Теоретически с гидроэлектростанциями все понятно – вода перетекает из верхнего бассейна в нижний, вращая крыльчатку турбины.
Турбина вращает генератор, который вырабатывает электроэнергию.
Интересные детали.
На заметку владельцу: чтобы получить 1 киловатт-час электроэнергии, нужно спустить 14 тонн воды с высоты 27 метров.
(Подробности были получены во время посещения девяти различных гидроэлектростанций.
) Перефразируя классика: все теплоэлектростанции похожи друг на друга, каждая ГЭС устроена по-разному.
Другими словами, типичных GЭS не существует; все GЭS разные.
У каждого свой расход воды, давление, топография, почва, климат, близость к морю, объем водоема.
Вот, например, обычный с виду станционный машинный зал.
Разве что все окна в нем искусственные, с подсветкой.
Это связано с тем, что машинный зал расположен в скале на глубине 76 метров.
Этот первая подземная гидроэлектростанция в СССР С поверхности к нему идут четыре водовода диаметром 6 м.
А это также высеченная в скальном фундаменте шахта для выноса оборудования из глубокого машинного зала в случае его ремонта/замены: 
Ворота и разгрузочные сооружения
В идеале вся вода должна проходить через турбины и давать энергию.Но это не всегда возможно.
Часть воды должна быть сброшена за пределы GЭS: — при ремонте гидроагрегатов; — во время весенних паводков, если нет водохранилища длительного регулирования (а его часто нет); — Бывает что в каскаде АЗС (станциях, расположенных на одной реке) мощность верхней станции больше мощности нижней; тогда нижний должен пропустить часть воды мимо турбин, иначе она просто зальется; - иногда по требованию рыбозаводов открывают холостой водосброс для пропуска мальков вниз по течению; - и т. д. Холостой водосброс Беломорская ГЭС - это три ставенки.
Вопросу резервирования уделено достаточно большое внимание, ведь несвоевременное снижение уровня в резервуаре чревато.
Любые ворота здесь можно опустить/поднять с помощью козлового крана, двое из троих – с помощью электрических лебедок.
В крайнем случае, можно сделать это вручную (правда, со скоростью 3 см/мин).
Задвижка поднята, имеется холостой сброс на водозабор города Беломорска, расположенный ниже по течению: 
Для борьбы с обледенением клапанов используется индукционный нагрев.
Для отопления данного экземпляра, например, потребуется 150 кВт: 
Иногда для этой цели делают барботаж – пропускают воздух из глубины по створке; видим шланг системы сжатого воздуха: 
На сливе принимаются меры по гашению кинетической энергии потока – водяные скважины, столкновение потоков, ступеньки или, как здесь, на Волховской ГЭС — плита водоотвода с заслонками: 
О рыбе
На Нижнетуломская ГЭС для лосося, поднимающегося вверх по течению на нерест, был сделан специальный рыбоход. Конструкция имитирует полукилометровый горный ручей с камнями на дне, зигзагообразными ходами и местами для отдыха рыбы.
Интересно, что в период нереста на ГЭС отключается ближайший к рыботрапу 4-й гидроагрегат, чтобы лосось услышал шум рыботрапа и пошел туда.
На Верхнетуломская Рыбоперепускная станция была выполнена в виде 2-километрового тоннеля с освещением и специальным рыбоподъемником, но эта конструкция оказалась неудачной; рыба не пошла.
Ситуацию разрешили – тоннель превратили в рыбозавод и в него сбрасывали теплую воду от охлаждения генераторов.
Это полезно для мальков, да и энергоэффективность очевидна.
Откуда берется теплая вода в генераторе – смотрите ниже.
Безопасность
Напомню, что во время аварии на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году после прорыва воды в машинный зал быстро пропало электроснабжение собственных нужд станции, в результате чего пришлось вывести из строя задвижку на водозаборах.быть сброшены вручную.
После этого инцидента GЭS активно начал работать над резервным питанием – аварийными дизель-генераторами, аккумуляторами.
Это еще и элемент безопасности – аэрационные трубы вверху водопроводных труб.
Кондопога ГЭС : 
Толщина стальных стенок водопроводов сравнительно небольшая – 12 мм.
Водопроводные кольца рассчитаны на высокое внутреннее давление или низкий вакуум.
Но если закрыть верхние краны и внезапно опорожнить водопровод, внутри них возникнет глубокий вакуум, и трубы могут деформироваться.
