23. Подземный контур плотины-назначение и основные конструктивные элементы.

Подземным контуром плотины называют линию, которая ограничивает снизу водонепроницаемые и мало водопроницаемые элементы плотины, соприкасающиеся непосредственно с грунтом.

1. Понур-укрепляет часть русла за плотиной в верхнем бьефе. (жесткие-из бетона; гибкие-грунтовые; комбинир.типа-армированные плиты)

2. Шпунт-для уменьшения фильтрации расходов. (бетонные,металл.,деревян.)

3. Подошва плотины-фундаментальная плита.

4. Водобой-для гашения энергии сбрасываемой воды.

5. Рисберма-для гашения остаточной энергии.

6. Ковш- для гашения остаточной энергии.

24. Что такое фильтрация, начертите эпюру давления фильтрующейся воды на подошву Плотины? Что такое обходная фильтрация и чем она опасно?

Фильтрация-движениежидкости или газа сквозь пористую среду, напр.просачивание воды сквозьгрунтоснованияплотины.

Обходная фильтрация-фильтрация береговых массивов.

25. Судоподъемник-основные элементы и принцип работы.

Судоподъёмник— комплекс механизмов, позволяющий осуществлять подъём и спуск судов с одного уровня водного пути на другой, например, для пропуска судов через плотины гидроэлектростанций.

Судоподъёмник состоит из камеры с торцевыми воротами, опирающейся на гидроцилиндры. Камера стыкуется с мостом-каналом, ворота канала и камеры открываются, и судно выходит из камеры или входит в неё. После вертикального перемещения камеры с судном она стыкуется с другим мостом-каналом, и операция по вводу или выводу судна повторяется.

26. Шлюз-основные элементы и принцип работы.

Шлюз -судоходный, гидротехническое сооружение, расположенное между водоёмами с различными уровнями, через которое проходят суда.

Основными конструктивными элементами шлюза являются камера шлюза и его головы,в которых располагаются шлюзные ворота. Камера шлюза представляет собой железобетонное «корыто», торцевые стенки которого выполнены в виде ворот.

При шлюзовании судно через верхний подходной канал входит в камеру. Верховые ворота закрываются, и камера опорожняется (устранение содержимого) через водопроводные устройства нижней головы. Когда уровень воды в камере сравнивается с УНБ, в нижней голове открываются ворота и судно выходит из камеры шлюза.

27. Для чего проводят изыскательские работы, и их основные виды. Выбор створа будущей гэс.

Инженерное изыскание – обеспечивает комплексное условие района строительства, местных строительных материалов с целью получения данных необходимых для разработки экономически и технически обоснованных проектов с учетом рационального использования и охраны окружающей среды.

Основные виды изыскательных работ: инженерно-геодезические изыскания, инженерно-геологические и сейсмологические изыскания, инженерно-гидрометеорологические изыскания.

Выбор оптимального створа осуществляется технико-экономическим сопоставлением различных вариантов с учётом климатических, топографических, гидрологических, инженерно-геологических и строительных условий.

28. Что такое перекрытие реки, и какие есть способы перекрытия рек?

Перекрытие реки - конструкция, которая перекрывает створ реки. Способы перекрытия рек:

1. Без отвода реки из основного русла(перемычечный):строительство в 2 очереди: 1) русло реки стесняется перемычками первой очереди, обазуя котлован первой очереди, который осушается и в нем начинаются строительные работы; в нем возводится гребенка после этого перемычки разбираются и часть воды прохотит через гребенку.2) подсыпают котлован второй очереди, в котором возводится здание ГЭС и станционная часть платины; одновременно с этим происходит наращивание высоты гребенки.

2. С отводом реки в сторону и пропуску воды по каналам или тонлям

3. Пойменный метод:1) в период межени на пойме насухо возводится гребенка.2) русло реки перекрывается перемычками и в образовавшемся котловане происходит строительство, пропуск воды осуществляется через гребенку.

Применяются 2 способа перекрытия рек: пионерный и фронтальный. При перекрытии русло реки сужается до минимально возожной величины. Проран-суженная часть реки.

29.Эксплуатация ГТС – контроль состояния и ремонты. Виды натурных наблюдений, проводимых на ГЭС, и их назначение.

Система контроля состояния ГТС делится на подсистемы:

1)Подсистема внешних нагрузок и воздействий(Уровень воды в бьефах, температура воды и воздуха)

2)Подсистема контроля перемещения геодезическими методами(плановое и вертикальное смещение характерных точек сооружения, взаимное перемещение сооружения на их стыках и швах)

3)подсистема контроля напряженно-деформированного состояния(для изменения темпиратур, измерения напряжения)

4)подсистема фильтрационного контроля (для измерения фильтрационных вопросов)

5) подсистема контроля качества воды в водохранилище и в нижнем бьефе гидроузла.

