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

Перекрытие реки- это сужение русла реки до минимальной величины. Суженая часть реки называется проран. Способы перекрытия рек: перемычный метод(без отвода реки), с отводом реки, пойменный. Перемычечный – 1 очередь2 очередь. С отводом реки в сторону – 1 очередь и 2

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

1. Сейсмологическое и сейсмометрическое - для измерения смещений и колебаний плотины.

2. Геодезическое-необходимо для определения горизонтального и вертикального перемещения.

3. Фильтрационный контроль - ведется наблюдение за количеством и составом фильтрационной воды.

4. Телеметрическое-используется закладная аппаратура для определения внутренних параметров и напряжения в бетоне.

Мониторинг безопасности гидротехнических сооружений осуществляется с целью обеспечения постоянного контроля за состоянием безопасности гидротехнических сооружений и их воздействием на окружающую среду, предотвращения возникновения аварийных ситуаций и создания условий для безопасной эксплуатации. Основной задачей мониторинга безопасности является обеспечение управления в области рациональной и безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений, безопасного ведения работ. Мониторинг осуществляется в целях анализа и оценки прогноза развития ситуации с безопасностью сооружений и подготовку рекомендаций по преодолению негативных тенденций и устранению выявленных недостатков. Цели и задачи мониторинга безопасности достигаются посредством организации системы постоянных автоматизированных, дистанционных наблюдений, обеспечивающих получение качественной и достоверной информации в необходимых объемах.

Основные функции системы мониторинга безопасности гидротехнических сооружений:

• наблюдения за устойчивостью (статической, динамической, сейсмической и фильтрационной) ограждающих дамб и других сооружений (элементов конструкции) накопителей промышленных отходов;

• наблюдения за уровнями воды;

• наблюдения за фильтрацией из накопителя;

• учет сбросов (баланс) дренажных вод и выбросов загрязняющих веществ (в том числе пыли) в окружающую среду;

• учет объемов и динамики складирования шламов;

• учет физико-механических характеристик шламов, укладываемых в ограждающие дамбы и чашу накопителя;

• учет технологических параметров складирования (намыва) шламов;

• учет нарушенных (деградированных, загрязненных) и рекультивированных (восстановленных) земель;

• наблюдения за состоянием (загрязнением) подземных и поверхностных вод в районе накопителя, а также грунтов прилегающих территорий.

30. Для чего устраивают холостые сбросы? Способы гашения водной энергии и основные водогасящие сооружения и конструкции.

Водопропускные (водосбросные) сооружения предназначены для сброса «лишней» воды из верхнего бьефа в нижний через плотину или в обход её. Под «лишней» здесь понимается та вода, которую по каким-либо причинам (большой паводок, санитарный пропуск, временные пропуски для ирригации, судоходства) не удаётся удержать в водохранилище или использовать для получения электроэнергии.

Часто такие сооружения устраиваются на плотинах. Такие плотины называют водосбросными, на их теле имеются отверстия для сброса воды. Отверстия могут быть как поверхностными, так и погруженными под уровень воды. Водосбросные отверстия на плотинах оборудованы затворами, позволяющими регулировать сбросной расход. Водосбросы имеют головную часть (водоприёмники), которые служат для приёма воды из водохранилища или водотока, т.е. являются водозаборами.

Для гашения энергии сбрасываемой воды на водосбросах создаются специальные конструктивные элементы. В их числе:

• Гасители энергии (водобойные стенки, водобойные колодцы, выступы, углубления, зубчатые пороги)

• Уступы и трамплины, обеспечивающие отброс струи от плотины

• Аэраторы, вовлекающие воздух в воду и смягчающие поток

• Сочетания конструктивных элементов, обеспечивающих создание специальных гидравлических режимов в нижнем бьефе (например, гидравлического прыжка, в вальце которого происходит гашение энергии за счёт взаимного трения струй)

31. Нижний бьеф ГЭС. Для чего необходимы кривые связи УНБ и сбрасываемого ГЭС расхода воды.

НИЖНИЙ БЬЕФ – участок реки, расположенный ниже по течению плотины гидроузла, в пределах которого сказывается влияние сбросов воды из водохранилища на гидрологический и русловой режим реки.

