เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ

โดยทั่วไประบบไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำสามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วน เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ อุปกรณ์แรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงหลัก อุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าแรงสูง ระบบไฟฟ้าเสริม และระบบสายดิน ดังแสดงโดยกล่องเส้นทึบใน รูปต่อไปนี้

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำและสายไฟหลักเปรียบเสมือนหัวใจและเส้นเลือดใหญ่ของระบบไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำจะแปลงพลังงานกลหมุนที่ส่งออกโดยกังหันน้ำให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าที่ส่งออกของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ โดยทั่วไปประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่สามารถเข้าถึงได้ประมาณ 98% ปัจจุบัน กำลังการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำสูงสุดที่ใช้งานในจีนอยู่ที่ 889MVA การเดินสายหลักทางไฟฟ้าคือการเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ อุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงหลัก อุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าแรงสูง ระบบไฟฟ้า ฯลฯ ในลักษณะที่เหมาะสมเพื่อให้บรรลุหน้าที่ของการส่งพลังงานไฟฟ้า การเพิ่ม การรวบรวม การกระจาย และการส่ง

อุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะส่งพลังงานไฟฟ้าที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำไปยังหม้อแปลงหลัก การไหลย้อนกลับมีลักษณะเป็นไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูง โดยทั่วไประบบไฟฟ้าเสริมและอุปกรณ์กระตุ้นของเครื่องจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟจากที่นี่ ปัจจุบัน ระดับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในสถานีไฟฟ้าพลังน้ำถูกนำไปใช้งานสูงถึง 24kV เมื่อพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การมีส่วนร่วมสูงสุดของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำและการสลับหน่วยบ่อยครั้ง เบรกเกอร์วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจะติดตั้งที่ทางออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหัน ตัวนำเชื่อมต่อของวงจรแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของหน่วยความจุขนาดใหญ่มักจะเป็นบัสแบบปิด

หม้อแปลงหลักคือจุดเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าแรงสูง โดยจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแรงดันไฟฟ้าในการส่งเพื่อลดกระแสไฟฟ้าในการส่ง ซึ่งช่วยลดการสูญเสียการส่งผ่านและต้นทุนวัสดุของระบบส่งไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไป ยิ่งกำลังการผลิตติดตั้งมีขนาดใหญ่และระยะการส่งข้อมูลนานขึ้น แรงดันไฟฟ้าในการส่งก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ปัจจุบันระดับแรงดันไฟฟ้าในการส่งของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำในจีนสูงถึง 750kV

อุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าแรงสูงใช้เพื่อรวบรวมพลังงานไฟฟ้าที่ส่งมาจากหม้อแปลงหลักและส่งไปยังระบบไฟฟ้าผ่านทางช่องจ่ายไฟ โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยอุปกรณ์จ่ายไฟแบบเปิดสามประเภท สวิตช์เกียร์ปิดล้อมโลหะหุ้มฉนวนแก๊ส (GIS) และอุปกรณ์กระจายพลังงานแบบไฮบริด เนื่องจากสถานีไฟฟ้าพลังน้ำส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในพื้นที่ภูเขาสูงและหุบเขา การจัดวางอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้าแรงสูงจึงมักถูกจำกัด ดังนั้น GIS ที่มีความน่าเชื่อถือสูงสุดและรูปแบบที่กะทัดรัดที่สุดแต่มีราคาค่อนข้างสูงจึงกลายเป็นตัวเลือกแรกสำหรับอุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าแรงสูงในสถานีไฟฟ้าพลังน้ำในประเทศจีน 800kV. สายส่งไฟฟ้าแรงสูงขาออกของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำมักจะใช้สายไฟแรงสูงหรือสายส่งหุ้มโลหะหุ้มฉนวนแก๊ส (GIL)

