iraniturk

چكيده:

از آنجا كه براي توليد انرژي چرخشي توربين، نيازي به سوخت نيست بنابراين هزينه عملكرد نيروگاه بسيار كم است. به علاوه با توجه به عدم نياز به سوخت، به مخزن‌هاي ذخيره سوخت هم نيازي نيست. اين در حالي است كه ضمن پايداري بالاي اين نيروگاه‌ها هزينه نگهداري آنها نيز در مقايسه با نيروگاه‌هاي حرارتي پايين است. در عين حال كه بازده نيروگاه در گذر زمان تغيير نمي‌كند. البته در كنار مزاياي اين دست از نيروگاه‌ها نبايد از معايب آنها چشم پوشيد. به‌رغم آنكه هزينه نگهداري اين نيروگاه‌ها پايين است اما با توجه به اينكه براي نصب نيروگاه‌هاي برق آبي نياز به احداث سد مي‌باشد در نتيجه، هزينه ثابت اين نيروگاه‌ها بسيار زياد است؛ زيرا براي ساختن سد، ابتدا بايد مسير آب منحرف شده، سپس سد مناسب ايجاد شود كه هزينه عمراني اين سدها بسيار زياد است.

مقدمه

با توجه به اينكه توليد اين نيروگاه‌ها بستگي به ميزان آب پشت سد دارد، در نتيجه در سال‌هاي كم‌آبي، توليد اين نيروگاه‌ها با مشكل همراه خواهد بود.

توليد انرژي در نيروگاه‌هاي برق آبي، بدون احداث سد روي رودخانه‌ها غيرممكن است. در ايران نيز در يك بازه زماني نسبتا طولاني در سال‌هاي پس از جنگ و دوران سازندگي احداث نيروگاه‌هاي برق آبي در دستور كار قرار گرفته است. ظرفيت بالقوه و عملي توليد انرژي برق آبي در ايران، ۵۰ ميليارد كيلووات ساعت در سال است كه مي‌تواند ۶۰درصد برق مورد نياز فعلي كشور را تامين كند. بر اساس مطالعات انجام شده، حوضه آبريز كارون با ۳۰ ميليارد كيلووات ساعت در سال، حوضه آبريز دز با ۹ ميليارد كيلووات ساعت در سال و حوضه آبريز كرخه با شش ميليارد كيلو وات ساعت در سال، بيشترين امكانات توليد برق آبي را دارا مي‌باشند و پنج ميليارد كيلووات ساعت باقيمانده آن مربوط به ساير حوضه‌هاست  .

فهرست مطالب
فصل اول
نيروگاههاي برق آبي

مقدمه….………….………………………………………………………………1
انتخاب مكان مناسب براي نيروگاههاي آبي1…….…………………
1-1-1دسترسي به آب………1.…………………………………………………
1-1-2 ذخيره آب2………………………..……………………………………
1-1-3 ارتفاع آب در پشت سد ايجاد شده2……………………………
1-1-4 بررسي هاي زمين شناسي2…………………………………….……
1-1-5 ميزان آلودگي آب 2……………………………….……………….
1-1-6 ميزان رسوب گذاري رود2…………………………….……………
1-6-7 تاثيرات زيست محيطي 2…………………………….……………….
1-1-8 دسترسي به مكان مورد نظر3………………………………………

بخش دوم
-2 پتانسيل هاي برق آبي رودخانه هاي ايران 3…………….……..

بخش سوم
دسته بندي نيروگاهها4…………………………………………………..
1-3-1 دسته بندي براساس دبي آب رودخانه4……………………….
الف) نيروگاههاي بر روي رودخانه هاي بدون ذخيره سازي آب
ب) نيروگاههاي بر روي رودخانه هاي جاري با ذخيره سازي آب
ج) نيروگاههاي مخزني
1-3-2 دسته بندي بر اساس نوع بار4……………..……………………
الف) نيروگاه بار پايه
ب) نيروگاه بار حداكثر
ج) نيروگاه تلمبه ذخيره اي

1-3-3 دسته بندي بر اساس ارتفاع ريزش آب5……………….………
الف) نيروگاههاي با ارتفاع كم آب : اين نوع نيروگاهها5…
ب) نيروگاه با ارتفاع متوسط آب
ج) نيروگاه با ارتفاع آب زياد

بخش چهارم
پارامترهاي اوليه مورد نياز براي سفارش ژنراتور نيروگاهي5…………………

عملكرد ژنراتور را در حالت خطا
4-1  پريود زير گذرا6…………………………………………..…………
4-2   پريود گذرا6………..…………..……………………………………
4-3   پريود دايمي7………………….…………………..………………….