Построение кривой связи расходов и уровней в нижнем бьефе, анализ ее изменения во времени и сопоставление с бытовой кривой позволяют судить о происходящих в бьефе процессах, подпоре ГЭС баром из продуктов размыва, или, наоборот, о снижении уровней, связанных, как правило, с трансформацией русла или карьерными разработками расположенных ниже гидроузла перекатов.

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

Водяное колесо - вначале использовалась лишь кинетическая энергия потока, то есть на реках не было никаких подпорных сооружений. Колесо, снабженное плоскими лопастями, опускалось в текущую воду, и лопасти, подхватываемые течением, заставляли колесо вращаться. Развитие пошло по пути поиска более совершенных преобразователей водной энергии, где используется напор – турбина. Активные – только кинетическая энергия, реактивные- частично потенциальная.

31. Схемы установки гидротурбин, типы рабочих колес.

Турбинная установка состоит из водоприемника, оборудованного сороудерживающей решеткой. Турбинный водовод имеет перед входом пазы для установки ремонтных затворов. Подвод воды от турбинных водоводов к раб. колесу – спиральная камера, имеющая форму улитки. Со стороны турбины в спиральной камере имеется вырез цилиндрической формы - вход из спиральной камеры в камеру раб. колеса. Вырез разделен на несколько пролетов колоннами статора. По окружности расположен направляющий аппарат - вертикальные лопатки, способных поворачиваться.. Они обеспечивают изменения расхода(мощности) воды. Отвод происходит по отсасывающей трубе. 1.Радиально-осевая 2.Пропеллерная 3.Поворотно-лопасная 4. Двухперовая 5.Диагональная

31. Гидротурбины активного типа – принцип действия, область применения, чем регулируется их мощность?

Турбины, использующие только кинетическую энергию потока, рабочие органы которых работают без избыточного давления – активные.

В ковшовой турбине вода из верхнего бьефа подводится трубопроводом к рабочему колесу через сходящийся насадок – сопло. На выходе из сопла струя воды приобретает высокую скорость.т Внутри сопрла имеется регулирующая игла. Игла перемещается вдоль оси потока и меняет диаметр выходящей из сопла струи, тем самым регулируя расход воды(мощность).

В активной Гидротурбина вода перед рабочим колесом и за ним имеет давление, равное атмосферному.

31. Гидротурбины реактивного типа – принцип действия, область применения.

Гидротурбины, использующих потенциальную энергию давления, процесс преобразования энергии в которых происходит в замкнутых установках – реактивные. Вода подводится к рабочему колесу в в реактивных — через направляющий аппарат. В реактивной Гидротурбина давление, воды перед рабочим колесом больше атмосферного.

31. Осевые и радиально-осевые гидротурбины, в чем отличие и какие применяют при больших напорах?

Радиально-осевая турбина — реактивная турбина. В рабочем колесе турбин данного типа поток сначала движется радиально (от периферии к центру), а затем в осевом направлении (на выход).Радиально-осевые турбины применимы для широкого диапазона напоров от 40 до 600 м.

Осевые турбины – отличаются тем, что поток воды на выходе и входе с рабочего колеса имеет одно и тоже осевое направление.

31. Основные элементы проточного (турбинного) тракта ГЭС и их функции.

1) водоприемник

2)сороудерживающая решетка

3)пазы ремонтных затворов

4) быстро падающие аварийные затворы

5)эксплуатационные затворы

6) турбинный водовод

7) предтурбинный затвор

8)спиральная камера(улитка) – обеспечение равномерного потока к турбине и предварительная закрутка потока

9) колонны статора

10)лопатки направляющего аппарата

11) лопасти турбины, турбинная камера

12)отсасывающая труба

31. Направляющий аппарат – назначение, принцип работы.

Направляющий аппарат – является одним из главных узлов, определяющих компановку турбины. Он подает воду на лопасти под некоторым углом. Окружная скорость на лопасти всегда поддерживается неизменной, так как неизменной должна оставаться частота вращения ротера генератора. Это необходимо для поддержания частоты переменного тока в сети.

