, выключатели - назначение и принцип действия.

Распределительное устройство – выполняет функции приема электроэнергии от электростанции и распределения её по направлениям через линии электропередачи на каком – либо одном напряжении(без трансформации).

Подобное устройство приёма и распределения электроэнергии, но имеющее трансформаторы для повышения или для понижения напряжения носит название соответственно повысительная подстанция (питающая) или понизительная подстанция (приемная).

Распределительные устройства могут располагаться внутри помещений или в специальных камерах, такие устройства называются закрытыми распределительными устройствами(ЗРУ), а распределительные устройства, расположенные на открытых площадках называются открытыми распредустройствами (ОРУ).

Сборные шины на ОРУ 110 кВ и выше обычно выполняются из провода и располагаются в зависимости от возможностей площадки ОРУ либо горизонтально, либо вертикально.

Главным коммутационным аппаратом тока на гидростанциях являются выключатели высокого напряжения, которые служат ждя включения генераторов и высоковольтных ЛЭП, отходящих от ГЭС, а также отключения их и других элементов электроустановок электростанции под нагрузкой и при коротких замыканиях. выключатели выбирают по отключательной системе в режиме КЗ с учётом наибольших возможных значений тока КЗ. Выключатели большой мощности устанавливаются в цепях присоединения генераторов к трансформаторам и в присоединениях ЛЭП в распределительных устройствах. С целью сохранения устойчивости параллельной работы энергосистемы и бесперебойного питания потребителей электроэнергии КЗ должны отключаться как можно быстрее. Выключатели должны при этом обладать высокой надежностью, они должны быть взрывно- и пожаробезопасными. Конструкция выключателя должна обеспечивать его высокую ремонтопригодность.

БИЛЕТ 37 Системы охлаждения гидрогенераторов

Система охлаждения генератора служит для отвода тепла, выделяемого железом сердечника статора и его обмоткой, а также сердечниками полюсов и обмоткой возбуждения. Различают системы воздушного охлаждения, непосредственного водяного охлаждения и смешанного охлаждения. Воздушный поток образуется за счет вращения ротора, спицы которого выполняют роль мощного вентилятора. При воздушном охлаждении воздух продувается через элемент гидрогенератора, отбирает тепло, затем , охлаждаясь в воздухоохладителях, возращается в генератор. Циркуляция воздуха может быть симметричной (двухсторонней) или односторонней. Хладоносителем является вода из системы технического водоснабжения. При непосредственном водяном охлаждении обмотки статора в её токоведущих частях циркулирует дистиллированная вода, отобрав тепло она охлаждается в трубках собственных теплообменников, где между трубками течет вода из системы техводоснабжения. В этой системе воздушный поток не является главным охладителем обмотки. Существует смешанные системы, сочетающие непостредственное водяное форсированное воздушное охлаждение обмотки ротора. Примером такой системы является генератор СШ ГЭС. Форсированное охлаждение обмотки ротора достигается путем устройства каналов между витками катушки полюса благодаря специальному прокату медной шины и предание ей формы периодического профиля. Есть случаи выполнения полного водяного охлаждения: обмоток статора, ротора и сердечника статора.

БИЛЕТ 36 Система возбуждения гидрогенератора – выполняемые ею функции.

Система возбуждения генератора (электромагнитное возбуждение) создает, как указывалось выше, МДС, которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле, обеспечивающее процесс образования электроэнергии. На генераторах первого поколения для питания обмотки возбуждения применялись специальные генераторы постоянного тока(возбудители), обмотка возбуждения которых получала питание постоянным током от другого генератора(подвозбудителя). Ротор главного генератора и якоря возбудителя и подвозбудителя располагаются на одном валу и вращаются синхронно. Ток возбуждения подаётся в обмотку возбуждения главного генератора через графитовые щётки и контактные кольца ротора. Для регулирования тока возбуждения в прежних конструкциях применялись регулировочные реостаты, которые включаются в цепи возбуждения и подвозбудителя. В последних конструкциях генераторов, в особенности на мощных и сверхмощных, применялись системы независимого возбуждения с достаточно мощными вспомогательными генераторами переменного тока и выпрямителями, а также системы самовозбуждения. В качестве выпрямителей использовались ртутные выпрямители, а в последнее время получили всеобщие распространение тиристорные системы возбуждения – безинерционные системы, которые экономичнее и надежнее, а по сравнению с ионными имеют и бесспорное экологическое преимущество.