Аэрационные трубы пропустят воздух при опорожнении, и все будет в порядке.
Остатки деревянного водовода 1930-х годов: 
На случай разрыва трубопровода турбины в процессе эксплуатации предусмотрена защитная стенка (по центру каркаса): 
Благодаря ему вода не пойдет вправо – в сторону административного здания, а обойдет станцию слева и пойдет по вырезу в нижний бассейн.
Управление и контроль
Теперь мы находимся между турбиной и генератором и наблюдаем за соединяющим их валом.Слева вы можете увидеть схему гидроагрегата с выставленными на ней манометрами, показывающими давление в системе смазки.
Под вашими ногами находятся гидроприводы направляющего аппарата: 
Больше параметров можно увидеть в машинном зале.
Температура воды и воздуха, уровень воды в бассейнах: 
Мнемосхема на дисплее.
Этот гидроагрегат не работает (мощность 0 МВт, направляющий аппарат закрыт, частота вращения ротора 0%).
Хорошо видно, как вода забирается из спиральной камеры турбины (внизу) и подается к охладителям генератора (он в центре, красный, охладители А и Б) и для смазки подпятника, верхнего (ВГП) и нижние (ЛГП) подшипники генератора.
Да-да, они смазываются водой.
Отсюда берется теплая вода для рыбозавода.
С правой стороны виден красный масляный бак – это гидросистема управления направляющим аппаратом.
Здесь также показаны давления, скорости потока и уровни всех жидкостей.
Информация о вибрации: 
В скобках: официально причина разрушения гидроузла на той же Саяно-Шушенской.
был назван усталостное разрушение шпилек крепления крышки турбины из-за вибраций, возникших при переходах гидроагрегата через диапазон «запретной зоны» (существуют также другие мнения , но сейчас не об этом).
Посмотрим, где находится «запретная зона» на центральном пульте GЭS: 
Гидроагрегаты Г1, Г3, Г4 работают, Г2 остановлен.
На черном фоне — мощность, вырабатываемая генераторами мощностью 38,1/38/38 МВт соответственно.
У G3 и G4 красные полоски, потому что они работают на полную мощность, у G1 еще есть резерв.
За колонками виднеется красная зона – это именно тот диапазон мощностей, в котором нежелательно работать гидроагрегату и который необходимо быстро проходить при пуске/остановке.
Кстати, знающий человек снаружи здания подскажет, какой из гидроагрегатов не работает: 
Вторая пара противовесов поднимается, а это означает, что задвижки на водоводах турбины энергоблока № 2 опускаются.
Удаленное управление внедряется очень активно.
Так, например, эта станция мощностью 60 МВт работает круглосуточно, но персонал находится там только днем и в будние дни, в остальное время ими управляет телемеханика с головной станции: 
GЭS работают по т. н.
приказ о диспетчеризации, который регламентирует, когда и сколько электроэнергии будет производить станция.
Поскольку гидроэлектростанции являются наиболее маневренными источниками энергии (быстро запускаются и быстро останавливаются), они служат для покрытия пиковых нагрузок и их выработка варьируется в зависимости от времени суток и дня недели.
В отличие от тепловых и атомных электростанций, которые обеспечивают основную часть потребления и работают в относительно стабильном режиме.
Порядок отправки на экране (извините за космическое качество изображения; ось х — часы, ось y — мощность): 
Диспетчерская задача учитывает взаимное влияние гидроэлектростанций каскада, уровни воды в их водохранилищах, запросы потребителей на воду и электроэнергию и т.п.
и на основе этого распределяет выработку энергии между станциями.
Любопытно, что на реке Паз на границе Норвегии и России расположены 5 российских и 2 норвежские ГЭС, а сама река вытекает из финского озера.
И ничего, как-то мы договорились.
Теги: #Компьютерное оборудование #Энергия и аккумуляторы #энергетика #вода #гидроэлектростанции #как это работает #ГЭС
-
Новый Воскресный Поток: От Sveltejs До Rider
19 Oct, 24 -
Цветовое Кодирование Сервера
19 Oct, 24 -
Поиск Вредоносного Кода Голыми Руками
19 Oct, 24 -
Кто Подарил Миру Картриджи Для Видеоигр
19 Oct, 24 -
День, Когда Торренты Прекратились
19 Oct, 24 -
Генерация Кода На Основе Uml-Моделей
19 Oct, 24
