generador hidroeléctrico-generador hidroeléctrico-Dongturbo Electric Company Ltd. (DTEC).

El sistema eléctrico de una central hidroeléctrica puede dividirse generalmente en varias partes, como generadores hidroeléctricos, equipos de voltaje de generador, transformadores principales, dispositivos de distribución de alta tensión, sistemas de alimentación auxiliar y sistemas de tierra, como se muestra por las cajas con líneas sólidas en la siguiente figura.

El generador hidroeléctrico y la principal conexión eléctrica son como el corazón y la aorta del sistema eléctrico. El generador hidroeléctrico convierte la energía mecánica rotativa producida por la turbina hidráulica en energía eléctrica, que es la fuente de la energía eléctrica de salida de la central hidroeléctrica. La eficiencia de los grandes generadores hidroeléctricos puede alcanzar generalmente alrededor del 98%. En la actualidad, la máxima capacidad de los generadores hidroeléctricos en operación en China es de 889MVA. La conexión eléctrica principal consiste en conectar el generador hidroeléctrico, el equipo de voltaje del generador, el transformador principal, el dispositivo de distribución de alta tensión, el sistema eléctrico, etc., de una manera adecuada para lograr las funciones de transmisión, aumento, recolección, distribución y envío de la energía eléctrica.

El equipo de voltaje 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 alimentación auxiliar y el dispositivo de excitación de la unidad generalmente están conectados a la alimentación desde aquí. Actualmente, los niveles de voltaje de los generadores en las centrales hidroeléctricas han alcanzado hasta 24kV. Considerando factores como la participación pico de la central hidroeléctrica y el conmutado frecuente de la unidad, a menudo se instala un interruptor de circuito generador-generador en la salida del generador turbina. El conductor de conexión del bucle de voltaje del generador de la unidad de gran capacidad suele ser un bus metálico cerrado.

El transformador principal es la unión entre el equipo de voltaje del generador y el dispositivo de distribución de potencia de alta tensión. Aumenta el voltaje del generador al voltaje de transmisión para reducir la corriente de transmisión, lo que permite reducir eficazmente las pérdidas de transmisión y el costo de los materiales de la red eléctrica. En general, cuanto mayor sea la capacidad instalada y mayor la distancia de transmisión, mayor será el voltaje de transmisión. Actualmente, el nivel de voltaje de transmisión de las centrales hidroeléctricas en China alcanza hasta 750kV.

El dispositivo de distribución de alta tensión se utiliza para recoger la energía eléctrica enviada por el transformador principal y enviarla al sistema de potencia a través del campo de salida. Incluye principalmente tres tipos de dispositivos de distribución de potencia: abierto, interruptor metálico aislado por gas (GIS) y dispositivo de distribución híbrido. Dado que la mayoría de las centrales hidroeléctricas están ubicadas en áreas de montañas altas y cañones, el diseño de los dispositivos de distribución de alta tensión suele estar limitado. Por lo tanto, el GIS, con la mayor fiabilidad y un diseño más compacto pero con un costo relativamente alto, se ha convertido en la primera opción para los dispositivos de distribución de alta tensión en las centrales hidroeléctricas de China a 800kV. Las líneas de salida de alta tensión de las centrales hidroeléctricas suelen utilizar cables de potencia de alta tensión o líneas de transmisión metálicas aisladas por gas (GIL).

El sistema de alimentación eléctrica de la planta obtiene energía de unidades, redes eléctricas, etc., y proporciona energía a las cargas (puntos) como las operaciones de las unidades de la planta, iluminación, equipos públicos y equipos de potencia en el área de la presa según las necesidades de las instalaciones eléctricas. El sistema de tierra se utiliza para garantizar el funcionamiento normal del sistema eléctrico de la central hidroeléctrica y la seguridad de las personas y los equipos. Actualmente, el sistema de tierra de la central hidroeléctrica aprovecha plenamente el agua del embalse, la estructura metálica sumergida y el cuerpo de tierra natural para reducir la resistencia de tierra. Los sistemas de alimentación auxiliar y de tierra son garantías importantes para la operación segura, confiable y económica de las centrales hidroeléctricas. Sus equipos y cables están ampliamente distribuidos en varias partes de las centrales hidroeléctricas.