• Билет 35

• ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ГИДРОГЕНЕРАТОРА.В подвесном генераторе опора находится над ротором, а в зонтичном- под ротором. Опора представляет собой мощную крестообразную и лучевую конструкцию, опирающуюся на бетонную опору. На крестовине располагается опорный подшипник. В генераторах подвесного типа значительно выше механическая устойчивость,

• обеспечивается более свободный доступ к подпятнику и другим частям машины. Такие генераторы обычно выполняют со средней и высокой частотами вращения.

БИЛЕТ 34 Принципиальные отличия гидрогенератора от турбогенератора.

Турбогенераторы выполняются с горизонтальной осью вращения. Диаметр ротора турбогенератора значительно меньше, чем его активная длина, ротор обычно имеет неявнополюсное исполнение. Стремление к увеличению единичной мощности турбогенераторов реализуется за счет внедрения более интенсивных способов охлаждения без заметного увеличения габаритных размеров. Турбогенераторы мощностью более 50 МВт изготавливаются с водородным или жидкостным охлаждением обмоток. Синхронизированные турбогенераторы обладают возможностью обеспечивать устойчивую работу с глубоким потреблением и большим диапазоном регулирования реактивной мощности. Применение асинхронизированных турбогенераторов основывается на тех же принципах, что и при выборе средств компенсации реактивной мощности других видов.

Гидрогенераторы выполняются преимущественно с вертикальной осью вращения. Турбина располагается под гидрогенератором, и ее вал, несущий рабочее колесо, сопрягается с валом генератора с помощью фланцевого соединения. Так как частота вращения мала, а число полюсов велико, ротор генератора выполняется с большим диаметром и сравнительно малой активной длиной. Относительно небольшая частота вращения (60-600 об/мин в зависимости от напора воды) определяет большие размеры (до 20 м в диаметре) и массы (до 1500 т) активных и конструктивных частей гидрогенераторов. Как правило, гидрогенераторы выполняются с вертикальным расположением вала. Исключение составляют гидрогенераторы с большой частотой вращения и капсульные гидрогенераторы, которые выполняются горизонтальными. Данные о мощности генераторов соответствуют их номинальному режиму работы. В часы максимума реактивной нагрузки иногда требуется работа генератора с пониженным cos φ. Длительная работа турбогенератора в режиме синхронного компенсатора с перевозбуждением допускается только при токе возбуждения не выше номинального. У генераторов с непосредственным охлаждением, как правило, cos < φ < 0,95-0,96. При повышении cos φ 1,0 длительно могут работать только генераторы с косвенным охлаждением.

БИЛЕТ 33 Типы гидрогенераторов. Принцип работы гидрогенератора и его основные параметры

Гидрогенераторы – это синхронная электрическая машина трехфазного тока, приводимая во вращение гидротурбиной и образующая механическая энергию турбины в электрическую.

Генераторы с вертикальным валом подразделяются на два основных типа — подвесные и зонтичные, отличающиеся друг от друга расположением подпятника относительно ротора. При частотах вращения до 200 об/мин гидрогенераторы выполняются преимущественно в зонтичном исполнении, свыше 200 об/мин — в подвесном. При частотах вращения свыше 250 об/мин вертикальные гидрогенераторы выполняются исключительно в подвесном исполнении. Отмеченные границы различных исполнений гидрогенераторов не являются строгими

В генераторах подвесного типа подпятник расположен выше ротора, на верхней крестовине, через которую вертикальная нагрузка от вращающихся частей агрегата и осевой составляющей реакции воды передается на корпус статора и затем на фундамент.

В генераторах зонтичного типа подпятник расположен под ротором. При этом различаются две основные модификации: с опорой подпятника на крышку турбины или с нижней опорной крестовиной. В настоящее время в мощных агрегатах, как правило, применяется первая из этих модификаций.