فصل دوم
بخش اول
نيروگاه هاي برق آبي كوچك9………………………..…………………..
2-1 تجهيزات9………………………..….………………………………………

2-1-1 تجهيزات  اصلي

2-1-2 تجهيزات كمكي

بخش دوم
انواع هيدرو ژنراتورهاي كوچك9……………………………………….
2-2-1 ژنراتور سنكرون9…………….………………………………..……
2-2-2 انواع تجاري هيدرو توربين هاي كوچك……………..…..………10
2-2-3 محل كاربرد هيدروتوربين‌هاي كوچك10…….………..……..……

بخش سوم
توربين هاي آبي12………………………………….……….………………
2-3 توربين هاي عمودي12………………………………….…………………………
2-3-1 توربين هاي عمودي13……………………….………………………

بخش چهارم
دسته بندي توربين ها13……………………………………………………
2-4-1 توربين كاپلان13…………………..…………………………………
2-4-1-1 توربين كاپلان S- type با محور افقي14…………….……..…
2-4-2-1توربين كاپلان بامحورعمودي ودرفت تيوب زانويي15……….
2-4-2 توربين فرانسيس 16……..……….…………………………………
2-4-3 توربين پلتون17……..………………………………………………

فصل سوم
ژنراتور نيروگاه آبي18………………………..…………………………
3-1-1     قاب استاتور19………………………………………………………….
3-1-2  هسته استاتور19………………………..……………………………….
الف- ( يوغYoke )19………………………………………………………
ب- (Teeth دندانه ها)19………………..………………………………
3-1-3  سيم‎پيچ استاتور22…………………………………………………
الف)     كلاف ( چند دور)22…………………………………………..
ب)      Bar (تك دور)22………………………………………………..
3-1-4     روتور24………………………………..…………………………
الف) شفت25……………………………………………………………………

ب) هــاب26……………………………………………………………..(Hub)

ب-1 كاربرد روتور هاب26………….……………………………………
ب-2انواع روتورهاب26………….…………………………………………
3-1-5 حلقه مورق روتور28………………………………..……………….
ج- نحوه قرارگيري قطبها بر روي روتور28………………….………
3-1-6  قطبها32……………………………….………………………………
الف) هسته قطب32……………………………………………………………
الف-1 كفشك قطب32………….………………………………………………
الف-2 بدنه قطب32…….……………………………………………………
ب)   دمپرها32……….………………..…………………………………
3-1-7   ياتاقان‎هاي كف‎گرد35……….……………………….….……….
3-1-8 ياتاقان‎هاي هادي36……….……………………….….……………
الف- ياتاقان راهنما37……….…………………………………………
ب- ياتاقان كفگرد37……….………………………………………………
3-1-9 سيستم روانكاري هيدوراستاتيك38…………………….…….…
3-1-10        سيستم  خنك‎كننده43…………….………………………………

3-1-11  واحد ترمز و بالابري46……….………………….……………

بخش دوم
گاورنرها
3-2-1  گاورنر مكانيكي48……………………………..……..……………
3-2-2  گاورنر الكترومكانيكي48……………………………….…………
3-2-3  گاورنر الكترونيكي48………………………….……………………

بخش سوم

3-3 سيگنال‎هاي ورودي گاورنر48…………………………………………
3-3-1 سيگنال آنالوگ سرعت توربين49………………………….………
3-3-2  سيگنال آنالوگ نشان‎دهنده موقعيت49………….………..……
3-3-3  سيگنال آنالوگ نشان‎دهنده توان خروجي ژنراتور49……..
3-3-4 سيستم كنترل گاورنر49…….…………..……………………………
3-3-5 قسمت هيدروليكي گاورنر50………………….…..…………………
3-3-5-الف- عمــل‎كننده‎هـــاي الكتروهـــيدروليكي50………..…
3-3-5-ب- واحد تأمين فشار روغن50………..……..………………………

بخش چهارم

4-3  هوايي در ژنراتورهاي آبي   فاصل 50…….……..……………….……………

فصل چهارم

حفاظت
1-4انواع سيستم زمين (گراند)51….…….……………………………….……
4-1-1   گراند صاعقهLightning ground)  )51.………………………….
4-1-2 گراند قدرت( Power ground )51……………………….…….…………
4-1-3 گراند سيستم( System ground )51………………….……..…………….
4-1-4 گراندسيستم هاي الكترونيكي حساس51……………………….…..…..