31. Как устроена МНУ (маслонапорная установка) и какую основную функцию она выполняет?

Выбирают исходя из расчета кол-ва масла, необходимого для регулирования турбины в неблагоприятном цикле(полное открытие НА – отказ насосов подкачки – закрытие НА)Маслонапорная установка (МНУ) предназначена для фильтрации, поддержания оптимальной рабочей температуры и сохранения минимального давления.

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

Подпятник – обеспечивает восприятие осевой и горизонтальной нагрузки.

В подпятнике находятся две основных части: вращающаяся, укрепленная на роторе в виде диска с зеркальной поверхностью неподвижная, находящаяся под пятой в виде отдельных концентрически расположенных опор с антифрикционным слоем соприкасающимся с зеркальной поверхностью диска.

31. В чем отличие гидрогенераторов зонтичного и подвесного типов?

По расположению и конструкции опорного подшипника (подпятника) различают подвесные и зонтичные Г. В подвесном Г. опорный подшипник, воспринимающий все вращающихся частей гидроагрегата, а также осевое давление воды на рабочее колесо турбины, расположен выше ротора генератора, на верхней крестовине агрегата. В зонтичном Г. подпятник располагается под ротором генератора, на нижней крестовине или на крышке турбины; вал генератора вращается в двух или трёх направляющих подшипниках. Мощные тихоходные Г. обычно велики по размерам; для уменьшения их габаритов и снижения веса целесообразно зонтичное исполнение.

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

Подшипники вертикальных турбин играют роль лишь направляющих подшипников. Они подвержены действию случайной нагрузки, вызываемой динамической неуравновешенностью вращающихся частей, а также несимметричностью потока воды.

В крупных турбинах применяются в основном подшипники скольжения. Для вертикальных турбин широкое распространение получили резиновые подшипники на водяной смазке. В других видах подшипников, где применяется масляная смазка для вкладышей, используется баббит.

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

Основные – для регулирования водохранилищ и водотоков при пропуске половодий и паводков, а также в непредвиденных ситуациях при отк ГЭС от сети. Устанавливаются на водосбросных сооружениях плотин и головных узлах.

Аварийные и аварийно-ремонтные затворы – применяются для прекращении подачи воды в турбину при отк агрегата от сети и неисправной системе регулирования, а также в случае разрыва водовода.

Ремонтные затворы – 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 часть турбины.

Строительные затворы – для закрытия водоспускных отверстий в период строительства сооружений для пропуска строительных расходов, а также в качестве заграждений.

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

Энергетика – отрасль техники, задача которой – обеспечение человечества энергией. Один из важнейших способов получения электрической энергии основан на использовании водной энергии. Гидроэлектроэнергетика – отрасль техники и прикладная наука, соединяющая в себе элементы гидротехники и энергетики. В ней изучаются как способы получения электрической энергии, так и гидротехнические сооружения, необходимые для получения электрической энергии на основе использования водной энергии.

31. Опишите процесс выработки электроэнергии на ГЭС.

31. Как регулируется мощность турбины?

Мощность турбины при постоянном напоре будет зависеть лишь от расхода, то есть изменение мощности турбины задается изменением расхода воды. Регулирование расхода производится путем изменения открытия лопаток направляющего аппарата.

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

Активная мощность () генератора прямо зависит от величины расхода воды, поступающей на рабочее колесо турбины. Номинальное значение мощности равно:

; где - мощность турбины,- кпд генератора.

P=IUcosφ;

Реактивная мощность:

Q=UIsinφ [ВАр] – вольт ампер реактивное.

Полная мощность (кажущаяся):

[]Q S

S=P+Qi

P

Cosφ – коэффицент мощности(выражает отношение активной мощности к полной)

Угол сдвига фаз между током и напряжением обозначается φ.

Для сшгэс cosφ = 0,9

31. 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 смена полюсов 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.

31. Начертите простейшую электрическую схему ГЭС.

31. 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 началом следующей (рис 2).

31. 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.

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

32. Система возбуждения гидрогенератора, ее назначение. Для чего нужны на ГЭС аккумуляторные батареи?

СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ГИДРОГЕНЕРАТОРА - создает МДС, которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле ,обеспечивающее процесс образования электроэнергии. На генераторах первого поколения для питания обмотки возбуждения которых послужило питание постоянным током от другого генератора. Для регулирования тока возбуждения в прежних конструкциях применялись регулировочные реостаты, которые включаются в цепи возбуждения возбудителя и подвозбудителя. В последних конструкциях генераторов, в особенности на мощных и сверх мощных изменялись системы независимого возбуждения с достаточно мощными вспомогательными генераторами переменного тока и выпрямителями, а так же системы самовозбуждения. В качестве выпрямителей использовались ртутные выпрямители, а в последнее время получили всеобщее распространение тиристорные системы возбуждения безинерционные системы, которые экономичнее и надежнее, а по сравнению с ионными имеют бесспорное экономическое преимущество.

НАЗНАЧЕНИЕ:

подать постоянный ток с определенными параметрами в обмотку ротора превратив его тем самым в электромагнит. Генератора с целью обеспечения требующегося ему значения ЭДС при различных режимах в электрической цепи электрической сети.

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

генераторные выключатели составляют основу оборудования электростанции, осуществляя защиту и генератора, и силового трансформатора.

Генераторный выключатель необходим для:

• повышения надежности электроснабжения собственных нужд (СН) энергоблока, и в первую очередь АЭС и ТЭЦ;

• отключения коротких замыканий, если они возникают на генераторном напряжении;

• снижения объема повреждения и предотвращения развития аварии в случае возникновения короткого замыкания в обмотке низшего напряжения трансформатора блока;

• повышения гибкости в управлении энергоблоком.

Элегазовые генераторные выключатели обеспечивают

• низкие эксплуатационные затраты

• высокую степень защиты оборудования электростанций

• высокую степень готовности электростанций

• Выключатели данного типа предназначены для выполнения коммутационных операций при заданных условиях в нормальных и аварийных режимах в цепях генераторов трехфазного переменного тока.

31. Каким образом осуществляют охлаждение гидрогенератора?

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГИДРОГЕНЕРАТОРА: Служит для отвода тепла выделяемого железом сердечника статора, его обмоткой ,а также сердечниками полюсов, обмоткой возбуждения. Виды систем: Непосредственного водяного охлаждения, Смешанного охлаждения, воздушного охлаждения. Различают системы воздушного охлаждения, непосредственного водяного охлаждения и смешанного охлаждения. Воздушный поток образуется за счет вращения ротора, спицы которого играют роль мощного винтелятора. При воздушном охлаждении воздух продувается через элементы генератора, а добирают тепло затем охлаждаясь в воздухоохладителях возвращаются в генератор. Хладоносителем в воздуохлодителях является вода. Из системы технического водоснабжения(ТВС). При непосредственном водяном охлаждении обмотки статора в её токоведущих частях циркулирует дистиллированная вода, отобрав тепло она охлаждается в трубках собственных теплообменников, где между трубками течет вода из системы ТВС. В ЭТОЙ СИСТЕМЕ ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК НЕ ЯВЛЯЕТСЯ охладителем обмотки существуют смешанные системы сочетающие непосредственное водяное охлаждение обмотки статора и форсированное воздушное охлаждение обмотки ротора.

Практически реализованы конструктивные схемы непосредственного водяного охлаждения всех основных элементов гидрогенераторов, в которых имеют место значительные потери (обмотки статора и возбуждения , шинопроводы , сердечники статора и полюсы ротора.

31. Принцип действия трансформатора. Что такое коэффициент трансформации?

Трансформатор представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются две, а иногда и больше обмоток из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки - вторичными. отношение числа витков первичной обмотки к вторичной равно отношению приложенного напряжения к выходному.

Это отношение, называемое коэффициентом трансформации, обычно сокращают на меньшее из чисел, и тогда коэффициент трансформации получают в виде отношения единицы к некоторому числу (1:4; 1:50) или, наоборот, некоторого числа к единице (4:1; 50:1).

Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза больше витков, чем в первичной, то магнитное поле, созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше напряжение.

Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить пониженное напряжение.