ระบบไฟฟ้าของโรงงานได้รับพลังงานจากหน่วย โครงข่ายไฟฟ้า ฯลฯ และจ่ายไฟฟ้าให้กับโหลด (จุด) เช่น การดำเนินงานของหน่วยโรงไฟฟ้า ไฟส่องสว่าง อุปกรณ์สาธารณะ และอุปกรณ์ไฟฟ้าในพื้นที่เขื่อน ตามความต้องการของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงาน ระบบสายดินใช้เพื่อให้แน่ใจว่าระบบไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำทำงานได้ตามปกติและความปลอดภัยของผู้คนและอุปกรณ์ ปัจจุบัน ระบบสายดินของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำใช้น้ำในอ่างเก็บน้ำ โครงสร้างเหล็กใต้น้ำ และตัวสายดินตามธรรมชาติอย่างเต็มที่ เพื่อลดความต้านทานต่อสายดิน ระบบไฟฟ้าเสริมและระบบสายดินเป็นการรับประกันที่สำคัญสำหรับความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และการดำเนินงานทางเศรษฐกิจของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ อุปกรณ์และสายไฟของพวกเขามีจำหน่ายกันอย่างแพร่หลายตามส่วนต่างๆ ของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ

ทางวิ่ง

หน่วยประเภทฟรานซิสครอบคลุมช่วงส่วนหัวตั้งแต่ 40 ถึง 600 ม. (130 ถึง 2,000 ฟุต) และกำลังเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อจะแตกต่างกันไปตั้งแต่เพียงไม่กี่กิโลวัตต์จนถึง 800 เมกะวัตต์ กังหัน Francis ขนาดใหญ่ได้รับการออกแบบแยกกันสำหรับแต่ละไซต์งานโดยให้น้ำประปาและหัวน้ำมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งโดยทั่วไปจะมากกว่า 90%

นักวิ่ง Pelton ทำงานได้ดีที่สุดกับส่วนหัวจาก 15–1,800 เมตร (50–5,910 ฟุต)

วาล์วควบคุมความดันเป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำอุโมงค์ผันแรงดันแบบยาว โดยทั่วไป เมื่อท่อเปลี่ยนแรงดัน ΣLV / H มากกว่า 15 ถึง 30 ควรติดตั้งถังป้องกันไฟกระชาก เนื่องจากมีงานวิศวกรรมโยธาจำนวนมากและมีระยะเวลาการก่อสร้างที่ยาวนาน การใช้วาล์วควบคุมแรงดันแทนหลุมควบคุมแรงดันสามารถประหยัดการลงทุนและลดระยะเวลาการก่อสร้างได้

ตัวหลักของวาล์วควบคุมความดันถูกจัดเรียงในแนวนอน นั่นคือเส้นกึ่งกลางของท่อน้ำเข้าและถังน้ำมันขนานกับพื้น ส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเรือนวาล์ว ปลั๊กวาล์ว ถังน้ำมันหลัก กระบอกนำมันและวาล์วเสริมอากาศ

ตัวเรือนวาล์วเป็นเหล็กเชื่อมหรือเหล็กหล่อ ประกอบด้วยท่อกึ่งก้นหอยสองท่อที่สมมาตรกันทางซ้ายและขวา มีรูเปิดอยู่สามรู ปลายด้านหนึ่งคือช่องเติมน้ำ ปลายอีกด้านคือช่องจ่ายน้ำ และปลายอีกด้านสงวนไว้สำหรับเชื่อมต่อกับกระบอกสูบหลัก มีใบพัดนำทางแบบตายตัวในท่อรูปก้นหอยของตัวเรือนวาล์ว ดังนั้นหลังจากที่น้ำเข้าสู่ มันจะก่อตัวเป็นวงกลมไหลและชนกันในตัววาล์วเพื่อกระจายพลังงาน จากนั้นปล่อยลงสู่น้ำหางซึ่งมีดี ประสิทธิภาพการกระจายพลังงาน เพื่อลดการสั่นสะเทือน มีการจัดเตรียมอุปกรณ์เสริมอากาศเพื่อให้บรรยากาศสามารถเข้าสู่พื้นที่แรงดันลบที่ปลายทางเข้าของช่องระบายของวาล์วควบคุมความดันได้อย่างสม่ำเสมอ

