水力発電所の運転原理。スキーム、説明

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水力発電所の動作原理。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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水力発電所の動作原理は非常に単純です。水力発電所の水力工学構造は、水力タービンのブレードに入る必要な水の流れを提供し、発電機につながります。

水力発電所の動作原理
図1。油圧タービンのXNUMXつのタイプのスキーム

必要な水圧は、ダム (ダム型水力発電所の場合) または自然の水の流れ (派生水力発電所) の分流によって形成されます。場合によっては、必要な水圧を得るためにダムと派生の両方が一緒に使用されます。

ダム水力発電所（図 2）。これらはキルギスで最も一般的なタイプの大規模水力発電所です。それらの水圧は、川を完全に遮断し、川の水位を必要な高さまで上げるダムを設置することによって生成されます。この場合、HPP の建物自体はダムの裏側、その下部に位置します。この場合、水は特殊な圧力トンネルを通じてタービンに供給されます。
転用HPP（図3）。このような発電所は川の傾斜がある場所に建てられます。圧力を発生させるために必要な量の水は、特別な排水システム (水路、枝、溝) を通って河道から迂回されます。その傾斜は川の平均的な傾斜よりもはるかに小さいです。その結果、水は一定の距離を離れると必要な高さまで上昇し、圧力容器に集まります。そこから、圧力パイプラインを通って水がタービンに入り、その結果、同じ川に戻ります。場合によっては、分水路の始点にダムや小さな貯水池が作られることもあります。

水力発電所の動作原理

米。 2.水力発電ダムタイプ

水力発電所の動作原理

米。 3.分流式水力発電所

すべての電力機器は HPP の建物内に直接設置されています。目的に応じて、独自の部門があります。水素発生装置はエンジンルームに設置されており、水エネルギーを電気エネルギーに直接変換します。また、水力発電所、変電所、開閉装置などの運転のための制御および監視装置を含む電気機器もあります。

水力発電所は発電量に応じて次のように分類されます。

パワフル - 30 MW 以上から生産。
小型HPP - 1 MWから30 MWまで;
ミニ HPP - 100 kW から 1 MW まで。
マイクロ HPP - 5 kW から 100 kW まで。
ピコ水力発電所 - 最大 5 kW。

水力発電所の出力は、水の圧力や流量、使用するタービンや発電機の効率（効率係数）によって決まります。自然の理由により、水の消費量は季節に応じて常に変化し、また他の多くの理由により、水力発電所の電力を表すものとして循環電力を使用するのが通例です。たとえば、水力発電所の運転には、年、月、週、または日のサイクルがあります。

水力発電所では、水の流れや圧力に応じてさまざまな種類の水車が使用されます。高圧 - 金属スパイラルチャンバーを備えたバケットおよびラジアルアキシャルタービン用。中圧 HPP では回転翼タービンとラジアルアキシャルタービンが設置され、低圧では回転翼タービンが鉄筋コンクリートまたは鋼製チャンバー内に設置されます。すべてのタイプのタービンの動作原理は同じです。圧力（水圧）のかかった水がタービンブレードに入り、回転し始めます。したがって、機械エネルギーが発電機に伝達され、電気が発生します。タービンはいくつかの技術的特性が異なるだけでなく、チャンバー（スチールまたは鉄筋コンクリート）も異なり、さまざまな水圧に合わせて設計されています。

HPP には、その目的に応じて、水門、魚の通り道、灌漑に使用される取水施設などの追加の構造物が含まれる場合もあります。

水力発電所の価値は、再生可能な天然資源を使用して電力を生成するという事実にあります。水力発電所では追加の燃料が必要ないため、発電された電気の最終コストは他のタイプの発電所を使用する場合よりもはるかに低くなります。

水力発電所の特徴（メリット・デメリット）

(+) 水力発電所の電気料金は火力発電所の XNUMX 倍以上低いです。
(+) HPP タービンは、ゼロ出力から最大出力までのすべてのモードでの動作を可能にし、必要に応じて出力を迅速に変更して、発電のレギュレーターとして機能します。
(+) 河川流出は再生可能なエネルギー源です
(+) 他のタイプの発電所に比べて、大気や氷河への影響が大幅に少ない。
(-) 多くの場合、効果的な HPP は消費者からより遠くにあり、高価な送電線 (TL) の建設が必要です。
(-) 貯水池はしばしば広い面積を占めます。
(-) ダムは回遊魚の産卵場への道を遮断するため、漁業の性質を変えることがよくありますが、貯水池自体の魚資源の増加や養殖の実施に有利に働くこともよくあります。

著者: Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A.

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