La válvula reguladora de presión es un dispositivo de seguridad de la central hidroeléctrica con túnel de desvío de presión. En general, cuando la relación ΣLV/H del conducto de desvío de presión es mayor a 15 a 30, debe instalarse un tanque de compensación. Debido a la gran cantidad de obras civiles y el largo período de construcción, el uso de una válvula reguladora de presión en lugar de un pozo regulador puede reducir la inversión y acortar el período de construcción.

El cuerpo principal de la válvula reguladora de presión está dispuesto horizontalmente, es decir, las líneas centrales de la tubería de entrada de agua y el cilindro de aceite son paralelas al suelo, y están compuestas principalmente por la carcasa de la válvula, el émbolo de la válvula, el cilindro de aceite principal, el cilindro de guía y la válvula de complemento de aire.

La carcasa de la válvula está hecha de acero soldado o fundido. Está compuesta por dos tubos semivolutivos simétricos a la izquierda y a la derecha. Hay tres orificios abiertos, uno es la entrada de agua, el otro es la salida de agua, y el tercero está reservado para la conexión con el cilindro principal. Dentro de la carcasa de la válvula hay guías fijas que, después de que el agua entra, forman un flujo circular y chocan entre sí dentro del cuerpo de la válvula para disipar energía, y luego se descarga al agua de cola, lo que proporciona un buen rendimiento de disipación de energía. Para reducir las vibraciones, se proporciona un dispositivo de complemento de aire para que el aire atmosférico pueda entrar uniformemente en el área de presión negativa en la entrada de la canalización de salida de la válvula reguladora.

El émbolo de la válvula está hecho de acero fundido con superficie cromada para evitar el óxido. El émbolo de la válvula está provisto de orificios de igualación de presión. El propósito es equilibrar la presión del agua en ambos lados del émbolo de la válvula para reducir la presión del aceite operativo.

El cilindro de aceite principal y el cilindro de aceite guía se utilizan para operar el conmutador del émbolo de la válvula. El cilindro está hecho de acero fundido y tiene un pistón. La fuente de aceite del gobernador de la unidad se conecta a las cámaras frontal y posterior del pistón del cilindro de aceite principal, respectivamente. Cuando la unidad funciona normalmente, el aceite de presión pasa por la cavidad de cierre, de modo que la válvula reguladora esté en estado cerrado; cuando la unidad se apaga de emergencia o la descarga instantánea de carga supera aproximadamente el 15%, el aceite de presión pasará automáticamente por la cavidad de apertura, de modo que la válvula reguladora se abra para liberar el caudal de agua establecido y garantizar la seguridad de la unidad y el sistema de túnel de presión.

La válvula de aire suplementaria se instala en la carcasa de la válvula, lo que permite que la atmósfera entre directamente en el área de vacío en el extremo de entrada del canal de drenaje de la válvula reguladora cuando esta está drenando, con el fin de reducir la cavidad del canal de flujo y disminuir las vibraciones de la válvula reguladora.

Se utiliza un sello duro entre el émbolo de la válvula y la carcasa de la válvula, es decir, un anillo de sellado de acero inoxidable fijo en el émbolo de la válvula, y un sellador de acero inoxidable o bronce desmontable en la carcasa de la válvula (es preferible que el material de acero inoxidable con una dureza diferente al del émbolo de la válvula), logrando un contacto cercano mediante el pulido fino entre ambos, con buenas propiedades de sellado. Todas las partes que se moverán relativa y dinámicamente entre el cilindro y el pistón, entre el varillaje del pistón y la carcasa de la válvula, están selladas con un anillo de goma especial.