ปลั๊กวาล์วทำจากเหล็กหล่อชุบผิวโครเมียมป้องกันสนิม ปลั๊กวาล์วมีรูปรับแรงดันให้เท่ากัน จุดประสงค์คือเพื่อปรับแรงดันน้ำทั้งสองด้านของปลั๊กวาล์วให้สมดุลเพื่อลดแรงดันน้ำมันในการทำงาน

ถังน้ำมันหลักและถังน้ำมันนำใช้เพื่อควบคุมสวิตช์ปลั๊กวาล์ว กระบอกสูบทำจากเหล็กหล่อและมีลูกสูบ แหล่งน้ำมันจากผู้ว่าราชการหน่วยเชื่อมต่อกับห้องด้านหน้าและด้านหลังของลูกสูบกระบอกสูบหลักตามลำดับ เมื่อเครื่องทำงานได้ตามปกติ น้ำมันแรงดันจะผ่านช่องปิด เพื่อให้วาล์วควบคุมความดันอยู่ในสถานะปิด เมื่อหน่วยปิดฉุกเฉินหรือการถ่ายโอนข้อมูลโหลดทันทีเกินประมาณ 15% น้ำมันแรงดันจะผ่านช่องเปิดโดยอัตโนมัติเพื่อให้วาล์วควบคุมความดันเปิดออกเพื่อปล่อยขนาดที่กำหนด การไหลของน้ำเพื่อความปลอดภัยของหน่วยและระบบอุโมงค์แรงดัน .

มีการติดตั้งวาล์วอากาศเสริมบนตัวเรือนวาล์ว ซึ่งสามารถทำให้บรรยากาศเข้าสู่พื้นที่แรงดันลบโดยตรงที่ปลายทางเข้าของช่องระบายน้ำของวาล์วควบคุมแรงดันเมื่อวาล์วควบคุมความดันระบายออก เพื่อลดการเกิดโพรงอากาศของ ช่องการไหลและลดวาล์วควบคุมความดัน การสั่นสะเทือน

มีการใช้ซีลแบบแข็งระหว่างปลั๊กวาล์วและตัวเรือนวาล์ว นั่นคือวงแหวนหยุดน้ำสแตนเลสติดอยู่ที่ปลั๊กวาล์ว และใช้สแตนเลสสตีลหรือหยุดน้ำสีบรอนซ์แบบถอดได้บนตัวเรือนวาล์ว (วัสดุสแตนเลส ที่มีความแข็งแตกต่างจากสแตนเลสบนปลั๊กวาล์วจะดีกว่า ) ผ่านการบดละเอียดระหว่างทั้งสองเพื่อให้สัมผัสใกล้ชิดโดยมีคุณสมบัติในการหยุดน้ำได้ดี ชิ้นส่วนทั้งหมดที่จะเคลื่อนที่ค่อนข้างระหว่างกระบอกสูบและลูกสูบ ระหว่างก้านลูกสูบและตัวเรือนวาล์ว ล้วนถูกผนึกด้วยวงแหวนยางพิเศษ

เพื่อให้ทราบถึงการควบคุมวาล์วควบคุมความดัน จำเป็นต้องติดตั้งวาล์วควบคุมแรงดันหลักพิเศษ วาล์วปีกผีเสื้อ และวาล์วตรวจสอบแรงดันน้ำมันเพื่อควบคุมในระบบไฮดรอลิก ในหมู่พวกเขามีการติดตั้งวาล์วควบคุมแรงดันหลักพิเศษในตัวว่าราชการของหน่วยซึ่งเป็นรูปแบบการควบคุมที่เชื่อถือได้มากที่สุดกับผู้ว่าราชการวาล์วควบคุมความดัน โครงสร้างของวาล์วควบคุมแรงดันหลักพิเศษคือการเพิ่มแผ่นวาล์วเพิ่มเติมเพื่อควบคุมวาล์วควบคุมแรงดัน

ลักษณะของวาล์วควบคุมความดันส่วนใหญ่เป็นลักษณะการไหล (ดูรายละเอียดในชุดข้อมูลการออกแบบ)

