수력 발전소의 장치 및 작동 원리

고대부터 사람들은 물의 원동력을 사용했습니다. 그들은 수류로 움직이는 방앗간에서 밀가루를 갈고, 무거운 나무 줄기를 하류로 뗏목으로 옮기고, 일반적으로 산업 작업을 포함한 다양한 작업에 수력을 사용했습니다.

최초의 수력 발전소

19세기 말, 도시의 전기화가 시작되면서 수력 발전소는 세계에서 매우 빠르게 인기를 얻기 시작했습니다. 1878 년 영국에 세계 최초의 수력 발전소가 등장한 후 발명가 윌리엄 암스트롱의 아트 갤러리에 아크 램프 하나만 전력을 공급했습니다 ... 그리고 1889 년까지 미국에만 이미 200 개의 수력 발전소가있었습니다.

수력 발전의 가장 중요한 단계 중 하나는 1930년대 미국의 후버 댐 건설이었습니다. 러시아의 경우 이미 1892년에 Ziryanovsky 광산의 광산 배수에 전기를 공급하도록 설계된 Berezovka 강의 Rudnia Altai에 200kW 용량의 최초 4터빈 수력 발전소가 건설되었습니다.따라서 인류의 전기 발전과 함께 수력 발전소는 산업 발전의 빠른 속도를 기록했습니다.

수력 발전소의 작동 원리

오늘날 현대 수력 발전소는 설치 용량이 기가와트인 거대한 구조물입니다. 그러나 모든 수력 발전소의 작동 원리는 일반적으로 매우 단순하고 모든 곳에서 거의 동일합니다. 수압터빈의 블레이드에 가해지는 수압은 블레이드를 회전시키고 발전기에 연결된 수력터빈은 차례로 발전기를 돌립니다. 발전기는 전기를 생성하고 변전소에 공급된 다음 전력선에 공급.

수력 발전기 로터:

수력발전소의 터빈 홀에는 물의 흐름 에너지를 전기로 변환하는 수력 장치가 설치되어 있으며 수력 발전소 운영에 필요한 모든 분배 장치와 제어 및 모니터링 장치가 있습니다. 수력 발전소 건물에 직접.

수력 발전소의 출력은 터빈을 통과하는 물의 양과 압력에 따라 달라집니다. 물 흐름의 방향성 이동으로 인해 직접적인 압력이 얻어집니다. 이것은 강의 특정 위치에 댐이 건설될 때 댐에 쌓인 물이거나 흐름 우회로 인해 압력이 발생하는 것일 수 있습니다. 따라서 수력 발전소는 댐, 파생물 및 댐입니다.

가장 일반적인 댐 수력 발전소는 강바닥을 막는 댐을 기반으로 합니다.댐 뒤에서 물이 상승하고 축적되어 압력과 압력을 제공하는 일종의 수주를 만듭니다. 댐이 높을수록 압력이 강해집니다. 높이가 305m인 세계에서 가장 높은 댐은 중국 남서부 쓰촨성 서부 야룽강에 있는 3.6GW 규모의 진핑 댐입니다.

수력 발전소는 두 가지 유형이 있습니다. 강에 약간의 딥이 있지만 상대적으로 풍부한 경우 강을 막는 댐의 도움으로 충분한 수위 차이가 발생합니다.

댐 위에 저수지가 형성되어 일년 내내 스테이션의 균일한 운영을 보장합니다. 댐 아래의 둑 근처, 그 근처에 발전기에 연결된 수력 터빈이 설치되어 있습니다 (댐 역 근처) 강을 항해할 수 있는 경우 반대쪽 둑에 자물쇠가 만들어집니다. 배들.

강이 물이 풍부하지는 않지만 침수량이 많고 흐름이 빠른 경우 (예 : 산 강) 강보다 경사가 훨씬 낮은 특수 채널을 따라 물의 일부가 전환됩니다. 이 채널은 때때로 몇 킬로미터 길이입니다. 때로는 현장 조건으로 인해 채널이 터널(발전소의 경우)로 대체되어야 합니다. 이것은 운하의 출구와 강의 하류 사이에 상당한 수위 차이를 만듭니다.

