Опишите процесс выработки электроэнергии на ГЭС

Процесс выработки электроэнергии ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией в естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля за работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

46. Как регулируется мощность турбины?

По способу регулирования мощности реактивные гидротурбины бывают одинарного и двойного регулирования. К гидротурбинам одинарного регулирования относятся гидротурбины содержащие направляющий аппарат с поворотными лопатками, через который вода подводится к рабочему колесу (регулирование в этих гидротурбинах производится изменением угла поворота лопаток направляющего аппарата), и лопастно-регулируемые гидротурбины, у которых лопасти рабочего колеса могут поворачиваться вокруг своих осей (регулирование в этих гидротурбин производится изменением угла поворота лопастей рабочего колеса). Гидротурбина двойного регулирования содержат направляющий аппарат с поворотными лопатками и рабочее колесо с поворотными лопастями.

В активных гидротурбинах отсасывающие трубы и спиральные камеры отсутствуют, роль регулятора расхода выполняют сопловые устройства с иглами, перемещающимися внутри сопел и изменяющими площадь выходного сечения.

47.Что такое полная и номинальная мощность гидрогенератора, а также установленная мощность ГЭС? Что такое cos φ?

Коэффициент мощности(cos ф)(коэффициент мощности выражает отношение активной мощности к полной);

48. Каким образом, и в какой части гидрогенератора возникает электрический ток?

Генератор состоит из неподвижной части-статора, включающего в себя корпус и сердечник с обмоткой, а также вращающегося ротора, в состав которого входят: остов, спицы обод и полюса.

Сердечник статора (активное железо) имеет пазы, в которые уложена обмотка статора (витки проводников, соединенные по специальной схеме.

Электроэнергия, вырабатываемая генератором, снимается с главных выводов обмотки статора.

В процессе вращения ротора его магнитное поле, вращаясь с определенной частотой, пересекает каждый из проводников обмотки статора попеременно то северным магнитным полюсом, то южным магнитным полюсом. При этом каждая сменя пол.сов сопровождается изменениями направления ЭДС в обмотке статора. Таким образом, в обмотке статора синхронного генератора наводится переменная ЭДС, а по этому ток статора и ток в нагрузке так же переменный.

49. Начертите простейшую электрическую схему ГЭС.

Источник питания- генератор, преобразователи напряжения-трансформаторы (выробатываемая энергия на генератора и после повышения напряжения на на главном трансформаторе поступает на сборные шины распределительного устройства.), коммутационные аппараты-выключатели, разъединители, защитные устройства и др. Это позволяет выдавать и распределять электроэнергию по потребителям а так же резервировать выдачу энергии в случаю.

Элементы главной схемы

• Г1, Г2, Г3 – гидрогенераторы – источники электрической энергии на ГЭС

• Т1, Т2, Т3 – главные трансформаторы – для преобразования напряжения

• ТСН1, ТСН2, ТСН3 – трансформаторы собственных нужд – для питания собственных нужд ГЭС

• В1 – высоковольтные выключатели и Р1 – разъединитель распределительного устройства

• В2 – генераторные выключатели

• 1 СШ, 2 СШ – системы сборных шин

• Л1, Л2, Л3, Л4 – линии электропередачи

50. Каким образом получают 3-х фазный ток? Что такое соединение «звезда» и «треугольник»?

Трехфазная цепь-это электрическая цепь переменного тока, в которой действуют три синусоидальных напряжения сдвинутых по фазе обычно на 120 градусов. Получение: электромагнитные катушки располагаются под углом 120 градусов друг к другу - переменное магнитное поле будет вращаться в середине между этими катушками.

При соединении трёхфазного электродвигателя звездой концы его статорных обмоток сводятся вместе, соединяясь в одной точке, а на начала обмоток подаётся питание (рис 1). При соединении трёхфазного электродвигателя треугольником обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с начал ом следующей (рис 2).

51) На какой параметр электрического тока влияет скорость вращения гидрогенератора?

Скорость вращения гидрогенератора влияет на частоту тока. Стандартная частота тока в России равна 50 гц. Скорость вращения генератора влияет на количестве оборотов за минуту (этим параметром является частота вращения генератора). По формуле n=60*f/p, где f-частота тока. Видно, что существует прямая зависимость между частотой тока и частотой вращения гидрогенератора.

52. Для чего скорость вращения гидроагрегата в рабочем режиме поддерживается постоянной?

53.Система возбуждения гидрогенератор, ее назначение. Для чего нужны на ГЭС аккумуляторные батареи?

· Система возбуждения генератора создает МДС которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле, обеспечивающее процесс образования электроэнергии.

· Система возбуждения гидрогенератора, система защиты, система аварийного питания-питаются от источников оперативного тока(ИОТ)

54. Для чего необходим генераторный выключатель? В чем преимущество элегазовых генераторных выключателей?

Генераторный выключатель – предназначен для отключения генератора от сети в нормальных и аварийных режимах.

Преимущества элегаза:

ü Взрыво- и пожаробезопасность

ü Нетоксичен

ü Высокая диэлектрическая прочность

ü Малообслуживаемость элегазового оборудования

ü Способность саморегенерации

55. Каким образом осуществляют охлаждение гидрогенератора?

· Различают системы воздушного охлаждения, водяного охлаждения и смешанного.

Воздушное охлаждение: воздух продувается через элементы генератора, отбирает тепло, затем, охлаждаясь в воздухоохладителем, возвращается в генератор.

· Водяное охлаждение обмотки статора в ее токоведущих частях циркулирует дистиллированная вода, отобрав тепло, она охлаждается в трубках собственных теплообменников, где между трубками течет вода из системы ТВС.

· Смешанные системы, сочетающие непосредственно водяное охлаждение обмотки статора и форсированное воздушное охлаждение обмотки ротора.

56. Принцип действия трансформатора. Что такое коэффициент трансформации?
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток i₁, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе этот поток индуцирует в обмотках (первичной и вторичной) ЭДС:

При подключении нагрузки z_н к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС e₂ в цепи этой обмотки создается ток i₂, а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U₂ . В повышающих трансформаторах U₂> U₁ . а в понижающих U₂< U₁.

Коэффициентом трансформации называют отношение ЭДС обмотки высшего напряжения, к ЭДС обмотки низшего напряжения.

· 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 переменного магнитного потока.

· Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения.

57. ОРУ и ЗРУ – их функции. Для чего применяют высоковольтные выключатели? Чем отличаются элегазовый и воздушный выключатели?

РУ- функции приема электроэнергии от электростанции и распределения её по направлениям через линии электропередачи на каком-либо одном напряжении. РУ могут располагаться внутри помещений или в специальных камерах- ЗРУ, а распределительные устройства,расположенные на открытых площадках называются ОРУ.

Высоковольтные выключатели – предназначены для коммутации токов рабочего режима электрической сети и токов короткого замыкания

Преимущества элегаза:

ü Взрыво- и пожаробезопасность

ü Нетоксичен

ü Высокая диэлектрическая прочность

ü Малообслуживаемость элегазового оборудования

ü Способность саморегенерации

недостатки элегаза:

ü Высокая стоимость элегазового оборудования

ü Токсичность продуктов распада

58.Что такое короткое замыкание, и что при этом происходит в электрической цепи?

· Коро́ткое замыка́ние— электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу.

· При коротком замыкании резко возрастает сила тока, протекающего в цепи, приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, термическому повреждению устройства или электрических проводов.

·