หน้าที่ของวาล์วควบคุมแรงดันคือการเปิดวาล์วควบคุมแรงดันอย่างรวดเร็วพร้อม ๆ กันเมื่อใบพัดยูนิตปิดอย่างรวดเร็วเมื่อยูนิตทิ้งโหลด และเพื่อระบายการไหลที่ต้องลดลงเมื่อปิดยูนิต จากวาล์วควบคุมแรงดัน กล่าวคือ หลังจากติดตั้งวาล์วควบคุมแรงดัน อัตราการไหลของน้ำที่เปลี่ยนแปลงในระบบผันน้ำอาจดำเนินไปอย่างช้าๆ ส่งผลให้ค่าการเพิ่มขึ้นของแรงดันน้ำลดลง ในทางกลับกัน เนื่องจากหน่วยยังคงปิดอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าค่าอัตราที่เพิ่มขึ้นจะไม่สูงเกินไป วาล์วควบคุมความดันจึงเป็นหนึ่งในมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดค่าการเพิ่มขึ้นของความดันของระบบผันและอัตราต่อหน่วย เพิ่มมูลค่า บทบาทของถังไฟกระชาก

“ผู้เชี่ยวชาญด้านการฟื้นฟูและการบริการของเราช่วยให้สินทรัพย์พลังน้ำที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของคุณเปล่งประกายแวววาวใหม่”

โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่มีอยู่ทุกแห่งมีประวัติการดำเนินงานเฉพาะของตนเองและกำหนดกลยุทธ์การดำเนินงานในอนาคต ปัจจุบัน แนวคิดการบริการที่มุ่งเน้นโซลูชันและการฟื้นฟูมีความจำเป็นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน ยืดอายุการใช้งาน และทำให้โรงไฟฟ้าพลังน้ำเหมาะสมกับอนาคต

การเพิ่มการผลิตไฟฟ้าประจำปี

ประสิทธิภาพของกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยเหตุนี้ การปรับปรุงใหม่เพื่อยกระดับประสิทธิภาพของโรงงานจึงเป็นไปได้และคุ้มต้นทุนอย่างมาก ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ การอัพเกรดกังหันรันเนอร์ที่มีอายุ 40 ปีสามารถให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นถึง 5% และเพิ่มขึ้นมากยิ่งขึ้นในแง่ของการผลิตพลังงานต่อปี ประสิทธิภาพโดยรวมของโรงไฟฟ้าพลังน้ำสามารถปรับให้เหมาะสมได้โดยใช้ตัวควบคุมดิจิทัล เป็นต้น

ขยายเวลาตลอดชีวิต

เมื่ออุปกรณ์พลังน้ำมีอายุมากขึ้น การสึกหรอจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของโรงงาน การแก่ชราจะถูกเร่งโดยระบบการปฏิบัติงานบางอย่างของโรงงาน เช่น รอบการสตาร์ท-ดับ การเสียดสีเนื่องจากปริมาณของแข็งแขวนลอย เช่น ตะกอน และการกัดกร่อนในปริมาณมาก ล้วนส่งผลต่ออายุการใช้งาน โดยปกติแล้วส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ในตลาดผู้บริโภคและ/หรือระบบอัตโนมัติและระบบควบคุมจะต้องถูกเปลี่ยนก่อน ส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง เช่น เคเบิล สถานีไฟฟ้าย่อย และหม้อแปลงไฟฟ้า จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า ในขณะเดียวกัน การเสื่อมสภาพทางกลเป็นกระบวนการที่ช้ามาก แต่กระนั้นก็ส่งผลกระทบต่อชิ้นส่วนที่อยู่นิ่งของกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รวมถึงองค์ประกอบโครงสร้าง เช่น ปากกาสต็อก

ข้อกำหนดของตลาดสมัยใหม่

ในปัจจุบัน โรงไฟฟ้าพลังน้ำหลายแห่งกำลังเผชิญกับความท้าทายจากรอบการสตาร์ท-ดับบ่อยขึ้น โดยทำงานโดยใช้ปริมาณชิ้นส่วนที่ต่ำมากและเป็นแบบสำรองการหมุน หรือการตอบสนองที่รวดเร็ว เช่น เพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายส่งกำลัง โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์ที่ติดตั้งดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานเร็วกว่าที่คิดไว้มาก เนื่องจากไม่ได้ออกแบบมาเพื่อความต้องการของระบบกริดสมัยใหม่