Sistema eléctrico hidroeléctrico

El sistema eléctrico de una central hidroeléctrica generalmente se puede dividir en varias partes, como generadores hidroeléctricos, equipos de voltaje del generador, transformadores principales, dispositivos de distribución de energía de alto voltaje, sistemas de energía auxiliares y sistemas de puesta a tierra, como se muestra en los cuadros con líneas continuas en la siguiente figura.

El generador hidroeléctrico y el cableado eléctrico principal son como el corazón y la aorta del sistema eléctrico. El generador hidroeléctrico convierte la energía mecánica giratoria producida por la turbina hidráulica en energía eléctrica, que es la fuente de producción de energía eléctrica de la central hidroeléctrica. La eficiencia de los grandes generadores hidroeléctricos puede alcanzar generalmente alrededor del 98%. Actualmente, la capacidad máxima de los generadores hidroeléctricos en funcionamiento en China es de 889 MVA. El cableado eléctrico principal sirve para conectar el generador hidroeléctrico, el equipo de voltaje del generador, el transformador principal, el dispositivo de distribución de alto voltaje, el sistema de energía, etc. de manera adecuada para lograr las funciones de transmisión, impulso, recolección, distribución y envío de energía eléctrica.

El equipo de tensión del generador transmite la energía eléctrica generada por el generador hidroeléctrico al transformador principal. El flujo de retorno tiene las características de alto voltaje y alta corriente. El sistema de energía auxiliar y el dispositivo de excitación de la unidad generalmente están conectados a la fuente de alimentación desde aquí. Actualmente, los niveles de tensión de los generadores de las centrales hidroeléctricas se han puesto en funcionamiento hasta 24 kV. Teniendo en cuenta factores como la participación máxima de la central hidroeléctrica y el cambio frecuente de la unidad, el disyuntor generador-generador a menudo se instala en la salida del generador de turbina. El conductor de conexión del circuito de tensión del generador de una unidad de gran potencia suele ser un bus de fase cerrada.

El transformador principal es la unión del equipo de voltaje del generador y el dispositivo de distribución de energía de alto voltaje. Eleva el voltaje del generador al voltaje de transmisión para reducir la corriente de transmisión, reduciendo así efectivamente la pérdida de transmisión y el costo de material de la red eléctrica. En general, cuanto mayor sea la capacidad instalada y mayor la distancia de transmisión, mayor será el voltaje de transmisión. En la actualidad, el nivel de voltaje de transmisión de las centrales hidroeléctricas en China es de hasta 750 kV.

El dispositivo de distribución de energía de alto voltaje se utiliza para recolectar la energía eléctrica enviada por el transformador principal y enviarla al sistema de energía a través del campo de salida. Incluye principalmente tres tipos de dispositivos de distribución de energía abiertos, aparamenta en gabinete metálico (GIS) con aislamiento de gas y dispositivos de distribución de energía híbridos. Dado que la mayoría de las centrales hidroeléctricas están ubicadas en zonas de altas montañas y cañones, el diseño de los dispositivos de distribución de alto voltaje suele ser restringido. Por lo tanto, el GIS con la mayor confiabilidad y el diseño más compacto pero con un costo relativamente alto se ha convertido en la primera opción para los dispositivos de distribución de alto voltaje en las centrales hidroeléctricas en China. 800kV. Las líneas de salida de alto voltaje de las centrales hidroeléctricas suelen utilizar cables eléctricos de alto voltaje o líneas de transmisión con envolvente metálica aisladas por gas (GIL).

El sistema de energía de la planta obtiene energía de unidades, redes eléctricas, etc., y proporciona energía a cargas (puntos), como operaciones de unidades de plantas de energía, iluminación, equipos públicos y equipos de energía del área de presas, de acuerdo con las necesidades de las instalaciones de energía. El sistema de puesta a tierra se utiliza para garantizar el funcionamiento normal del sistema eléctrico de la central hidroeléctrica y la seguridad de personas y equipos. En la actualidad, el sistema de puesta a tierra de la central hidroeléctrica aprovecha al máximo el agua del embalse, la estructura de acero submarina y el cuerpo de puesta a tierra natural para reducir la resistencia a la puesta a tierra. El sistema de energía auxiliar y el sistema de puesta a tierra son garantías importantes para la seguridad, confiabilidad y operación económica de las centrales hidroeléctricas. Sus equipos y cableado están ampliamente distribuidos en diversas partes de las centrales hidroeléctricas.