Système électrique hydroélectrique

Le système électrique d'une centrale hydroélectrique peut généralement être divisé en plusieurs parties, telles que les générateurs hydroélectriques, les équipements de tension des générateurs, les transformateurs principaux, les dispositifs de distribution d'énergie haute tension, les systèmes d'alimentation auxiliaires et les systèmes de mise à la terre, comme le montrent les cases en traits pleins dans le chiffre suivant.

Le générateur hydroélectrique et le câblage électrique principal sont comme le cœur et l’aorte du système électrique. Le générateur hydroélectrique convertit l'énergie mécanique rotative produite par la turbine hydroélectrique en énergie électrique, qui est la source de la production d'énergie électrique de la centrale hydroélectrique. Le rendement des grands hydrogénérateurs peut généralement atteindre environ 98 %. Actuellement, la capacité maximale des générateurs hydroélectriques en service en Chine est de 889 MVA. Le câblage électrique principal doit connecter le générateur hydroélectrique, l'équipement de tension du générateur, le transformateur principal, le dispositif de distribution haute tension, le système électrique, etc. de manière appropriée pour réaliser les fonctions de transmission, de suralimentation, de collecte, de distribution et d'envoi d'énergie électrique.

L'équipement de tension du générateur transmet l'énergie électrique générée par le générateur hydroélectrique au transformateur principal. Le flux de retour présente les caractéristiques d’une haute tension et d’un courant élevé. Le système d'alimentation auxiliaire et le dispositif d'excitation de l'unité sont généralement connectés à l'alimentation électrique à partir d'ici. À l'heure actuelle, les niveaux de tension des générateurs dans les centrales hydroélectriques ont été mis en service jusqu'à 24 kV. Compte tenu de facteurs tels que la participation de pointe de la centrale hydroélectrique et les commutations fréquentes de l'unité, le disjoncteur générateur-générateur est souvent installé à la sortie du turbogénérateur. Le conducteur de connexion de la boucle de tension du générateur de l'unité de grande capacité est généralement un bus en phase fermée.

Le transformateur principal est la jonction de l'équipement de tension du générateur et du dispositif de distribution d'énergie haute tension. Il élève la tension du générateur jusqu'à la tension de transmission pour réduire le courant de transmission, réduisant ainsi efficacement la perte de transmission et le coût des matériaux 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. À l'heure actuelle, le niveau de tension de transmission des centrales hydroélectriques en Chine atteint 750 kV.

Le dispositif de distribution d'énergie haute tension est utilisé pour collecter l'énergie électrique envoyée par le transformateur principal et l'envoyer au système électrique via le champ de sortie. Il comprend principalement trois types de dispositif de distribution d'énergie ouvert, un appareillage de commutation sous enveloppe métallique (GIS) à isolation gazeuse et un dispositif de distribution d'énergie hybride. Étant donné que la plupart des centrales hydroélectriques sont situées dans des zones de haute montagne et de canyons, la disposition des dispositifs de distribution haute tension est souvent restreinte. Par conséquent, le SIG offrant la plus grande fiabilité et la configuration la plus compacte, mais à 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 départ à haute tension des centrales hydroélectriques utilisent généralement des câbles électriques à haute tension ou des lignes de transmission sous enveloppe métallique (GIL) à isolation gazeuse.

Le système électrique de la centrale obtient de l'énergie à partir d'unités, de réseaux électriques, etc., et alimente des charges (points) telles que le fonctionnement des unités de centrale électrique, 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 sert à assurer le fonctionnement normal du système électrique de la centrale hydroélectrique et la sécurité des personnes et des équipements. À l'heure actuelle, le système de mise à la terre de la centrale hydroélectrique utilise pleinement l'eau du réservoir, la structure en acier sous-marine et le corps de mise à la terre naturel pour réduire la résistance à la terre. Le système d'alimentation auxiliaire et le système de mise à la terre sont des garanties importantes pour la sécurité, la fiabilité et l'exploitation économique des centrales hydroélectriques. Leurs équipements et câblages sont largement répartis dans diverses parties des centrales hydroélectriques.