Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Исторический обзор

Гидротехника (в переводе с греческого - водное мастерство) - одна из отраслей строительного искусства. Основная задача гидротехники как отрасли строительной техники - возведение сооружений, дающих возможность использовать водные ресурсы. Как всякое мастерство высокого уровня, гидротехника опирается на определенные знания. Как отрасль знаний гидротехника является прикладной технической наукой, позволяющей обосновать проектирование, строительство и эксплуатацию гидротехнических сооружений.

Энергетика - отрасль техники, задача которой - обеспечение человечества энергией. Как отрасль знаний энергетика - прикладная наука, позволяющая обосновать проектирование, создание и эксплуатацию энергетических установок.

Один из важнейших способов получения электрической энергии основан на использовании водной энергии. Гидроэлектроэнергетика -отрасль техники и прикладная наука, соединяющая в себе элементы гидротехники и энергетики. В ней изучаются как способы получения электрической энергии, так и гидротехнические сооружения (ГТС), необходимые для получения электрической энергии на основе использования водной энергии.

Гидроэлектростанция (ГЭС) - основной объект гидроэлектроэнергетики (применяется и термин - гидростанция). Она представляет собой неразрывную систему гидротехнических сооружений и оборудования для получения электрической энергии из энергии воды.

Крупная ГЭС - не только источник электрической энергии. Появление крупной ГЭС существенно влияет на природную среду обширного региона, а также оказывает благотворное преобразующее влияние на состояние экономики и социальную сферу. Вместе с тем, в мире во второй половине XX века было обращено внимание на негативное влияние ряда построенных крупных ГЭС на окружающую среду. Экологические последствия сооружения ГЭС недостаточно учитывались при их проектировании. Гидроэлектроэнергетика и тепловая энергетика (способ получения электроэнергии на основе сжигания топлива) в последние десятилетия XX века оказали существенное влияние на развитие науки - экологии, изучающей закономерности взаимодействия общества с окружающей средой. Эффективные решения экологических задач при проектировании ГЭС позволят избежать их негативного влияния на окружающую среду и придадут гидроэлектростанциям ещё большую общественную значимость.

В последние годы имеют место высказывания о приоритете строительства малых ГЭС. Понятие «малые ГЭС» достаточно условное, но тем не менее наибольшее распространение классификации ГЭС по мощности (энергетическая характеристика, равная отношению работы к интервалу времени её совершения) получили следующие:

- микрогидроэлектростанции (микроГЭС) - мощностью менее 0,1 МВт;
- минигидроэлектростанции (миниГЭС) - мощностью 0,1-1 МВт;
- малые гидроэлектростанции мощностью - 1-10 МВт;
- средние гидроэлектростанции мощностью - 10-1000 МВт;
- крупные гидроэлектростанции мощностью выше 1000 МВт;

Высказывания о приоритете строительства малых ГЭС бесспорны лишь в определенных условиях обеспечения электроэнергией мелких, удаленных от центров потребителей, например, горные маленькие населенные пункты или чабанские стоянки и т.п. Мировой опыт показал, что для обеспечения электроэнергией массового потребителя (население, промышленность, сельское хозяйство) необходимо строительство крупных источников электроэнергии.

В 60-80 годы XX века наметился некоторый спад в строительстве крупных гидроузлов. Однако в 90-е годы спад во многих странах был преодолен. Например, в Китае, где одновременно строятся 70 плотин высотой более 15 м, и где сооружается самая крупная ГЭС мира «Три ущелья» мощностью 18,2 млн. кВт. Такой размах строительства осуществляется не только с целью получения дешёвой электроэнергии (хотя это один из главных факторов), но также для предотвращения материального ущерба от наводнений и улучшения условий судоходства.

Советский Союз долгие годы занимал лидирующее положение в мировой гидроэлектроэнергетике. В свое время Красноярская и Саяно-Шушенская ГЭС были самыми мощными в мире. После распада СССР лидирующие позиции России и стран СНГ были утрачены. В настоящее время (на начало 2001 года) Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС по установленной мощности занимают в мире соответственно шестое и седьмое места.

Есть все основания считать, что в ближайшей перспективе обществом в нашей стране будет вновь востребовано строительство гидроэлектростанций, к этому есть все предпосылки, продиктованные рыночными условиями в области топливообеспечения. Поэтому возникнет необходимость и в универсальных специалистах, обладающих широким кругом знаний в области гидротехники и энергетики (гидроэлектроэнергетики), связанных неразрывным технологическим процессом на промышленном предприятии-гидроэлектростанции.

Молодой инженер-выпускник по специальности «Гидроэлектростанции» должен уметь:

- проектировать и строить гидротехнические сооружения ГЭС,

- монтировать гидротурбинное, гидромеханическое и электротехническое оборудование ГЭС и его налаживать,

- эксплуатировать гидротехнические сооружения, основное и вспомогательное оборудование ГЭС.

Изучению специальных курсов, посвященных гидротехническим сооружениям, гидротурбинам, гидрогенераторам, электротехническому оборудованию и системам управления, т.е. всему тому, что объединяет в себе гидроэлектростанция, предшествуют общетеоретические и общепрофессиональные дисциплины, без знания которых невозможно изучить специальные курсы.

К общетеоретическим и общепрофессиональным дисциплинам, предшествующим специальным курсам, относятся, в частности, математика, физика, геодезия, инженерная графика, материаловедение, техническая механика, геология и гидрогеология, гидравлика и гидрология, строительные конструкции, основания и фундаменты, теоретические основы электротехники, электроэнергетика, электромеханика, гидравлические машины, электрические машины, электрические измерения, техника электробезопасности и др.

Задача настоящего курса «Гидроэлектростанции» - дать возможность студенту, изучившему общетеоретические и специальные дисциплины, понять значимость комплекса знаний в своей будущей профессии.

Современная гидроэлектростанция представляет собой сложный природно-технический комплекс. Однако в этом комплексе можно выделить несколько основных, определяющих элементов, без которых существование ГЭС невозможно. Это плотина - основное гидротехническое сооружение, турбина и генератор - основное гидросиловое оборудование ГЭС, преобразующие энергию воды в электрическую, а также распределительные устройства и отходящие от него линии электропередачи с сопутствующим оборудованием, обеспечивающие распределение и транспортировку электроэнергии от производителя (ГЭС) к потребителю.

Проследим, как эти элементы совершенствовались и видоизменялись и какую роль они играли в развитии цивилизации.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.

Экспертиза

на главную