На перший погляд, гідроелектростанція штука досить проста — ллється вода, крутиться генератор, виробляється електрика. Насправді сучасна ГЕС — система з дуже складним обладнанням і тисячами датчиків, керована комп’ютерами.
Сьогодні я розповім про те, що мало хто із звичайних людей знає про ГЕС.
Зараз я перебуваю на будмайданчику Усть-Среднеканской ГЕС, яка розташована в 400 кілометрів від Магадана. Докладно про ГЕС і будівництві я ще розповім, а сьогодні кілька цікавих фактів.
ГЕС — можливо єдиний великий інженерний об’єкт, який починає експлуатуватися задовго до закінчення будівництва. На Усть-Среднеканской ГЕС ще не до кінця зведена гребля, не до кінця побудований машинний зал, а перші два гідроагрегати з чотирьох вже виробляють електрику.
Поки ГЕС будується, в її гідроагрегатах працюють тимчасові робочі колеса, розраховані на малий напір води. Коли гребля буде добудована, напір води підвищиться і тимчасові колеса замінять постійними для високого напору з іншою формою лопатей.
Незважаючи на те, що будівництво ГЕС дуже дороге задоволення, багато ГЕС окупаються ще до того, як їх добудовують до кінця. До речі, Усть-Среднеканская ГЕС продає електрику 1.10 руб за квт / год.
Перед тим, як потрапити на турбіну ГЕС, вода закручується з допомогою величезної сталевий равлики — спіральної камери. Зараз на Усть-Среднеканской ГЕС якраз закінчується монтаж спіральної камери третього енергоагрегату і мені вдалося побачити і сфотографувати її. Коли енергоагрегат буде добудований, гігантська равлик опиниться в товщі бетону.
Щоб усвідомити розміри конструкції, зверніть увагу на робітників, які займаються монтажем спіральної камери.
Робоче колесо гідроагрегату завжди крутиться з однаковою швидкістю, забезпечуючи стабільну частоту 50 герц. Для мене завжди було загадкою, як підтримується стабільна швидкість обертання. Виявилося, просто з допомогою зміни потоку води. Лопатки, керовані комп’ютером, постійно перебувають у русі, зменшуючи і збільшуючи потік води. Завдання системи добитися точної швидкості обертання незалежно від зусилля, з яким крутиться вал генератора (а воно залежить від вироблюваної потужності).
Напруга, що видається генератором, регулюється за допомогою зміни напруги збудження. Це постійна напруга, яка подається на електромагніт ротора. При цьому напруга, яке генерується обмоткою статора залежить від сили магнітного поля. На фото у мене над головою обертається багатотонний ротор.
Генератор ГЕС виробляє напругу 15.75 кВ. На Усть-Среднеканской ГЕС встановлені генератори, що мають номінальну потужність 142.5 МВт (142500000 Вт) і струм у проводах, відвідних вироблену електрику від генератора, може досягати 6150 А. Тому ці дроти, а точніше шини, мають величезне перетин і укладені ось в такі труби.
Будь-яка комутація при таких струмах перетворюється у велику проблему. Ось так виглядає простий вимикач. Звичайно, на струмі в шість тисяч ампер і напрузі п’ятнадцять тисяч вольт він стає зовсім непростим.
Підвищувальні трансформатори зазвичай стоять на вулиці за машинним залом ГЕС (для передачі споживачам напруга, отримане з генераторів, підвищується найчастіше до 220 кВ).
По проводах ліній електропередач передається не тільки електроенергія на частоті 50 Гц, але й інформаційні сигнали на високій частоті. За допомогою них, наприклад, можна з високою точністю визначити місце аварії на ЛЕП. На електростанціях і підстанціях ставляться спеціальні фільтри високочастотного сигналу. Напевно, ви такі штуки бачили, але навряд чи знали, для чого вони.
Вся комутація на високих напругах відбувається в середовищі элегаза (фторид сірки, має дуже низьку електропровідність), тому дроти виглядають, як труби та електрика більше нагадує сантехніку. 🙂
p.s. Спасибі співробітникам Усть-Среднеканской ГЕС Іллі Горбунову і В’ячеславу Сладкевичу (він на фото) за докладні відповіді на мої численні питання, а так само компанії Русгідро за можливість своїми очима подивитися на будівництво та роботу такої грандіозної споруди.
Дякую