générateur hydroélectrique-générateur hydroélectrique-Dongturbo Electric Company Ltd. (DTEC).

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.

La vanne de régulation de pression est un dispositif de sécurité pour les centrales hydroélectriques disposant d'un long tunnel de dérivation sous pression. En général, lorsque le rapport ΣLV/H du pipeline de dérivation est supérieur à 15 à 30, un réservoir de compensation doit être installé. En raison du grand volume de travaux de génie civil et de la durée de construction importante, l'utilisation d'une vanne de régulation de pression au lieu d'un puits de régulation peut réduire les coûts et accélérer la période de construction.

Le corps principal de la valve de régulation de pression est disposé horizontalement, c'est-à-dire que les axes du tuyau d'entrée d'eau et du cylindre d'huile sont parallèles au sol, et sont principalement constitués du boîtier de la valve, de l'obturateur, du cylindre d'huile principal, du cylindre guide et de la valve de complément d'air.

Le logement de la valve est en acier soudé ou coulé. Il est composé de deux demi-tubes volutés symétriques à gauche et à droite. Il y a trois orifices ouverts, l'une des extrémités étant l'entrée d'eau, l'autre l sortie d'eau, et l'autre extrémité est réservée pour la connexion avec le cylindre principal. Il y a des ailettes directrices fixes dans le tube voluté du logement de la valve, de sorte que lorsque l'eau entre, elle forme un écoulement circulaire et se heurte mutuellement dans le corps de la valve pour dissiper l'énergie, puis est rejetée vers l'eau de refoulement, offrant ainsi de bonnes performances de dissipation d'énergie. Afin de réduire les vibrations, un dispositif de complément d'air est fourni afin que l'atmosphère puisse pénétrer uniformément dans la zone de pression négative à l'extrémité d'entrée du canal de décharge de la valve de régulation.

Le bouchon de la vanne est fabriqué en acier coulé avec une surface chromée pour éviter la rouille. Le bouchon de la vanne est équipé de trous d'équilibrage de pression. Le but est d'équilibrer la pression de l'eau des deux côtés du bouchon de la vanne afin de réduire la pression d'huile de fonctionnement.

Le cylindre d'huile principal et le cylindre d'huile guide sont utilisés pour actionner l'interrupteur du bouchon de la vanne. Le cylindre est fabriqué en acier coulé et possède un piston. La source d'huile du gouverneur de l'unité est connectée aux chambres avant et arrière du piston du cylindre d'huile principal respectivement. Lorsque l'unité fonctionne normalement, l'huile sous pression passe par la cavité de fermeture, de sorte que la vanne de régulation reste fermée ; lorsque l'unité s'arrête d'urgence ou qu'une chute instantanée de charge dépasse environ 15 %, l'huile sous pression passe automatiquement par la cavité d'ouverture, de sorte que la vanne de régulation s'ouvre pour libérer un débit d'eau prédéfini afin d'assurer la sécurité de l'unité et du système de tunnel sous pression.

La valve d'air supplémentaire est installée sur le carter de la valve, ce qui permet à l'atmosphère d'entrer directement dans la zone sous pression négative à l'extrémité d'entrée du canal d'évacuation de la valve de régulation lorsque celle-ci est en train de drainer, afin de réduire l'effet de cavitation dans le canal de circulation et de diminuer les vibrations de la valve de régulation.

Un joint dur est utilisé entre le bouchon de valve et le carter de valve, c'est-à-dire qu'un anneau d'étanchéité en acier inoxydable est fixé sur le bouchon de valve, et un joint en acier inoxydable ou en laiton amovible est utilisé sur le carter de valve (un matériau en acier inoxydable avec une dureté différente de celui sur le bouchon de valve est préférable), en réalisant un contact étroit grâce à un affûtage précis entre les deux, offrant ainsi de bonnes propriétés d'étanchéité. Toutes les pièces qui bougeront relativement entre le barillet du cylindre et le piston, entre la tige du piston et le carter de valve sont scellées avec des joints en caoutchouc spéciaux.

