水力发电厂。发明和生产的历史

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水力发电厂（HPP）是利用水流能量作为能源的发电厂。水力发电厂通常通过修建水坝和水库的方式建在河流上，水力发电厂高效发电需要两个主要因素：全年有保证的水供应以及河流可能出现的大坡度、峡谷状地形有利于水利建设。

水力发电厂

人们很早以前就学会了利用水的能量来旋转磨坊、机床和锯木厂的叶轮。但水力发电在人类使用能源总量中所占比重逐渐下降。这是由于长距离传输水能的能力有限。

随着水力驱动的电动涡轮机的出现，水力发电有了新的前景。

第一个三相发电厂是劳特纳水力发电厂。其上安装有两台相同的三相同步发电机。借助变压器，相电压从 50 伏增加到 5000 伏。其电力用于为海尔布隆市的照明网络以及许多小型工厂和作坊供电。降压变压器直接安装在消费者处。世界上第一座工业三相电流发电厂于 1892 年初投入运行。

该装置中水能的使用表明了使用远离工业中心的水力资源的可能性。从那时起，水力发电装置的数量一直在增加。例如，1892年，N.N.贝纳多斯提议在专门建造的发电站（容量高达20马力）利用涅瓦河的能量来组织圣彼得堡的电力供应。 000年，N.S. Lelyavsky制定了一项利用第聂伯河急流水力发电的计划。 V. N. Chikolev，十九世纪 1893 年代初晋升。使用水轮机作为发电厂的原动机，于 80 年与 R. E. Klasson 一起在圣彼得堡河畔建造。 Okhta水力发电站和三相电力线。

十九世纪 90 年代。水电在电力供应中的作用日益凸显，大型水力发电厂数量逐年增加。

在十九世纪末。建成的水力发电站有：Reinfeld 水力发电站（德国，1898 年），水压为 16 m，发电量为 800 kW；Niagara（美国），发电量为 3,2 万升。和。 Zhonazhskaya（法国，50 年），扬程 41,2 m，容量 1901 升。和。二十世纪第二个十年伊始。容量为 11 升的水力发电厂 AugstVillen（德国，200 年）投入运行。 s.，Keokuk（美国，1911 年），容量为 44 万升。和。汽轮机设备质量仍不够高，效率在1912-180之间波动。水工建筑物的形式和设计不完善，是由于对工程水力学和水利工程问题认识不足造成的。因此，这些年建成的一些水电站随后经历了或多或少的严重改造。

革命前的俄罗斯几乎没有水力发电厂。第一个是安装在圣彼得堡的 Okhta 工厂，容量为 350 升。和。（1896）。此外，白煤水电站也在河上运行。 Podkumok (1903) 容量为 990 升。河上的兴都库什水力发电站（8000年），电压为1909伏。 Murghab，容量为 1 升。和。此外，还有几个较小的机构（Sashninskaya、Allaverdinskaya、Turgusunskaya、Sestroretskaya 等）也在运营。革命前的俄罗斯水力发电厂总容量为590千瓦。

考虑水力发电厂的主要类型。

衍生 HPP。其中，很大一部分（有时是很大）压力是通过导流管道产生的，导流管道是明渠、水槽、隧道或管道形式的人工结构。水轮机安装在导水管上。此类水力发电厂适用于山区河流。

大坝水电站。它们的设计方式是通过专门建造的水坝产生压力，该水坝支撑水位，形成上水池。发电厂建筑通常位于大坝附近：水库的水通过穿过坝体的加压水管供应到涡轮机，可以在坝下，也可以直接从上游输送。使用后，来自涡轮机的水被排放到渠道中。为了排出多余的水，设置了特殊的溢洪道大坝。此类水电站包括第聂伯罗GES和以列宁命名的沃尔日斯卡亚电站。

在一些水电站，涡轮机座上打孔，用于闲置洪水排放和向涡轮机供水。这些 HPP 称为组合式。在内置式水力发电厂中，机组位于混凝土坝体内，因此不需要特殊的机器建造。

现代大中型水力发电厂以及许多小型水力发电厂，广泛采用自动化和远程机械方法，在一些水力发电厂，机组的启动、调节、控制和停堆以及水工结构和压力水道的闸门控制完全自动化。这些操作可以通过远程机械方式进行，即由控制点的调度人员进行。许多水力发电厂在无人值守的情况下运行，并从远处进行控制（例如，从级联中的另一个站或从控制室）。

在各个自动化水力发电厂，所需运行模式的控制和维护是在自动操作员的帮助下进行的，自动操作员根据为其预先确定的计划和时间表执行其功能。在远程控制或由汽车操作员控制的全自动 HPP 中，设备监管是通过定期检查 HPP 进行的。一旦发生任何事故，就会向值班人员发出信号，以恢复水电站的正常运行。

水电大坝（点击放大）

水力发电厂与火力发电厂相比的优点和优势是非常显着的，主要表现在水力发电厂可以节省燃料，合理化燃料平衡，促进燃料资源不足地区的经济发展。。水电站机组的设计比火电站机组简单，水电站发电过程也比火电站简单得多。

水力发电厂的运营所产生的废物不像火力发电厂那样多。水力发电厂的建设不仅可以合理解决能源问题，而且可以解决许多其他重要问题。其中包括航运、灌溉和开垦、供水、渔业问题以及非常重要的改造自然问题。

首座水力发电厂的运营经验表明，它们具有良好的机动性、良好的运行可靠性和较低的运营成本，不需要大量的维护人员，并且可以实现发电过程的完全自动化，并具有非常广泛的远程控制功能。现代水轮机的效率高达0,93。水力发电厂生产的能源比火力发电厂提供的电力便宜。

从技术和操作角度来看，水力发电装置具有良好的可操作性非常重要。液压装置的这一功能对于大型电力系统至关重要，因为负载急剧增加（包括系统出现紧急故障时）可以通过打开备用液压装置来快速补偿。因此，水力发电装置已被证明非常适合覆盖热力站和水力站同时运行的系统中的负载峰值。

水电站的缺点是其“局部性”，即只能在相对较少的地区高效建设水电站。通过电流远距离传输能量可以克服这种局部性，但在某些情况下，通过运输燃料进行能量传输更具成本效益，特别是在使用石油和天然气管道时。建设水力发电厂的初始成本高于火力发电厂。

低地水电站的一大缺点是被水库淹没的土地被异化。人工水库的堤岸逐渐被冲刷、淤积，水库区的生态平衡受到破坏。

作者：Pristinsky V.L.

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