水力発電機 - 水力発電機 - Dongturbo Electric Company Ltd. (DTEC)。 日本

水力発電所の電気系統は、一般的に、次の図の実線で囲まれた部分に示すように、水力発電機、発電機電圧設備、主変圧器、高電圧配電装置、補助電源システム、接地システムなどのいくつかの部分に分けられます。

水力発電機と主電気配線は、電気システムの心臓と大動脈のようなものです。水力発電機は、水車から出力される回転機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、水力発電所の電気エネルギー出力の源となります。大型水力発電機の効率は、一般的に約98％に達します。現在、中国で稼働している水力発電機の最大容量は889MVAです。電気主配線は、水力発電機、発電機電圧設備、主変圧器、高電圧配電装置、電力システムなどを適切に接続し、電気エネルギーの伝送、昇圧、収集、分配、送信の機能を実現します。

発電機電圧設備は、水力発電機で発電した電気エネルギーを主変圧器に送ります。戻り流は高電圧、大電流の特性を持っています。ユニットの補助電源システムと励磁装置は、通常ここから電源に接続されます。現在、水力発電所の発電機の電圧レベルは24kVまで稼働しています。水力発電所のピーク参加やユニットの頻繁な切り替えなどの要因を考慮して、発電機-発電機遮断器はタービン発電機の出口に設置されることがよくあります。大容量ユニットの発電機の電圧ループの接続導体は、通常、閉相バスです。

主変圧器は発電機電圧設備と高圧配電装置の接続点であり、発電機電圧を送電電圧まで上げ、送電電流を減らし、電力網の送電損失と材料コストを効果的に削減します。一般に、設置容量が大きく、送電距離が長いほど、送電電圧は高くなります。現在、中国の水力発電所の送電電圧レベルは最大750kVです。

高圧配電装置は、主変圧器から送られた電気エネルギーを収集し、コンセントフィールドを通じて電力システムに送るために使用されます。主に、開放型配電装置、ガス絶縁金属密閉型スイッチギア（GIS）、ハイブリッド配電装置の800種類が含まれます。ほとんどの水力発電所は高山や峡谷地域に位置しているため、高圧配電装置のレイアウトは制限されることがよくあります。そのため、信頼性が最も高く、レイアウトが最もコンパクトですが、比較的コストが高いGISが、中国の水力発電所の高圧配電装置の第一選択肢となっています。XNUMXkV。水力発電所の高圧送電線には通常、高圧電力ケーブルまたはガス絶縁金属密閉型送電線（GIL）が使用されます。

発電所電力システムは、ユニット、電力網などから電力を取得し、電力施設のニーズに応じて、発電所ユニットの操作、照明、公共設備、ダム地域の電力設備などの負荷（ポイント）に電力を提供します。接地システムは、水力発電所の電気システムの正常な動作と人と設備の安全を確保するために使用されます。現在、水力発電所の接地システムは、貯水池の水、水中の鋼構造物、自然接地体を最大限に活用して、接地抵抗を低減しています。補助電源システムと接地システムは、水力発電所の安全性、信頼性、経済的な運用にとって重要な保証であり、それらの機器と配線は、水力発電所のさまざまな部分に広く分布しています。

圧力調整弁は、長い圧力転換トンネル水力発電所の安全装置です。一般的に、圧力転換パイプラインのΣLV / Hが15〜30を超える場合は、サージタンクを設置する必要があります。土木工事の量が多く、建設期間が長いため、圧力調整井の代わりに圧力調整弁を使用すると、投資を節約し、建設期間を短縮できます。

圧力調整弁本体は水平に配置され、つまり、入水管とオイルシリンダーの中心線が地面と平行になっており、主にバルブハウジング、バルブプラグ、メインオイルシリンダー、ガイドオイルシリンダー、空気補充バルブで構成されています。

バルブハウジングは溶接または鋳鋼で、左右対称の2本の半渦巻管で構成されています。3つの開口があり、一方の端は水入口、もう一方の端は水出口、もう一方の端はメインシリンダーとの接続用に予約されています。バルブハウジングの渦巻管には固定ガイドベーンがあり、水が入った後、円形の流れを形成し、バルブ本体内で衝突してエネルギーを消散させ、その後、尾水に排出されるため、エネルギー消散性能が良好です。振動を減らすために、空気補充装置が設けられ、圧力調整弁の排出チャネルの入口端の負圧領域に大気が均等に入るようにします。

バルブプラグは、錆びを防ぐために表面がクロムメッキされた鋳鋼で作られています。バルブプラグには圧力均等化穴が設けられており、その目的は、バルブプラグの両側の水圧を均等にして、作動油圧を下げることです。