Para realizar el control de la válvula reguladora de presión, es necesario instalar una válvula principal especial de control de presión, una válvula de estrangulamiento y una válvula de verificación de presión de aceite para control en el sistema hidráulico. Entre ellas, la válvula principal especial de regulación de presión se instala en el gobernador de la unidad, lo que constituye la forma más confiable de control con el gobernador de la válvula reguladora de presión. La estructura de la válvula principal especial de regulación de presión consiste en agregar un disco de válvula adicional para controlar la válvula reguladora de presión.

Las características de la válvula reguladora de presión son principalmente características de flujo (consulte la serie de recopilación de datos de diseño para obtener más detalles).

La función de la válvula reguladora de presión es abrir rápidamente la válvula reguladora de presión al mismo tiempo que las guías de la unidad se cierran rápidamente cuando la unidad descarga la carga, y descargar el flujo que necesita reducirse cuando la unidad se cierra desde la válvula reguladora de presión. Es decir, después de instalar la válvula reguladora de presión, el cambio de caudal en el sistema de conducción puede proceder lentamente, lo que reduce el valor del aumento de presión del agua. Por otro lado, dado que la unidad aún se cierra rápidamente, lo que asegura que el valor de aumento de la tasa no sea demasiado alto, la válvula reguladora de presión es una de las medidas efectivas para reducir el valor de aumento de presión del sistema de conducción y el valor de aumento de la tasa de la unidad. El papel del tanque de expansión.

“Nuestros expertos en rehabilitación y servicio hacen que su activo hidroeléctrico probado brille con nueva brillantez.”

Cada planta hidroeléctrica existente tiene su propia historia operativa específica y una estrategia operativa futura definida. Hoy en día, se necesitan conceptos de servicio y rehabilitación orientados a soluciones para mejorar la eficiencia general, reducir los gastos operativos, extender los plazos de vida y hacer que las plantas hidroeléctricas estén preparadas para el futuro.

AUMENTO DE LA PRODUCCIÓN ANUAL DE ENERGÍA

La eficiencia de las turbinas y generadores ha aumentado significativamente en las últimas décadas. Como resultado, es posible y altamente rentable realizar renovaciones para mejorar el rendimiento de la planta. Dependiendo de las circunstancias, una actualización de una pala de turbina de 40 años puede ofrecer hasta un 5% más de eficiencia e incluso un mayor aumento en términos de producción anual de energía. La eficiencia general de una planta hidroeléctrica puede optimizarse utilizando controladores digitales, por ejemplo.

EXTENSIÓN DEL PLAZO DE VIDA

A medida que envejecen los equipos hidráulicos, el desgaste afecta la eficiencia de la planta. El envejecimiento se acelera por ciertos regímenes operacionales de la planta, como ciclos de inicio-detención, abrasión debido a grandes volúmenes de sólidos en suspensión como el limo, y la corrosión. Todo ello tiene un impacto en la vida útil. Los componentes relacionados con productos del mercado de consumo y/o sistemas de automatización y control generalmente necesitan ser reemplazados primero. Los componentes eléctricos de alta tensión, como cables, subestaciones y transformadores, tienen una vida útil más larga. Mientras tanto, el envejecimiento mecánico es un proceso muy lento, pero aun así afecta a las partes estacionarias de una turbina y generador, así como a elementos estructurales como los penstocks.

REQUERIMIENTOS DEL MERCADO MODERNO

Hoy en día, muchas plantas hidroeléctricas se enfrentan a ciclos de inicio-parada más frecuentes, operando con cargas parciales muy bajas y como reserva en funcionamiento, o como capacidad de respuesta rápida, por ejemplo, para estabilizar la red de transmisión. Por lo general, dicho equipo instalado envejece mucho más rápido de lo previsto originalmente porque no fue diseñado para los requisitos de la red moderna.