जलविद्युत संयंत्र के संचालन का उपकरण और सिद्धांत

प्राचीन काल से, लोगों ने पानी की प्रेरक शक्ति का उपयोग किया है। वे पानी की धाराओं द्वारा संचालित मिलों में आटा पिसते हैं, भारी पेड़ के तने को नीचे की ओर ले जाते हैं, और आम तौर पर औद्योगिक कार्यों सहित विभिन्न प्रकार के कार्यों के लिए जलविद्युत का उपयोग करते हैं।

पहला जलविद्युत संयंत्र

19वीं शताब्दी के अंत में, शहरों के विद्युतीकरण की शुरुआत के साथ, जलविद्युत संयंत्रों ने दुनिया में बहुत तेजी से लोकप्रियता हासिल करना शुरू कर दिया। 1878 में, दुनिया का पहला पनबिजली संयंत्र इंग्लैंड में दिखाई दिया, जिसने तब आविष्कारक विलियम आर्मस्ट्रांग की आर्ट गैलरी में केवल एक आर्क लैंप को संचालित किया ... और 1889 तक, अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में पहले से ही 200 पनबिजली संयंत्र थे।

जलविद्युत के विकास में सबसे महत्वपूर्ण कदमों में से एक 1930 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में हूवर बांध का निर्माण था। रूस के लिए, पहले से ही 1892 में, 200 kW की क्षमता वाला पहला चार-टरबाइन पनबिजली संयंत्र यहां रुडनिया अल्ताई में बेरेज़ोवका नदी पर बनाया गया था, जिसे ज़िरानोव्स्की खदान की जल निकासी के लिए बिजली प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।इसलिए, मानव जाति द्वारा बिजली के विकास के साथ, पनबिजली संयंत्रों ने औद्योगिक प्रगति की तीव्र गति को चिह्नित किया।

जलविद्युत संयंत्र के संचालन का सिद्धांत

आज, आधुनिक पनबिजली संयंत्र स्थापित क्षमता के गीगावाट के साथ विशाल संरचनाएं हैं। हालांकि, किसी भी जलविद्युत संयंत्र के संचालन का सिद्धांत आम तौर पर काफी सरल और लगभग हर जगह लगभग समान रहता है। हाइड्रोलिक टर्बाइन के ब्लेड पर लगाया गया पानी का दबाव इसे घुमाने का कारण बनता है, और हाइड्रोलिक टर्बाइन, बदले में, जनरेटर से जुड़ा होता है, जनरेटर को घुमाता है। जनरेटर बिजली उत्पन्न करता है जो और ट्रांसफॉर्मर स्टेशन और फिर बिजली लाइन को खिलाया गया.

हाइड्रो जेनरेटर रोटर:

पनबिजली संयंत्र के टरबाइन हॉल में, हाइड्रोलिक इकाइयाँ स्थापित होती हैं जो जल प्रवाह की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती हैं, और सभी आवश्यक वितरण उपकरण, साथ ही पनबिजली संयंत्र के संचालन के लिए नियंत्रण और निगरानी उपकरण स्थित हैं। सीधे पनबिजली संयंत्र के निर्माण में।

जलविद्युत संयंत्र का उत्पादन टर्बाइनों से गुजरने वाले पानी की मात्रा और दबाव पर निर्भर करता है। जल प्रवाह के निर्देशित संचलन के कारण प्रत्यक्ष दबाव प्राप्त होता है। यह बांध पर बनाया गया पानी हो सकता है जब नदी पर किसी विशेष स्थान पर बांध बनाया जाता है, या प्रवाह के मोड़ के कारण दबाव होता है - अर्थात, जब पानी को एक विशेष सुरंग या नहर के माध्यम से चैनल से मोड़ा जाता है। तो, पनबिजली संयंत्र बांध, व्युत्पन्न और बांध हैं।

