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

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

1. Перемычный метод – производится только в межень. Перекрывают часть реки, осушают, возводят гребенки, потом на этом месте возводят здания ГЭС, затопляют. Потом с другой стороны ставят перемычку. И т.д.

2. Насыпной метод – возводят мост через реку и постепенно засыпают реку либо с 1 стороны либо с двух.

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 водогасящие 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).

31.НБ ГЭС. Для чего необходимы кривые связи УНБ и сбрасываемого ГЭС расходы воды.

Поток ниже по течению называется нижним бьефом.

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.

33.Схемы установки гидротурбин, типы рабочих колес? радиально-осевая, пропеллерная, поворотно-лопастная, двухперовая, диагольная.

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.Гидротурбины 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.

37.основные элементы проточного(турбинного) тракта ГЭС и их функции.

1.водоприемник

2.сороудерживающие решетки

3. пазы ремонтных затворов

4. быстропадающие аварийные затворы и эксплутацаионны затворы

5.турбинный водовод

6.предтурбиный затвор

7. спиральная камера

8. колоны статора турбины

9.лопатки направляющего аппарата

10. лопасти турбины, турбинная камера

11.отсасывающая труба

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?

Одним из основных параметров генератора, являются мощностью, номинального напряжения и коэффициент мощности, коэффициент мощности выражает, отношение активной мощности к полной мощности генератора соответствует мощности вращения турбины.

Номинальное значение мощности равно:

Р=КПД*N где кпд генератора, N мощность турбины кВт

Величина полной мощности генератора выражается в кВ*А и равна

S=P\cos φ=UIкорень из 3

U-напряжение генератора

I-ток статора генератора

cos φ-коэффициент мощности

Активная мощность генератора прямо зависит от величины расхода воды. Поступающей на рабочие колесо турбины. Ток вырабатываемый генератором, синусоидальным. Угол сдвига фаз между вектором напряжения и тока обозначается φ. Обычно генераторы выполняются с номинальным cos φ=0,85. Много генераторов изготовлено с cos φ от 0,8 до 0,98. Для генератора 500МВт cos φ=0,85, для 640МВт cos φ=0,9.

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 жтими 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).

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-

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?

Распределительные устройства бывают открытыми и закрытыми. Вырабатываемая генераторами электроэнергия после повышения напряжения главными силовыми трансформаторами поступает на сборные шины распределительного устройства. РУ необходимы для приема энергии от электростанции ее по соотв направлении с помощью линий электропередач. Это происходит на одном направлении без транформации.

Главным коммутационными аппаратами тока на гидростанциях являются ВВ,которые служат для включения генераторов и ЛЭП,отходящих от ГЭС,а также отключения их и других элементов электроустановок электростанции под нагрузкой и при кз.

Воздушный.

Гашение электрической дуги переменного тока при отключении ВВ характерно тем,что каждые полпериода ток в цепи проходит через нуль, и дуга на очень короткий промежуток времени гаснет, т.е чем энергичнее деионизация промежутка между расходящимися контактами ВВ,тем нужна большая скорость изменения напряжения, которое требуется для пробоя образовавшегося промежутка. Проэктирования современных ВВ для крупных электростанций с мощными генераторами идет по пути создания их дугогасительных устройств в среде сжатого воздуха под большим давлением. Дуга в этих ВВ гасится при помощи дутья сжатым воздухом, поступающим из соответствующих сосудов, скомпонованных в единой конструкции с выключателем.

Элегазовый.

В последние годы проектирование высоковольтных выключателей идет по пути использования еще более совершенной дугогасительной среды-элегаза. В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током в 100раз превышающим ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. В элегазовых аппаратахмгашение производится либо потоком элегаза, либо путем подъема давления в камере за счет дуги, горящей в замкнутом объеме газа.

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.

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.