4-2-2 UPS 51…………..….…..(Uninterruptible Power Supply)

بخش دوم
ويژگيهاي گراند
4-2انواع سيستم‌هاي گراند براي كامپيوترها52…………………….….
1-2-4 ويژگي هاي سيستم گراند كامپيوتر52……………………..……..…

بخش سوم
سيستم هاي الكترونيكي حساس55………………………………..…………
3-4 انواع سيستم هاي الكترونيكي حساس55……………………..………
4-3-1 سيستم ايزوله55……………………..………………………..….…………
4-3-2 سيستم گروهي57……………….……………………………………………
4-3-3 سيستم توزيعي59…….………..………………..………..…………….……
4-3-4 سيستم چندگانه توزيعي60……..….……….…………..…….….….…

بخش چهارم

4-4 چالش هاي سيستم گراند تجهيزات حساس 62…..……..…………………

بخش پنجم
4-5اينورتر64…………….………..….………..…………………………………
4-5-1 تقسيم بندي اينورتر65……………………………….……………
4-5-2    شكل موج 65…………………….…………………………………………..
3-5-4انواع اينورتر67………….……..…………….…………..….

بخش ششم
كاربردهاي اينورتر
4-6 كاربردهاي اينورتر 69…….…………………………………………
4-6-1 برق مطمئن 69……….…….………………..……………(Safe AC)
4-6-2 UPS 70……….……………….(Uninterruptible Power Supply)
4-6-2-1 انواع UPS 70……….…………………..…………………………
4-6-2-1-ب سيستم‌هاي 70……..……..………………………Off-Line UPS
4-6-2-1-ج سيستم‌هاي Line Interactive 70……….………….…………
4-6-3 جريان‌هاي سرگردان الكترومغناطيسي72……………………….……

بخش هفتم
جريان نشتي و تاثيرات آن

4-7-1 جريان نشتي74…………….………………………….…………………
4-7-2 تاثيرات جريان متناوب 75……..….……..…………………………
4-7-3 تاثيرات جريان مستقيم 76…….……….………………….………DC
4-7-4 خطر خسارت و آسيب به تجهيزات برقي76…………………….…
4-7-5 تماس مستقيم و غير مستقيم77………………………..…….………

بخش هشتم
استفاده از قطعات حفاظتي
8-4 قطعات حفاظت درمقابل جريان نشتي78……………………..(RCD)
4-8-1 حفاظت انسان در مقابل تماس مستقيم78…………………….……

4-8-2 حفاظت انسان در مقابل تماس غير مستقيم78……………..……
4-8-3 حفاظت تجهيزات در مقابل خطر آتش سوزي78……..……..….…

بخش نهم
عملكردكليد محافظ

4-9 عملكرد كليدهاي محافظ جان
4-9-1 آشكارسازي جريان نشتي يا قسمت80…………….(Detection )
4-9-2 اندازه‌گيري جريان نشتي80…………………………………………
4-9-3 واحد قطع مدار يا  80…….………………..…………(Tripping)

بخش دهم

قابل تماس غير مستقيم
4-10 سيستم زمين تجهيزات الكترونيكي حساس81…..………………….……
4-10-1 كامپيوتر 81…….…..……….…….…..……..…………(computer)
4-10-2 الكترود84…….……….…………………….……….………(electrode)
4-10-3 سيستم زمين قدرت85…………………………….(power system ground)
4-10-4 نول85……………………………………………………………(neutral)
4-10-5 زمين نويزي85……….……………..……….……………(noisy ground)
4-10-6 زمين آرام (Quiet ground يا 85…………………….(Clean earth

بخش يازدهم
تداخل ونويز ناشي از ميدان الكترو مغناطيسي86…………………
4-101- تداخل ناشي از ميدان الكترو مغناطيسي86………………….…

فصل پنجم
نمونه اي از سدهاي مختلف در نقاط مختلف جهان.
5-1 سد بزرگ آسوان88…………….……….………….……………………
5-2 سد هوور(Hoover)88………………………….….……………………
5-3 سد ايتايپو(Itaipu)90……………………………….………………

فصل ششم

مقايسه بين زمان، اوزان و هزينه

6-1 مقايسه بين مدت زمان طراحي و    كار   مهندسي   بر   روي قطعات الكتريكي و مكانيكي هيدروژنراتور92….…

6-2   مقايسه   بين   اوزان   تجهيزات    الكتريكي   و     مكانيكي هيدروژنراتور92………
6-3      مقايسه      بين       هزينه‌هاي        كارخانه‌اي       ساخت
قطعات الكتريكي و مكانيك هيدروژنراتور93…………………………