メインオイルシリンダーとガイドオイルシリンダーは、バルブプラグのスイッチを操作するために使用されます。シリンダーは鋳鋼製で、ピストンがあります。ユニットのガバナーからのオイルソースは、それぞれメインオイルシリンダーピストンの前室と後室に接続されています。ユニットが正常に動作している場合、圧力オイルは閉鎖キャビティを通過するため、圧力調整バルブは閉じた状態になります。ユニットの緊急停止または瞬間負荷ダンプが約15％を超えると、圧力オイルは自動的に開口部を通過し、圧力調整バルブが開いて設定サイズの水の流れを解放し、ユニットと圧力トンネルシステムの安全性を確保します。

補助空気弁は弁ハウジングに設置されており、圧力調整弁が排水しているときに、大気が圧力調整弁の排水チャネルの入口端の負圧領域に直接流入するようにして、流路のキャビテーションを減らし、圧力調整弁の振動を減らすことができます。

バルブプラグとバルブハウジングの間にはハードシールが使用されています。つまり、バルブプラグにはステンレス製の止水リングが固定されており、バルブハウジングには取り外し可能なステンレス製または青銅製の止水リングが使用されています（バルブプラグのステンレスと硬度が異なるステンレス製の材質の方が優れています）。両者の間に微細な研磨を施すことで密着性を実現し、止水特性が良好です。シリンダーバレルとピストンの間、ピストンロッドとバルブハウジングの間の相対的に移動するすべての部品は、すべて特殊なゴムリングで密封されています。

圧力調整弁の制御を実現するためには、油圧システムに制御用の専用主圧力制御弁、スロットル弁、油圧チェック弁を設置する必要があります。その中で、専用主圧力調整弁はユニットの調速機に設置されており、圧力調整弁調速機による制御の最も信頼性の高い形式です。専用主圧力調整弁の構造は、圧力調整弁を制御するために追加のバルブディスクを追加することです。

圧力調整弁の特性は主に流量特性です（詳細は設計データ集シリーズを参照）。

圧力調整弁の機能は、ユニットが負荷をダンプしているときにユニットガイドベーンが急速に閉じられると同時に、圧力調整弁を急速に開き、ユニットが閉じているときに減らす必要がある流量を圧力調整弁から排出することです。つまり、圧力調整弁を設置した後、水分流システムの流量変化はゆっくりと進行し、それによって水圧上昇値を減らすことができます。一方、ユニットは依然として急速に閉じられているため、流量上昇値が高くなりすぎないことが保証されるため、圧力調整弁は、分流システムの圧力上昇値とユニットの流量上昇値を下げるための効果的な対策の1つです。サージタンクの役割。

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既存の水力発電所にはそれぞれ固有の運用履歴があり、将来の運用戦略も明確に定められています。今日、全体的な効率性の向上、運用コストの削減、寿命の延長、水力発電所を将来に適応させるためのソリューション指向のサービスおよび改修コンセプトが求められています。

年間発電量の増加

タービンと発電機の効率は、過去数十年で大幅に向上しました。その結果、発電所の性能をアップグレードするための改修が可能になり、コスト効率も非常に高くなります。状況によっては、40 年前のタービン ランナーをアップグレードすると、最大 5% の効率向上と、年間のエネルギー生産量の大幅な増加が期待できます。たとえば、デジタル コントローラーを使用して、水力発電所の全体的な効率を最適化できます。

生涯延長

水力設備が古くなると、磨耗がプラントの効率に影響します。始動停止サイクル、シルトなどの大量の浮遊物質による摩耗、腐食など、プラントの特定の運用体制によって、老朽化が加速されます。これらはすべて、耐用年数に影響します。消費者市場製品や自動化および制御システムに関連するコンポーネントは、通常、最初に交換する必要があります。ケーブル、変電所、変圧器などの高電圧電気コンポーネントは、より長い耐用年数があります。一方、機械的な老朽化は非常にゆっくりとしたプロセスですが、それでもタービンや発電機の固定部分、および水圧管路などの構造要素に影響を及ぼします。

現代の市場の要件

今日、多くの水力発電所は、より頻繁な起動停止サイクル、非常に低い部分負荷での運転、瞬時予備力としての運転、または例えば送電網の安定化のための高速応答能力としての運転といった課題に直面しています。通常、このような設置された機器は、現代の送電網の要求に合わせて設計されていないため、当初想定されていたよりもはるかに早く老朽化しています。