Технологический процесс производства электроэнергии на гидроэлектростанциях ( ГЭС )

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)

Этот вид электростанций предназначен для централизованного снабжения предприятий и городов электроэнергией и теплом.

Являясь, как и КЭС, тепловыми станциями, ТЭЦ отличается от последних использованием тепла отработавшего в турбинах пара, который отправляется для отопления и горячего водоснабжения, а также на промышленное производство.

При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным электроснабжением от КЭС и выработкой тепла от местных котельных. На ТЭЦ производится около 25% электроэнергии в Украине, их КПД достигает 70%.

Особенности ТЭЦ показаны на схеме рисунке 1.2.

Основное отличие ТЭЦ от КЭС заключается в специфике пароводяного контура и способе выдачи электроэнергии.

Специфика электрической части заключается в расположении рядом с электростанцией центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности выдаётся в местную сеть на генераторном напряжении. С этой целью на станции имеется генераторное распределительное устройство ГРУ. Часть мощности идёт на собственные нужды, а остальная доля мощности выдаётся в энергосистему на высоком напряжении.

Следует отметить, что расход на СН ТЭЦ выше, чем у КЭС, что определяется большей долей теплового оборудования.

Повышенная мощность теплового оборудования также оказывает влияние на экологию района её размещения.

Современные ТЭЦ выполняются в блочном варианте.

Технологический процесс производства электроэнергии на гидроэлектростанциях ( ГЭС )

На ГЭС для получения электроэнергии используется энергия водных потоков. Первичными двигателями на ГЭС являются гидротурбины, которые приводят во вращение синхронные генераторы. Мощность, развиваемая агрегатом, пропорциональна напору Н и расходу воды Q

P = H Q.

Напор Н создаётся разностью уровней воды с помощью плотины (рисунок 1.3).

В электрической части ГЭС во многом подобны конденсационным станциям. ГЭС обычно удалены от центров потребления энергии, поэтому электроэнергия выдаётся на высоких и сверхвысоких напряжениях ( 110-500 кВ ).

Отличительная особенность ГЭС – небольшое потребление электроэнергии на собственные нужды, которое в несколько раз меньше, чем на ТЭС. Это объясняется отсутствием на ГЭС крупных механизмов собственных нужд.

Другая отличительная особенность - простая технология производства электроэнергии, что обуславливает лёгкую автоматизацию. Пуск агрегата ГЭС занимает не более 50 секунд, поэтому резерв мощности в энергосистеме обеспечивается именно гидростанциями. КПД ГЭС обычно составляет 85-90%, а себестоимость электроэнергии в несколько раз меньше, чем на тепловых электростанциях.

Особую роль в современных энергосистемах занимают гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Эти электростанции имеют, как минимум, два бассейна - верхний и нижний с определёнными перепадами высот между ними. На ГАЭС устанавливаются обратимые агрегаты. В часы минимума нагрузки генераторы переводят в двигательный режим, а турбины – в насосный. Потребляя мощность из сети, гидроагрегаты перекачивают воду из нижнего бассейна в верхний. В часы максимальных нагрузок, когда в системе дефицит мощности, ГАЭС вырабатывает электроэнергию за счёт перепада уровней воды в бассейнах. В этот период станция работает как обычная ГЭС. Таким образом, применение ГАЭС позволяет выравнивать график нагрузок энергосистемы, что повышает экономичность тепловых станций.