सबसे आम बांध पनबिजली संयंत्र एक बांध पर आधारित होते हैं जो नदी के तल को अवरुद्ध करते हैं।बांध के पीछे, पानी ऊपर उठता है, जमा होता है, एक प्रकार का जल स्तंभ बनाता है जो दबाव और दबाव प्रदान करता है। बांध जितना ऊंचा होगा, दबाव उतना ही मजबूत होगा। 305 मीटर ऊंचा दुनिया का सबसे ऊंचा बांध, दक्षिण पश्चिम चीन में पश्चिमी सिचुआन में यालोंगजियांग नदी पर 3.6 जीडब्ल्यू जिनपिंग बांध है।

जलविद्युत संयंत्र दो प्रकार के होते हैं। यदि नदी में थोड़ी सी गिरावट है, लेकिन अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में है, तो नदी को अवरुद्ध करने वाले बांध की मदद से जल स्तर में पर्याप्त अंतर पैदा हो जाता है।

बांध के ऊपर एक जलाशय बनता है, जो पूरे वर्ष स्टेशन के एकसमान संचालन को सुनिश्चित करता है। बांध के नीचे बैंक के पास, उसके करीब, एक बिजली जनरेटर (डैम स्टेशन के पास) से जुड़ा एक पानी का टरबाइन स्थापित किया गया है। यदि नदी नौगम्य है, तो इसके विपरीत तट पर एक ताला बनाया जाता है। जहाजों।

यदि नदी पानी में बहुत समृद्ध नहीं है, लेकिन एक बड़ी विसर्जन और तेज धारा है (उदाहरण के लिए, पहाड़ी नदियाँ), तो पानी के हिस्से को एक विशेष चैनल के साथ मोड़ दिया जाता है, जिसमें नदी की तुलना में बहुत कम ढलान होता है। यह चैनल कभी-कभी कई किलोमीटर लंबा होता है। कभी-कभी क्षेत्र की स्थिति चैनल को एक सुरंग (बिजली स्टेशनों के लिए) से बदलने के लिए मजबूर करती है। यह नहर के आउटलेट और नदी के बहाव के बीच के स्तर में महत्वपूर्ण अंतर पैदा करता है।

चैनल के अंत में, पानी एक खड़ी ढलान के साथ एक पाइप में प्रवेश करता है, जिसके निचले सिरे पर एक जनरेटर के साथ एक हाइड्रोलिक टरबाइन होता है। स्तर में महत्वपूर्ण अंतर के कारण, पानी एक बड़ी गतिज ऊर्जा प्राप्त करता है, जो स्टेशन (व्युत्पन्न स्टेशनों) को बिजली देने के लिए पर्याप्त है।

ऐसे स्टेशनों में बड़ी क्षमता हो सकती है और वे क्षेत्रीय बिजली संयंत्रों की श्रेणी में आते हैं (cf. छोटे पनबिजली संयंत्र).सबसे छोटे संयंत्रों में, टरबाइन को कभी-कभी कम कुशल, सस्ते पानी के पहिये से बदल दिया जाता है।

स्प्रिंग्स से झिगुलेव पनबिजली संयंत्र का निर्माण

ज़िगुलेव एचपीपी के विद्युत कनेक्शन का योजनाबद्ध आरेख

ज़िगुलेव पनबिजली संयंत्र के भवन के माध्यम से एक खंड। 1 - आरयू 400 केवी खोलने के लिए आउटपुट; 2 — 220 और 110 केवी केबलों का फर्श; 3 — विद्युत उपकरण फर्श, 4 — ट्रांसफॉर्मर शीतलन उपकरण; 5 - "त्रिकोण" में ट्रांसफार्मर जनरेटर के वोल्टेज वाइंडिंग को जोड़ने वाले बस चैनल; 6 - 2X125 टन की भार क्षमता वाली एक क्रेन; 7 - 30 टन की भार क्षमता वाली एक क्रेन; 8 — 2X125 टन भार क्षमता वाली क्रेन; 9 - कचरा प्रतिधारण संरचना; 10 - 2X125 टन की भार क्षमता वाली एक क्रेन; 11 - धातु जीभ; 12 - 2X125 टन की भार क्षमता वाली एक क्रेन।