채널 끝에서 물은 가파른 경사가 있는 파이프로 들어가고 하단에는 발전기가 있는 수력 터빈이 있습니다. 상당한 수위 차이로 인해 물은 스테이션(파생 스테이션)에 전력을 공급하기에 충분한 큰 운동 에너지를 얻습니다.

이러한 발전소는 용량이 클 수 있으며 지역 발전소 범주에 속합니다(cf. 소규모 수력 발전소).가장 작은 발전소에서 터빈은 때때로 덜 효율적이고 더 저렴한 물레방아로 대체됩니다.

스프링에서 Zhigulev 수력 발전소 건물

Zhigulev HPP의 전기 연결 개략도

Zhigulev 수력 발전소 건물의 단면. 1 - RU 400kV를 여는 출력; 2 — 220 및 110kV 케이블 바닥; 3 — 전기 장비 바닥, 4 — 변압기 냉각 장비; 5 - 변압기 발전기의 전압 권선을 "삼각형"으로 연결하는 버스 채널; 6 - 적재 용량이 2X125톤인 크레인 7 — 적재 용량이 30톤인 크레인 8 - 적재 용량이 2X125 t인 크레인 9 — 쓰레기 보유 구조; 10 - 적재 용량이 2X125톤인 크레인 11 — 금속 혀; 12 — 적재 용량이 2X125톤인 크레인.

Zhigulev HPP는 유럽에서 두 번째로 큰 수력 발전소이며 1957-1960년에는 세계에서 가장 큰 수력 발전소였습니다.

105,000KW 용량의 역의 첫 번째 장치는 1955년 말에 가동에 들어갔고, 1956년에는 10개월 동안 또 다른 11개 장치가 가동되었습니다. 1957 — 나머지 8개 부대.

많은 수의 새로운, 경우에 따라 고유한 에너지 시설이 수력 발전소에 설치되어 운영되고 있습니다.

수력 발전소의 종류 및 장치

댐 외에도 수력 발전소에는 건물과 개폐 장치가 포함됩니다. 수력 발전소의 주요 장비는 건물에 있으며 터빈과 발전기가 여기에 설치됩니다. 댐과 건물 외에도 수력 발전소에는 자물쇠, 여수로, 어류 통로 및 보트 리프트가 있을 수 있습니다.

각 수력 발전소는 독특한 구조이므로 다른 유형의 산업 발전소와 수력 발전소의 주요 특징은 개성입니다. 그건 그렇고, 세계에서 가장 큰 저수지는 가나에 있으며 볼타 강의 Akosombo 저수지입니다. 면적은 8,500㎢로 전국 면적의 3.6%를 차지한다.

강바닥을 따라 상당한 경사가 있으면 파생 수력 발전소가 세워집니다. 댐을 위해 큰 저수지를 지을 필요는 없으며, 대신 물은 특수하게 세워진 수로나 터널을 통해서만 발전소 건물로 직접 보내집니다.

파생 수력 발전소에는 작은 일일 규제 수조가 때때로 배치되어 전력망의 과부하에 따라 압력과 그에 따라 생성되는 전기량을 제어할 수 있습니다.

양수 저장 시설(PSPP)은 특별한 유형의 수력 발전소입니다. 여기에서 역 자체는 일일 변동과 최대 부하를 원활하게 하도록 설계되었습니다. 전원 시스템, 따라서 전력망의 신뢰성을 향상시킵니다.

이러한 스테이션은 펌프가 하부 유역에서 상부 유역으로 물을 펌핑할 때 발전기 모드와 저장 모드 모두에서 작동할 수 있습니다. 이 문맥에서 유역은 저수지의 일부이고 수력 발전소에 인접한 유역 개체입니다. 상류는 상류이고 하류는 하류입니다.

양수 저장 시설의 예로는 미시시피에서 80km 떨어진 미주리에 있는 Taum Sauk Reservoir가 있으며 용량은 55억 5천만 리터로 전력 시스템이 440MW의 최대 용량을 제공할 수 있습니다.