マイクロ水力発電所の水力構造。スキーム、説明

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マイクロ水力発電所の水力構造物。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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すべてのタイプの水力発電所には、水力構造、ハイドロメカニカル и 電気設備。油圧構造は、HPP の電気機械装置が機能するための条件を作り出す役割を果たし、(HPP のタイプとレイアウトに応じて) 取水構造が含まれます。迂回路; 圧力容器とパイプライン。破片や氷から保護するための装置。ダム; 放水路など。電気機械装置は水エネルギーを電気エネルギーに変換し、油圧ユニット (水力タービンおよび水力発電機)、水および電気制御ユニットを含みます。

取水口は、必要な水量（流量）を本流路から分水路に、またはすぐに圧力盆地に分流するように設計されています（図 12）。適切な量と適切なタイミングで油圧ユニットに水を途切れなく供給することに加えて、氷、スラッジ、堆積物などの侵入を防ぎます。

スラッシュとは、水が 0°C 以下に冷えたときに氷が形成される前の、ゆるやかな氷の蓄積です。氷の量に応じて、スラッジは水のように流れる能力を維持するか、または詰まりによりこの能力を失います。水中に汚泥がいくらでも含まれると、その流動性が低下します。ヘドロが大量に存在すると、川の生活部分が詰まり、ヘドロが大量に蓄積する可能性があります。その結果、水位が上昇する可能性があります。スラッジは水力構造の操作に重大な困難を引き起こし、取水口の取水口を詰まらせるため、取水口の洗浄と加熱が必要になります。

マイクロ水力発電所の油圧構造
図 12. 取水構造のスキーム

マイクロ水力発電所の油圧構造
図 12-1. チュップ県バルバイ村の小水力発電所の取水構造

最低水位から洪水水位まで、あらゆる水流レベルで取水機能が機能することが非常に重要です。また、マイクロ水力発電所の設備を、流れによってもたらされるシルト、砂、砂利、その他の破片から保護する必要があります。正しい取水設計は、マイクロ水力発電所全体の機能の決定的な要素です。

分水路は、取水構造から水圧管に水を供給するために使用されます（図 13 および 13-1）。水の自然な流れを確保するために、水路には全長に沿って傾斜が必要です。分水路は、ゼロ（圧力パイプラインが取水口から始まる場合）から数キロメートルまで、任意の長さにすることができます。

最も経済的に実行可能な分水路は開水路です。開水路は傾斜が低く、断面が大きく建設できるため、水圧損失が低くなります。

マイクロ水力発電所の油圧構造
図13。チュプスキー地区バルバイ村のマイクロ水力発電所の分水路チュプスキー地区バルバイ村（取水施設の様子）

マイクロ水力発電所の油圧構造
図13-1。チュプスキー地区バルバイ村のマイクロ水力発電所の分水路チュプスキー地区バルバイ村（圧力盆の眺め）

圧力容器は圧力パイプラインに水を均一に供給するために使用されます（図 14 および 14-1）。これは、圧力パイプラインが水で満たされることを保証し（空気の閉じ込めと、それに伴うタービンへのウォーターハンマーを回避するため）、水流量の変化を調整することにより、パイプラインへの給水モードを保証します。圧力容器内の水は、ブレーカーや渦がなく、穏やかでなければなりません。圧力管の開口部は常に水で満たされている必要があります（圧力管の開口部から上部の水位マークまでの最小距離は少なくとも 30 ～ 40 cm でなければなりません）。

ウォーターハンマー（水撃）とは、非常に短い時間内に水の流量が急激に変化することによって圧力管内で生じる圧力上昇のことです。これは、バルブの突然の開閉や、圧力容器や排出経路からの空気の取り込みによって発生する可能性があります。ウォーターハンマーは、水力タービン、パイプライン、または水力発電所の他の要素に損傷を与える可能性があります。

マイクロ水力発電所の油圧構造
図 14. 圧水槽スキーム（計画）

マイクロ水力発電所の油圧構造
図14-1。圧力盆地のスキーム（セクション）

圧力容器には次のものが設置されています: ゴミ格子 (破片、石、枝などからタービンを保護するため)。圧力パイプラインへの給水を調整するためのゲートと、水と底質を排出するためのゲートです。フォアベイのサイズは通常、タービンの仕様に基づいて決定されます。

マイクロ水力発電所の油圧構造
図15。イシククル地域、アクスー地区、旧 HPP パイオナーの圧力盆地。

圧力パイプラインは、圧力容器から油圧ユニットに水を供給する役割を果たします（図 16）。それは金属、アスベストセメント、プラスチック、木材である可能性があります。パイプラインの直径は水の流れに厳密に対応する必要があります。圧力パイプラインは、溝に埋めたり、地面に敷いたり、支柱の上に置いたりすることができます。

マイクロ水力発電所の油圧構造
図 16. マイクロ水力発電所の主要コンポーネント

マイクロ HPP の一部の設計では、ウォーターハンマーの可能性を軽減するために、圧力パイプラインにサージタンクを設置します (図 17)。サージタンクを油圧ユニットの近くに配置することをお勧めします。この場合、油圧ショック時の圧力は低くなりますが、同時にタンクをより高い高さに設置する必要があり、構造のコストが増加する可能性があります。

マイクロ水力発電所の油圧構造
図 17. サージタンク図

排水路は、水を排水路から川に戻すように設計されています。水が川に流れ込む場所は、侵食を防ぐためにコンクリートや石で補強する必要があります。場合によっては（HPP の設計に応じて）、排出ダクトからの廃水の出口にダンパーを構築する必要があります（図 18）。これにより、次の目的に必要な水の背水が作成されます。

逆ウォーターハンマー（出口路からタービンチャンバーへの空気の侵入）に対する保護。
一部の HPP 設計における吸引パイプの操作。
廃水の無駄な運動エネルギーを削減し、排水路が水によって流されるのを防ぎます。

消火器は、鉄筋コンクリートや瓦礫コンクリート、あるいは即席の材料（石など）で作成または構築できます。

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

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