Pour réaliser le contrôle de la valve de régulation de pression, il est nécessaire d'installer une valve principale de contrôle de pression spéciale, une valve de débit et une valve de contrôle de pression hydraulique dans le système hydraulique. Parmi elles, la valve principale de régulation spéciale est installée dans le régulateur de l'unité, ce qui constitue la forme de contrôle la plus fiable avec le régulateur de la valve de régulation de pression. La structure de la valve principale de régulation spéciale consiste à ajouter un disque de valve supplémentaire pour contrôler la valve de régulation de pression.

Les caractéristiques de la valve de régulation sont principalement des caractéristiques de débit (voir la série de documents de conception pour plus de détails).

La fonction de la valve de régulation de pression est d'ouvrir rapidement la valve de régulation de pression en même temps que la fermeture rapide des aubes du groupe lorsque celui-ci rejette la charge, et d'évacuer le débit qui doit être réduit lors de la fermeture du groupe par l'intermédiaire de la valve de régulation de pression. Cela signifie qu'après l'installation de la valve de régulation de pression, le changement de débit dans le système de dérivation peut se produire lentement, réduisant ainsi la valeur de l'augmentation de la pression de l'eau. D'un autre côté, comme l'unité est toujours fermée rapidement, cela garantit que la valeur de l'augmentation de la vitesse ne sera pas trop élevée, ce qui fait de la valve de régulation de pression l'une des mesures efficaces pour réduire la valeur de l'augmentation de pression du système de dérivation et la valeur de l'augmentation de la vitesse du groupe. Le rôle du réservoir de surpression.

« Nos experts en réhabilitation et en service redonnent un éclat neuf à votre actif hydroélectrique éprouvé. »

Toute centrale hydroélectrique existante a son propre historique opérationnel spécifique et une stratégie opérationnelle future définie. Aujourd'hui, des concepts de service et de réhabilitation orientés solutions sont nécessaires pour améliorer l'efficacité globale, réduire les dépenses opérationnelles, prolonger les durées de vie et rendre les centrales hydroélectriques adaptées à l'avenir.

ACCROISSEMENT DE LA PRODUCTION ANNUELLE D'ÉNERGIE

L'efficacité des turbines et des générateurs a considérablement augmenté au cours des dernières décennies. Par conséquent, des rénovations pour améliorer les performances d'une centrale sont possibles et très rentables. Selon les circonstances, un renouvellement d'une pale de turbine âgée de 40 ans peut offrir jusqu'à 5 % d'efficacité supplémentaire et une augmentation encore plus importante en termes de production annuelle d'énergie. L'efficacité globale d'une centrale hydroélectrique peut être optimisée grâce à l'utilisation de contrôleurs numériques, par exemple.

PROLONGEMENT DE LA DURÉE DE VIE

Au fur et à mesure que les équipements hydroélectriques vieillissent, l'usure affecte l'efficacité de la centrale. Le vieillissement est accéléré par certains régimes opérationnels de la centrale, tels que les cycles de démarrage-arrêt, l'abrasion due à de grands volumes de matières en suspension comme le limon, et la corrosion. Tous ont un impact sur la durée de vie. Les composants liés aux produits du marché de consommation et/ou aux systèmes d'automatisation et de contrôle doivent généralement être remplacés en premier. Les composants électriques haute tension, tels que les câbles, les sous-stations et les transformateurs, ont une durée de vie plus longue. En revanche, le vieillissement mécanique est un processus très lent qui affecte tout de même les parties statiques d'une turbine et d'un générateur, ainsi que les éléments structurels comme les conduites forcées.

EXIGENCES DU MARCHÉ MODERNE

Aujourd'hui, de nombreuses centrales hydroélectriques sont confrontées à des cycles de démarrage-arrêt plus fréquents, fonctionnant à de très faibles charges partielles et en réserve tournante, ou comme capacité de réponse rapide, par exemple pour stabiliser le réseau de transmission. Généralement, un tel équipement s'use beaucoup plus vite que prévu à l'origine car il n'a pas été conçu pour répondre aux exigences du réseau moderne.