Схемы компоновки ГЭС

Лекция 6. Схемы компоновки ГЭС Основными сооружениями на любой ГЭС, использующей искусственно созданный подпор (перепад уровней верхнего и нижнего бьефов), являются следующие элементы:  Плотина  Здание ГЭС - сооружение, подземная выработка или помещение в плотине, в котором устанавливается основное энергетическое, электротехническое и вспомогательное оборудование ГЭС.  Водоподводящие сооружения – ряд гидротехнических сооружений (ГТС), обеспечивающих подвод воды к турбине и последующий отвод ее в нижний бьеф. В зависимости от условий сооружения ГЭС, особенностей ландшафта, и целей станции компоновка может быть двух основных видов: 1. Плотинная 2. Деривационная 1. ГЭС плотинного типа – это такие ГЭС, напор которых создается только плотиной. Плотина – это гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток. H Таким образом, на плотинной ГЭС напор равен разнице уровней верхнего и нижнего бьефов непосредственно у плотины. При плотинной компоновке электростанция имеет два основных способа размещения здания ГЭС: русловое здание ГЭС и береговое здание ГЭС. В случае руслового размещения здания ГЭС, все оборудование размещается в здании непосредственно у плотины. При береговом размещении, здание ГЭС располагается на одном из берегов (при этом все равно сопряжено с плотиной). 2. Деривационная ГЭС – это ГЭС, напор которой создается деривацией. Деривация – это искусственный водовод, выполненный в виде открытого канала, туннеля и трубопровода. 1 В деривационных гидроузлах расход в основном образуется за счет забора части (или всего) стока из верхового створа реки и переброски его в низовой створ (того же или другого водотока) с помощью деривационных каналов (открытая деривация) или тоннелей (водоводов) закрытая деривация, а напор создается за счет разницы уровней между верховым створом и нижним бьефом после ГЭС. Перед водозабором деривационного гидроузла обычно возводится плотина относительно небольшой высоты, создающая небольшое водохранилище и часть напора перед деривацией. Деривационные ГЭС обычно размещаются в горной местности на водотоках с небольшим расходом. 1 I I-I Zвб 2 5 2 6 3 4 3 5 H Zнб 4 I Состав сооружений: 1. Плотина 2. Водоприемник 3. Деривация 4. Здание ГЭС 5. Уравнительные резервуар – позволяет избежать гидроудара в деривации и на турбине. 6. Турбинный трубопровод Частным случаем деривационной ГЭС является ГАЭС. ГАЭС – это ГЭС, работающая на воде, перекачиваемой из нижнего бьефа в верхний, поэтому схема ГАЭС представляет собой деривационную схему с двумя бассейнами: нижним и верхним. Принцип работы ГАЭС: в часы сниженной нагрузки в энергосистеме ГАЭС работает как насос, перекачивая воду из нижнего бассейна в верхний. В часы максимальной нагрузки ГАЭС работает как ГЭС, т.е. как генерирующий источник. Такое использование позволяет выравнивать суточный график электрической нагрузки, и следовательно выравнивать режим работы ТЭС и АЭС (что позволяет использовать их эффективнее). Работа ГАЭС оправдывается тем, что цена покупки электроэнергии в ночное меньше чем цена продажи в дневное. КПД ГАЭС рассчитывается как отношение потребленной (насосной) энергии к выработанной (турбинной) энергии. Этот показатель для ГАЭС обычно располагается в пределах 65-75 %. 100 S2 90 80 70 60 50 40 S1 ГАЭС 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2 Классификация ГАЭС 1. По схеме аккумулирования: a. Чистые ГАЭС (приток в ВБ отсутствует) b. ГАЭС смешанного типа (есть приток в ВБ) c. И ГАЭС в схеме переброски стока (раздельная схема) 2. По длительности цикла регулирования (т.е. длительности периода сработкинаполнения) a. Суточный b. Недельный c. Сезонный 3. По схеме основного гидросилового оборудования a. Четырехмашинная – отдельно турбинные и насосные агрегаты b. Трехмашинная – насос, турбина и двигатель-генератор c. Двухмашинная (обратимые машины). 3