Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Николаев А.Л. Технологии основных производств.doc
Скачиваний:
24
Добавлен:
05.05.2019
Размер:
2.45 Mб
Скачать

11.1.4 Гидроэлектростанции

ГЭС строят на равнинных и горных реках. Гидроузел состоит из плотины (высота до 350 м), здания электростанции и судоходного шлюза. С помощью плотины создают разность уровней воды до и после нее. Водное пространство перед плотиной называют верхним бьефом, за плотиной – нижним бьефом. Разность уровней бьефов является напором, и чем он больше, тем мощнее электростанция.

Основное силовое оборудование ГЭС включает гидротурбины и гидрогенераторы, располагающиеся в машинном зале здания станции. Вращаемые водой турбины находятся на одном валу с генераторами электротока или связаны с ними с помощью передач.

Частота вращения турбины составляет 60–750 мин–1. Электроэнергия ГЭС наиболее дешева. При равной мощности станций численность персонала на ГЭС в 4 раза меньше, чем на ТЭС, и в 6 раз меньше, чем на АЭС. С учетом трудозатрат на добычу и транспортировку топлива эта разница в сравнении с ТЭС возрастает до 8 раз. Дальнейшее развитие ГЭС ограничено использованием водных ресурсов в ряде районов, в том числе на европейской территории России. Мощность современных ГЭС велика (Красноярской – 6000 МВт, Саяно-Шушенской – 6 400 МВт).

Существенные недостатки ГЭС – высокая стоимость их сооружения, длительные сроки строительства (до 10–15 лет), затопление значительной площади земель, в том числе обжитых, ценных в сельскохозяйственном отношении.

11.1.5 Передача и распределение электроэнергии

Важной характеристикой электроэнергии является величина напряжения и тока, с которой она передается. Электрическая мощность прямо пропорциональна силе тока и напряжению, поэтому значительные мощности могут быть переданы за счет повышения напряжения. Увеличение силы тока нецелесообразно из-за резкого возрастания пропорциональных квадрату силы тока тепловых потерь в линиях электропередач. Величину напряжения выбирают из соотношения двух величин: стоимости электроэнергии (с учетом потерь) и стоимости сооружения линии передач, при повышении напряжения становящихся более дорогими.

На электростанциях, в зависимости от их типа, получают трехфазный переменный ток напряжением 6–18 кВ, которое на повышающих трансформаторных подстанциях увеличивают до 35–500 кВ для линий электропередач.

Для передачи электроэнергии большой мощности на очень большие расстояния более экономичен постоянный ток напряжением до 1150 кВ. В этом случае кроме повышающей трансформаторной подстанции, требуется также установка для превращения постоянного тока в трёхфазный переменный.

Приёмники электроэнергии имеют следующие номинальные напряжения трёхфазного тока: 127, 220, 380, 600, 3000, 6000, 10000, 35000, 110000, 154000 и 220000 В. Электросети городских или крупных промышленных предприятий выполняют на напряжение 6 или 10 кВ.

Фундаментальная особенность электростанций заключается в том, что количество выработанной в каждый момент времени электроэнергии полностью соответствует потребляемой. Другая особенность электростанций – круглосуточная, без перерывов работа. Аварийная остановка оборудования электростанций снижает их экономические показатели, а также показатели промышленных предприятий, электроснабжение которых было прервано, что предъявляет высокие требования к надёжности электроснабжения, которые легче удовлетворяются, если отдельные электростанции, тепловые и гидравлические, объединены в энергетическую систему. Управление энергосистемой осуществляется ее центральной диспетчерской службой. В первую очередь загружают ТЭС. Регулирующими станциями являются ГЭС, так как гидрогенераторы могут быстро (за 5–15 мин.) и в широких пределах изменять свою нагрузку.

Более высокая ступень развития – объединение нескольких энергетических систем. Например, в бывшем СССР 95 энергосистем образовывали 11 объединенных энергетических систем. Девять ОЭС были соединены между собой межсистемными связями, образуя Единую энергетическую систему (ЕЭС) СССР, управляемую из центральной диспетчерской. Внедрение ЕЭС позволяет полнее загружать оборудование и экономически выгодно для России, имеющей значительную протяженность во временных поясах. В состав РАО ЕЭС России входит 7 объединенных энергосистем.