فصل هفتم
مزاياومعايب نيروگاههاي برق آبي

7-1 مزاياي استفاده از نيروگاههاي برق آبي94….………………
7-1-1  عمر مفيد94…………………………………..…..……………………
7-1-2   سوخت94…………………………………………………
7-1-3  آلودگي94……………..…………………………………………………
7-1-4  هزينه توليد94…………….…………………………………………
7-1-5  زمان راه اندازي94…………………………….……..……………
7-1-7   هزينه نگهداري94……………………………………………………
7-1-8    بازده94………..………………………………………………………
7-1-9   پرسنل94…….….………………………………………………………
7-1-10 صرفه جويي94……….…………………………………………………
7-1-11 سيل ها وسيلاب94….…………………………………………………
7-1-12 كشاورزي94………….………….……..………………………………
7-1-13 محيط زيست94….…….…………………………………………………
7-1-14 فضاي تفريحي95….……..……………………………………………
7-1-15 آب مصرفي95….……….……………..……………….………………
7 -2       مشكلات استفاده از نيروگاههاي برق آبي95…………….…
7-2-1 هزينه ثابت95…………………………………………………..……
7-2-2 كم آبي95…………………..…………………………..………………
7-2-3 زمان ساخت95…………………………………………..………………
7-2-4 قابليت نصب95…………………………………………..……………

بخش هشتم

جايگاه انرژي هاي مختلف96…………………………….…………..………

نتيجه گيري100…………….……………….…………………………………

منابع و مآخذ

فهرست اشكال

شكل 4-3   پريود دايمي (Permanent  )7……….…..….……………….

شكل    2-2-3 محل كاربرد هيدروتوربين‌هاي كوچك12……………………

شكل 2-4-1-1 توربين كاپلان S- type با محور افقي14…..……………

شكل 2-4-1-1 توربين كاپلان S- type با محور افقي15………………..

شكل  1-1-3    قاب استاتور19……………….….………………………………

شكل3-1-2-الف- هسته استاتور( Stator Core)20…..………….….……

شكل3-1-2-ب-هسته استاتور( Stator Core)21……………….…………..

شكل 3-1-3  سيم پيچ استاتور22………….…….……..……….….…………

شكل    3-1-3  سيم پيچ استاتور24….…….………………………….……….

شكل3-1-4-ب-2-الف انواع روتورهاب روتور(Rotor)27……………….

شكل3-1-4-ب-2-ب انواع روتورهاب روتور(Rotor)27………………..……

شكل3-1-5 حلقه مورق روتور(Rotor Rim)28………………..………….

شكل    ج- نحوه قرارگيري  قطبهابررويروتور29,30…….……….…………

شكل3-1-6  قطبها(Poles)31………………………………………………….

شكل3-1-6 ب)دمپر34…………………………………………………………

شكل3-1-7  ياتاقان‎هاي كف‎گرد(Thrust Bearing)36…….……………..

شكل3-1-8-الف ياتاقان‎هاي هادي(Guide Bearing)38…..………….…

شكل3-1-8-ب ياتاقان‎هاي هادي(Guide Bearing)38………….…….……

شكل3-1-8-ج الكتروپمپ41…………….…..….………..……

شكل3-1-8-د صدمات در ژنراتورها42……………………………………

شكل3-1-10-الف سيستم خنك‎كننده  ( Cooling system)43.…………….

شكل3-1-10-ب تهويه44…………………………………………………………
شكل 3-1-10-ج تهويه44……………………………………….…….…………
شكل 3-1-10-د گردش هوا45……………………………………….………..
شكل 3-1-10-ز گردش هوا45…………….………………………….……….

شكل 3-1-11  نماي يك سگمنت ترمز/جك46………………………….……

شكل1-2-4 نمايي سيستم گراند كامپيوتر53…….……………………….

شكل4-3-1-الف سيستم هاي ايزوله56……….………………..…………

شكل4-3-1-ب سيستم هاي ايزوله56………………………………………

شكل4-3-2-الف سيستم گروهي57…………….……………………………..

شكل4-3-2-ب سيستم گروهي58……………………………………….………

شكل4-5اينورتر64………………..………………….……….…………………

شكل4-5-2  تكنولوژي سوئيچينگ نوع پل66……………………………
شكل5-1-2-ب- اينورتر با موج سينوسي تغيير يافته67………….

شكل5-1-2-الف- اينورتر با موج سينوسي خالص68…..………………

شكل4-7-5-الف تماس مستقيم و غير مستقيم77…………..……..…..……

شكل4-7-5-ب تماس مستقيم و غير مستقيم77…………….….……….……

شكل6-1 مقايسه بين مدت زمان طراحي و كار92……..………………

شكل6-2 مقايسه بين اوزان تجهيزات الكتريكي ومكانيكي92………….

شكل6-3  مقايسه   بين  هزينه‌هاي    كارخانه‌اي     ساخت    قطعات الكتريكي و مكانيكي93………….………………………..…………………

جدول3-1-9   سيستم     روانكاري     هيدور   استاتيك    (Hydrostatic

lubrication system)39…………………………………

جدول4-6-2-1-ج ، مقايسه‌اي بين 71………………………….……UPS

جدول4-7-3 تاثيرات جريان مستقيم 76……….………………………DC

 

جهت دانلود كليك كنيد