БИЛЕТ 32

Грузоподъемные краны и гидроподъемники. На ГЭС применяются мостовой (500т.) и козловой (1000т.) краны, а также гидроподъемники. Мостовой кран имеет мост, снабженный ходовыми тележками, позволяющими ему передвигаться вдоль сооружения по подкрановым путям; по мосту в поперечном направлении перемещается грузовая тележка. Применяются для монтажа и ремонта гидроагрегатов и устанавливаются в машинных залах. Козловой кран имеет две жесткие ноги на ходовых тележках. Для расширения зоны действия грузовых тележек применяют консольные козловые краны. Широко используются для обслуживания затворов, решеток и другого механического оборудования. Гидроподъемники используют в качестве стационарных грузоподъемных механизмов для подъема и опускания быстродействующих затворов.

БИЛЕТ 31

Затворы. Затворы применяются для перекрытия водопропускных отверстий и регулирования пропускания расхода воды. По функциям их можно разделить на:

-основные (рабочие) предназначены для регулирования расхода воды

-аварийные применяются в случае аварии с основным затвором, при потере регулирования или повреждении турбины, разрыве водовода. Обычно позволяет осушить перекрытый им водовод для ремонта.

-ремонтные устанавливают при выровненных уровнях воды перед затвором и за ним для перекрытия отверстий с последующим осушением водовода для осуществления ремонта.

Сороудерживающие решетки

В пролетах водоприемников устанавливают сороудерживающие решетки для предотвращения попадания в лопастную систему турбины крупных бревен, коряг, льдин. Решетки состоят из несущего каркаса, а также навешанных на каркас стержневых панелей.

БИЛЕТ 30

Турбинная камера. Турбинная камера обеспечивает равномерную подачу воды по периметру статора и НА. К вертикальным турбинам вода подводится с одной стороны, и для них турбинная камера применяется с очертанием наружной стенки по спиральной линии, полностью или частично охватывающей статор. Такие турбинные камеры называются спиральными, которые в свою очередь делятся на металлические (угол охвата 345-360 градусов) и бетонные (180-270 градусов). Бетонные применяются при напорах воды до 80м. Металлические – 40-500м.

Отсасывающие трубы. Отсасывающие трубы используются для более полного использования кинетической энергии выходящей из турбины воды. Наилучшей формой для нее является вертикальный конус, а на вертикальных турбинах используют изогнутую трубу.

БИЛЕТ 29

Направляющий аппарат 1) в реактивных гидротурбинах - решётка, устанавливаемая перед рабочим колесом гидротурбины; обычно состоит из поворотных профилированных лопаток. Поворотом лопаток направляющего аппарата обеспечиваются необходимое изменение расхода воды через гидротурбину и наилучшее для обтекания лопастей рабочего колеса направление потока, что повышает кпд турбины на нерасчётных режимах. 2) В активных гидротурбинах направляющий аппарат представляет собой насадку (сопло) с запорной иглой, при помощи которой регулируется расход воды.

Маслонапорная установка МНУ

Основные функции

нагнетание и поддержание номинального давления рабочей жидкости в гидросистеме ГА;

фильтрация, охлаждение/подогрев рабочей жидкости; сглаживание пульсаций давления;

аккумулирование энергии для «черного запуска» и аварийного останова ГА;

контроль параметров гидросистемы с помощью встроенной датчиковой аппаратуры.

В состав маслонапорной установки входят следующие основные узлы:

сливной маслобак, два/три маслонасоса с электроприводами, масловоздушный гидроаккумулятор, маслофильтры очистки масла (сетчатый и тонкой очистки), комплект датчиковой аппаратуры и приборов контроля.

Регулирование скорости вращения гидротурбины

Скорость вращения и устанавливаемый расход поддерживается системой регулирования, исполнительным органом которой является направляющий аппарат. Главным начальным звеном системы регулирования является регулятор, который выполняет функции измерения необходимых параметров и формирует стабилизирующие сигналы. В современных турбинах применяются электрогидравлические регуляторы частоты (ЭГР), в старых конструкциях еще встречаются гидромеханические регуляторы.