ज़िगुलेव एचपीपी यूरोप में दूसरा सबसे बड़ा पनबिजली संयंत्र है, 1957-1960 में यह दुनिया का सबसे बड़ा पनबिजली संयंत्र था।

105 हजार किलोवाट की क्षमता वाली स्टेशन की पहली इकाई को 1955 के अंत में परिचालन में लाया गया था, 1956 में अन्य 11 इकाइयों को 10 महीनों के लिए परिचालन में लाया गया था। 1957 - शेष आठ इकाइयाँ।

बड़ी संख्या में नए, कुछ मामलों में अद्वितीय, ऊर्जा सुविधाएं स्थापित की गई हैं और पनबिजली स्टेशनों पर काम कर रही हैं।

जलविद्युत संयंत्रों के प्रकार और उनके उपकरण

बांध के अलावा, पनबिजली संयंत्र में एक इमारत और स्विचगियर शामिल हैं। पनबिजली संयंत्र का मुख्य उपकरण भवन में स्थित है, यहाँ टर्बाइन और जनरेटर स्थापित हैं। बांध और भवन के अलावा, पनबिजली संयंत्र में ताले, स्पिलवे, मछली मार्ग और नाव लिफ्ट हो सकते हैं।

प्रत्येक पनबिजली संयंत्र एक अनूठी संरचना है, इसलिए अन्य प्रकार के औद्योगिक बिजली संयंत्रों से पनबिजली संयंत्रों की मुख्य विशिष्ट विशेषता उनकी व्यक्तित्व है। वैसे, दुनिया का सबसे बड़ा जलाशय घाना में स्थित है, यह वोल्टा नदी पर अकोसोंबो जलाशय है। यह 8,500 वर्ग किलोमीटर में फैला है, जो पूरे देश के क्षेत्रफल का 3.6% है।

यदि नदी तल के साथ एक महत्वपूर्ण ढलान है, तो एक व्युत्पन्न पनबिजली संयंत्र खड़ा किया जाता है। बांधों के लिए एक बड़े जलाशय का निर्माण करना आवश्यक नहीं है, इसके बजाय पानी को विशेष रूप से निर्मित जल चैनलों या सुरंगों के माध्यम से सीधे बिजली संयंत्र भवन में निर्देशित किया जाता है।

छोटे दैनिक विनियमन घाटियों को कभी-कभी व्युत्पन्न पनबिजली स्टेशनों में व्यवस्थित किया जाता है, जो दबाव को नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है और इस प्रकार बिजली ग्रिड के अधिभार के आधार पर बिजली की मात्रा उत्पन्न होती है।

पंप स्टोरेज सुविधाएं (पीएसपीपी) एक विशेष प्रकार के जलविद्युत संयंत्र हैं। यहां, स्टेशन को ही दैनिक उतार-चढ़ाव और पीक लोड को सुगम बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है विद्युत प्रणाली, और इस प्रकार पावर ग्रिड की विश्वसनीयता में सुधार करता है।

ऐसा स्टेशन जेनरेटर मोड और स्टोरेज मोड दोनों में काम कर सकता है, जब पंप पानी को निचले बेसिन से ऊपरी बेसिन में पंप करते हैं। इस संदर्भ में एक बेसिन एक बेसिन वस्तु है जो एक जलाशय का हिस्सा है और एक पनबिजली संयंत्र के निकट है। अपस्ट्रीम अपस्ट्रीम है, डाउनस्ट्रीम डाउनस्ट्रीम है।

पंप की गई भंडारण सुविधा का एक उदाहरण मिसिसिपी से 80 किलोमीटर की दूरी पर मिसिसिपी से 5.55 बिलियन लीटर की क्षमता के साथ बनाया गया ताउम सौक जलाशय है, जिससे बिजली व्यवस्था 440 मेगावाट की चरम क्षमता प्रदान कर सकती है।