Ремонт. Самые распространенные повреждения бывают в грунте (промоины, просадка, сползание откосов) и в бетонных и железобетонных платинах (разрушается бетон, образуются трещины, коррозия).

Натурные виды наблюдения:

Исследования напряженно деформированного состояния сооружения и основание его

1)Гидравлические исследования

2)Фильтрационные исследования

3)Динамические исследования

4)Гидрологические

5)Метеорологические

6)Экологические

30. для чего устраивают холостые сбросы? способы гашения водной энергии и основные водогосящие сооружения и конструкции?

• Для снижение уровня воды в ВБ.

• Гасители энергии(водобойные стенки, водобойные колодцы, выступы, углубления, зубчатые пороги, создающие искусственную шероховатость). Уступы и трамплины, обеспечивающие отброс струи от плотины. Аэроторы, вовлекающие воздух в воду и смягчающие поток. Сочетание конструктивных элементов, обеспечивающих создание спец. гидравлических режимов в НБ(например, гидравлического прыжка, в вальце которого происходит гашение энергии за счет взаимного трения струи).

32.Водяное колесо, что его отличает от турбины, типы турбин?

• Водяные колёса приводятся во вращение либо, гл. обр., от веса воды, падающей на ковши колеса с одной стороны его, либо за счёт скоростной энергии воды, подводимой к колесу с большой скоростью.

• Отличительным признаком водяных колёс является выход воды из ковшей (или лопаток) через те же отверстия, через которые она поступает в ковши (лопатки).

• Гидравлические турбины, активные турбины, реактивные турбины, диагональные турбины, обратимые турбины.

34.Гидротурбины активного типа - принцип действия, область применения, чем регулируется их мощность?

• Вода из верхнего бьефа подводится трубопроводом к рабочему колесу через сходящийся насадок – сопло. На выходе из соплы струя воды приобрегает высокую скорость. Скорость истечение струи из отверстия (сопла).

• Активные турбины применяются на высоконапорных ГЭС в диапазоне напоров 300-2000м. единичная мощность активных турбин не превышает 300МВт. На территории бывшего СССР активные турбины применялись редко из за относительно небольшого количества деривационных ГЭС в условиях высокогорья.

• Регулирующей иглой. Она находится внутри соплы. Игла перемещается вдоль оси потока и меняет диаметр выходящей из соплы струи, тем самым меняет мощность.

35.Гдротурбины реактивного типа – принцип действия, область применения?

• Расположение рабочего колеса полностью в воде и одновременный подвод воды ко всем лопастям турбины.

36.осевые и радиально – осевые турбины, в чем отличие и какие применяют при больших напорах?

• У радиально- осевых турбин вода при входе на рабочее колесо движется в радиальной плоскости, а на с ходе с рабочего колеса в осевом направлении, а у осевых поток воды на входе и выходе с рабочего колеса имеет одно и то же направление.

• Радиально – осевые применимы для широкого диапазона напоров от 40 до 600м.

38.направляющий аппарат- назначение, принцип работы.

• Направляющий аппарат подает воду на лопасти РК под некоторым углом. Окружная скорость на лопасти всегда поддерживается неизменной, так как неизменной должна оставаться частота вращения ротора генератора. Это необходимо для поддержания постоянной частоты переменного тока в сети.

39.как устроена МНУ(маслонапорная установка) и какую основную функцию выполняет?

• МНУ необходима для регулирования турбины в наиболее неблагоприятном цикле (полное открытие НА-отказ насосов подкачки- закрытие НА).

40. Назначение подпятника, его основные элементы, и где он устанавливается.

Подпятник и подшипникиобеспечивают восприятие осевой и горизонтальной нагрузки. Главным из этих устройств, по условиям работы, является подпятник как по величине нагрузки, габаритам, так и сложности конструкции.

Подпятник (опорный подшипник)является очень ответственным узлом генератора, поэтому при проектировании ему уделяется особое внимание. На крупных агрегатах величина осевой нагрузки достигает нескольких тысяч тонн.

В подпятнике находятся две основных части:

1. Вращающаяся (пята), укрепленная на роторе в виде диска с зеркальной поверхностью

2. Неподвижнаянаходящаяся под пятой в виде отдельных концентрически расположенных опор (сегментов) с антифрикционным слоем, соприкасающимся с зеркальной поверхностью диска (зеркала).

Вся эта система помещается в ванну с маслом.

В подвесномгенераторе на бетонный массив агрегатного блока опирается крестовина. На крестовине располагается опорный подшипник (подпятник), на который опирается ротор генератора.

В зонтничныхгенераторах (для сокращения высоты агрегата) применяется способ опирания ротора на крышку турбины через специальную опору, на которую и устанавливается подпятник.

