Système électrique d'hydroélectricité

Le système électrique d'une centrale hydroélectrique peut généralement être divisé en plusieurs parties, telles que les générateurs hydroélectriques, les équipements sous tension génératrice, les transformateurs principaux, les dispositifs de distribution haute tension, les systèmes auxiliaires de puissance et les systèmes de mise à la terre, comme le montrent les boîtes en ligne continue dans la figure suivante.

Le générateur hydroélectrique et l'installation électrique principale sont comme le cœur et l'aorte du système électrique. Le générateur hydroélectrique convertit l'énergie mécanique rotative produite par la turbine hydraulique en énergie électrique, qui est la source de l'énergie électrique générée par la centrale hydroélectrique. L'efficacité des grands générateurs hydroélectriques peut généralement atteindre environ 98 %. Actuellement, la capacité maximale des générateurs hydroélectriques en exploitation en Chine est de 889 MVA. L'installation électrique principale consiste à connecter le générateur hydroélectrique, les équipements sous tension du générateur, le transformateur principal, l'appareillage de distribution haute tension et le système électrique de manière appropriée pour réaliser les fonctions de transmission, de relèvement, de collecte, de distribution et d'envoi de l'énergie électrique.

L'équipement de tension du générateur transmet l'énergie électrique produite par le générateur hydroélectrique vers le transformateur principal. Le flux de retour a les caractéristiques d'une haute tension et d'un fort courant. Le système auxiliaire d'alimentation électrique et l'appareil d'excitation de l'unité sont généralement connectés à l'alimentation à partir d'ici. Actuellement, les niveaux de tension des générateurs dans les centrales hydroélectriques ont atteint jusqu'à 24kV. En considérant les facteurs tels que la participation de pointe de la centrale hydroélectrique et les commutations fréquentes de l'unité, un disjoncteur générateur-générateur est souvent installé à la sortie du générateur turbine. Le conducteur de connexion de la boucle de tension du générateur d'une unité à grande capacité est généralement un busbar en phase fermée.

Le transformateur principal est la jonction entre l'équipement de tension du générateur et l'appareil de distribution d'énergie à haute tension. Il augmente la tension du générateur à la tension de transmission pour réduire le courant de transmission, ce qui permet de réduire efficacement les pertes de transmission et les coûts matériels du réseau électrique. En général, plus la capacité installée est grande et plus la distance de transmission est longue, plus la tension de transmission est élevée. Actuellement, le niveau de tension de transmission des centrales hydroélectriques en Chine atteint jusqu'à 750kV.

L'appareil de distribution d'énergie à haute tension est utilisé pour collecter l'énergie électrique envoyée par le transformateur principal et la transmettre au système électrique via le champ de sortie. Il comprend principalement trois types d'appareils de distribution d'énergie : ouvert, à isolation gazeuse et interrupteur métallique encapsulé (GIS), et hybride. Comme la plupart des centrales hydroélectriques sont situées dans des zones de montagnes et de canyons, l'aménagement des dispositifs de distribution haute tension est souvent limité. Par conséquent, le GIS, qui offre la plus grande fiabilité et une disposition compacte mais avec un coût relativement élevé, est devenu le premier choix pour les dispositifs de distribution haute tension dans les centrales hydroélectriques en Chine. 800kV. Les lignes de sortie haute tension des centrales hydroélectriques utilisent généralement des câbles électriques haute tension ou des lignes de transmission métalliques encapsulées à isolation gazeuse (GIL).

Le système d'alimentation électrique de l'usine obtient de l'énergie à partir d'unités, de réseaux électriques, etc., et fournit de l'énergie aux charges (points) tels que les opérations des unités de la centrale, l'éclairage, les équipements publics et les équipements électriques de la zone du barrage en fonction des besoins des installations électriques. Le système de mise à la terre est utilisé pour garantir le bon fonctionnement du système électrique de la centrale hydroélectrique ainsi que la sécurité des personnes et des équipements. Actuellement, le système de mise à la terre de la centrale hydroélectrique utilise pleinement l'eau du réservoir, les structures métalliques sous-marines et les masses de terre naturelles pour réduire la résistance de mise à la terre. Les systèmes d'alimentation auxiliaire et de mise à la terre sont des garanties importantes pour une exploitation sûre, fiable et économique des centrales hydroélectriques. Leur équipement et câblage sont répartis dans diverses parties des centrales hydroélectriques.