стані один від одного. Для верхніх басейнів можуть використовуватися як існуючі водойми - озера і водосховища, так і спеціально створювані штучні басейни. В якості нижніх, крім річок і озер, може використовуватися акваторія морських заток.
Найбільше поширення в практиці зарубіжного будівництва ГАЕС отримали високонапірні дериваційні схеми з підземними компонуваннями основних елементів гідровузлів. Для рівнинних ГАЕС Росії, Прибалтики та України з напором близько 100 м більш характерні дериваційні схеми з відкритим розташуванням напірних трубопроводів. У всіх дериваційних схемах ГАЕС застосовується напірна деривация. Відповідно до цієї схеми створені Загорська ГАЕС у Росії, Круонісская в Литві, Ташлицька на Україні та ін.
Величина напору на проектованих ГАЕС, особливо ГАЕС наземного і напівпідземного типу, залежить від топографічних умов у районі майданчики, обраної для будівництва. При виборі майданчиків при рівності варіантів по іншим умовам вибирають варіант з великим напором.
Теоретична потужність водотоку (без урахування втрат стоку і водної енергії при її перетворенні в електричну в турбінному режимі) визначається наступним чином:
=9,81QH,
де N - потужність водотоку, кВт; - витрата води, м3/с; - напір, м.
Силою, що здійснює роботу водяного потоку, є вага води. Робота потоку визначається напором (Н) водотоку, тобто різницею рівнів води на початку і наприкінці розглянутого ділянки, і величиною витрати (Q) протікає води.
З наведеної формули видно, що при збільшенні напору при незмінній потужності пропорційно зменшується необхідна витрата води. Це означає, що чим більше напір, тим менше витрата води, менше діаметр напірних трубопроводів, менше габарити робочого колеса насосотурбіни і, отже, менше габарити машинного будівлі і вартість всієї споруди.
Прагнення до збільшення напору ГАЕС НЕ суміщеного гідроаккумулірованія та мінімізації впливу на природне середовище привело до розробки схем шахтного типу з підземним розташуванням не тільки машинного залу, а й нижнього басейну, створюваного в скельних породах на глибині 500 і більше метрів. При цьому в якості нижнього басейну можуть використовуватися відпрацьовані рудничні виробітку, карстові порожнини або спеціально споруджуються системи галерей. В якості верхнього резервуара може використовуватись існуючий водойму, який є одночасно ставком-охолоджувачем ТЕС чи АЕС, а також природна водойма у вигляді річковий акваторії або морської затоки.
Використання компоновки гідровузла ГАЕС з підземним нижнім водосховищем відрізняється високою економічністю і можливістю застосування в багатьох рівнинних регіонах, що не мають природних перепадів висот. Попередні проектні опрацювання показують, що застосуванням підземних компоновок з високим напором можна домогтися зменшення питомої вартості ГАЕС на 25-30% в порівнянні з наземними або напівпідземного компонуваннями.
Машинні будівлі напівпідземного (заглибленого) типу застосовуються у разі заглиблення напірних трубопроводів відносно земної поверхні і при необхідності забезпечення перевищення рівня води в нижньому б'єфі над робочим колесом насосотурбіни для ослаблення кавітаційних процесів.
2.4 Технологічні схеми
На ГАЕС можуть встановлюватися двох-, трьох- і четирехмашінние агрегати. При напорах до 500м зазвичай встановлюються двомашинні оборотні агрегати, що складаються із оборотного гідромашини - насосотурбіни і синхронної електричної машини. У режимі вироблення електроенергії гідротурбіна обертає генератор, а в насосному режимі - синхронний електродвигун, споживаючи енергію з мережі, обертає гідротурбіну, що працює як насос. У цьому режимі потрібна зміна напрямку обертання валу агрегату, тому в ланцюзі генератора встановлюються два реверсируют роз'єднувача і вимикач або два реверсируют вимикача. У години, коли агрегати ГАЕС не працюють в турбінному або насосному режимі, вони використовуються як синхронні компенсатори, при цьому синхронна машина працює в режимі електродвигуна.
Пуск оборотного агрегату в турбінний режим проводиться так само, як і пуск звичайного гідроагрегату. Пуск в насосний режим складніше і вимагає більшого часу, так як потужність синхронних машин, що виконують роль генератора та електродвигуна, встановлених на ГАЕС, досягає 100МВт і більше. Прямий пуск електродвигуна такої потужності приведе до неприпустимого зниження напруги на шинах, до яких підключається машина. Тому при асинхронному пуску застосовують реактори або автотрансформатори для обмеження пускових струмів. Можливий пуск за допомогою допоміжного асинхронного електродвигуна з фазним ротором, посадженим на вал агрегату. Коли агрегат досягає підсинхронних часто...