40. В чем отличие гидрогенераторов зонтичного и подвесного типов?

В зависимости от опирания ротора, генераторы подразделяются на подвесные и зонтничные.

В подвесномгенераторе опора находитсянад ротором, а взонтничном–под ротором.

В подвесномгенераторе на бетонный массив агрегатного блока опирается крестовина. На крестовине располагается опорный подшипник (подпятник), на который опирается ротор генератора.

В зонтничныхгенераторах (для сокращения высоты агрегата) применяется способ опирания ротора на крышку турбины через специальную опору, на которую и устанавливается подпятник.

Установить точные границы целесообразного примененияподвесного или зонтничного типа генератора достаточно трудно. В генераторах подвесного типа значительновыше механическая устойчивость, обеспечивается более свободныйдоступ к подпятникуи другим частям машины. Такие генераторы обычно выполняют со средней и высокой частотами вращения.

40. Для чего необходимы турбинный и генераторный подшипники, и чем они отличаются?

40. Затворы ГЭС – назначение, основные типы, где устанавливаются?

По эксплуатационному назначению затворы делятся на основные, аварийные , аварийно-ремонтные , ремонтные и строительные.

Основные затворы:

Предназначены, как правило для регулирования водохранилища водотоков, при пропуске половодий и паводков, а так же в непредвиденных ситуациях при отключении ГЭС от сети, когда необходимо компенсировать санитарный пропуск воды в НБ. Основные затворы устанавливаются на водосбросных сооружениях плотин и головных узлах независимо от напора. Типы основных затворов.

Аварийные и аварийно-ремонтные затворы:

Применяются для прекращения подачи воды в турбину и неисправной системы регулирования, а так же в случае разрыва водовода. Опускание затворов происходит автоматически от командных импульсов защитных устройств турбины, контролирующих исправность системы регулирования и частоту вращения агрегатов. Подъем происходит специальными подъемниками.

Ремонтные затворы.

Предназначаются для перекрытия водоводов и водосбросов на время -длительных ремонтных работ, либо на аварийно-ремонтных затворов и их приводе, в пазах и на порогах, либо в проточной части турбины, когда под какой то причине аварийно-ремонтный затвор не обеспечивает необходимую герметичность.

Устанавливается перед аварийно-ремонтными турбинными затворами и перед рабочими затворами водосбросов.

Ремонтные затворы опускаются только в спокойные воды, для опускания в поток они не рассчитаны.

Строительные затворы:

Служат для закрытия водопропускных отверстий в период строительства сооружений, для пропуска строительных расходов, а так же в качестве заграждений, выгораживающих участки сооружений от бьефов, когда сооружения не превышают еще уровня воды.

44. Важнейшие свойства электроэнергии и обусловленные ими технические и социально-экономические результаты.

45.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 реактивныегидротурбины бываютодинарного и двойного регулирования. К гидротурбинамодинарногорегулирования относятся гидротурбины содержащиенаправляющий 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.

Вактивныхгидротурбинах отсасывающие трубы и спиральные камеры отсутствуют, роль регулятора расхода выполняют сопловые устройства с иглами, перемещающимися внутри сопели изменяющими площадь выходного сечения.

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

cos φ=Р/S:коээфицент мощности

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

Генератор состаит из неподвижной части-статора, включающего в себя корпус и сердечник собмоткой, а также вращающегося ротора, в солстав которого входят:остов, спицы обод и полюса.

Сердечник статора (активное железо) имеет пазы, в которые уложена омботка статора (витки проводников, соединенные по специальбной 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 тотк 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 выдовать и распределять электроэнергию по потребителям а так же резервировать выдачу энергии в случаю.

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 распологаются под углом 120 градусов друг к другу-переменное магнитное поле будет вращатся 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 . При соединении трёхфазного электродвигателя треугольником обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей

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-частата 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-

Преимущество элегаза над воздухом-тяжёлый газ без цвета и запаха, в 5 раз плотнее воздуха, электрическая прочность в 2 раза выше воздуха, элегаз гасит дугу с током в 100 раз больше чем воздух при тех же условиях.

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?

ОРУ-открытое распределительное устройство. ЗРУ-закрытое распределительное устройство. Они необходимы для приема и распределения электроэнергии с помощью линий электропередач на одном напряжении.

Высоковольтные выключатели являются очень ответственными аппаратами, они должны обеспечивать четкую работу при авариях. Основное требование, предъявляемое к выключателю, - это его надежность в разных видах эксплуатационных режимов.

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ)заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексофторид серы SF6 (элегаз). Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

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

• Коро́ткоезамыка́ние— 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.

59.релейная защита-назначение и основные функции.

• Релейная защита — комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы ее исправной части.

• Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.