Sistema Elétrico Hidrelétrico

O sistema elétrico de uma estação de energia hidrelétrica geralmente pode ser dividido em várias partes, como geradores hidrelétricos, equipamentos de voltagem de gerador, transformadores principais, dispositivos de distribuição de energia de alta tensão, sistemas de energia auxiliares e sistemas de aterramento, como mostrado pelas caixas de linha sólida em a figura a seguir.

O gerador hidrelétrico e a fiação elétrica principal são como o coração e a aorta do sistema elétrico. O gerador hidrelétrico converte a produção de energia mecânica rotativa da turbina em energia elétrica, que é a fonte da produção de energia elétrica da estação hidrelétrica. A eficiência de grandes hidrogeradores geralmente pode atingir cerca de 98%. Atualmente, a capacidade máxima de geradores hidrelétricos em operação na China é de 889MVA. A fiação principal elétrica é conectar o gerador hidrelétrico, o equipamento de tensão do gerador, o transformador principal, o dispositivo de distribuição de alta tensão, o sistema de energia, etc. de uma maneira adequada para alcançar as funções de transmissão, aumento, coleta, distribuição e envio de energia elétrica.

O equipamento de voltagem do gerador transmite a energia elétrica gerada pelo gerador hidrelétrico para o transformador principal. O fluxo de retorno possui as características de alta tensão e alta corrente. O sistema de energia auxiliar e o dispositivo de excitação da unidade geralmente são conectados à fonte de alimentação a partir daqui. Atualmente, os níveis de tensão dos geradores nas estações hidrelétricas foram colocados em operação até 24kV. Considerando fatores como o pico de participação da estação hidrelétrica e a troca frequente da unidade, o disjuntor gerador-gerador é frequentemente instalado na saída do gerador de turbina. O condutor de conexão do circuito de tensão do gerador da unidade de grande capacidade é geralmente um barramento em fase fechada.

O transformador principal é a junção do equipamento de tensão do gerador e do dispositivo de distribuição de energia de alta tensão. Aumenta a tensão do gerador para a tensão de transmissão para reduzir a corrente de transmissão, reduzindo efetivamente a perda de transmissão e o custo de material da rede elétrica. Em geral, quanto maior a capacidade instalada e maior a distância de transmissão, maior a tensão de transmissão. Atualmente, o nível de tensão de transmissão das estações hidrelétricas na China é de até 750kV.

O dispositivo de distribuição de energia de alta tensão é usado para coletar a energia elétrica enviada pelo transformador principal e enviá-la ao sistema de energia através do campo de saída. Inclui principalmente três tipos de dispositivo de distribuição de energia aberto, painel de distribuição de metal com isolamento a gás (GIS) e dispositivo de distribuição de energia híbrido. Como a maioria das estações hidrelétricas está localizada em áreas de alta montanha e canyon, o layout dos dispositivos de distribuição de alta tensão geralmente é restrito. Portanto, o SIG com a mais alta confiabilidade e o layout mais compacto, mas com custo relativamente alto, tornou-se a primeira escolha para dispositivos de distribuição de alta tensão em estações hidrelétricas na China. 800kV. As linhas de saída de alta tensão das estações hidrelétricas geralmente usam cabos de alta tensão ou linhas de transmissão fechadas com metal isolado por gás (GIL).

O sistema de energia da usina obtém energia de unidades, redes de energia etc., e fornece energia a cargas (pontos), como operações da unidade de usina, iluminação, equipamentos públicos e equipamentos de energia da área da barragem, de acordo com as necessidades das instalações de energia. O sistema de aterramento é usado para garantir a operação normal do sistema elétrico da estação hidrelétrica e a segurança de pessoas e equipamentos. Atualmente, o sistema de aterramento da estação hidrelétrica faz pleno uso da água do reservatório, estrutura de aço subaquática e corpo de aterramento natural para reduzir a resistência ao aterramento. O sistema auxiliar de energia e o sistema de aterramento são garantias importantes para a segurança, confiabilidade e operação econômica das estações hidrelétricas. Seus equipamentos e fiação são amplamente distribuídos em várias partes das estações hidrelétricas.

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