Elektorstaciju ekspluatacija

  • Upload
    ifku

  • View
    66

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Mūsdienās ir grūti atrast tādu sadzīves jomu, kas darbotos bez elektrības. Bet ne tik sen, apmēram pirms 100 gadiem,lielākā cilvēku daļa elektrisko strāvu nepazina. Pateicoties zinātnieku atklājumiem, radās iespēja elektroenerģijuiegūt un ražot, kā arī to pārvadīt noteiktos attālumos un izmantot cilvēkiem ērtā veidā. Kā zinām, dabā enerģija irvisapkārt visdažādākajos veidos, un arī elektroenerģijas iegūšanas veidi ir dažādi. Cilvēces attīstības gaita joprojāmvirzās uz priekšu un ir ļoti ticami, ka nākotnē tiks atklāti vēl jauni elektroenerģijas iegūšanas veidi.

Citation preview

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    1/92

    Ainars Knipis, Pteris Brics

    Elektrostaciju elektroietaiuekspluatcijaMcbu palgldzeklis

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    2/92

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    3/92

    Ainars Knipis, Pteris Brics

    Elektrostaciju elektroietaiuekspluatcijaMcbu palgldzeklis

    Projekts: Rgas Valsts tehnikuma skotnjs proesionlsizgltbas programmu stenoanas kvalittes uzlaboana

    Vienoans numurs: 2010/0106/1DP/1.2.1.1.3/09/APIA/VIAA/047ISBN 978-9934-8332-0-5 SIA Contendo 2012

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    4/92

    22

    SATURS

    1.Visprg daa ...................................................................................................................... 3 1.1. Elektroenerijas raoanas attstbas vsture Latvij. ...........................................................................................3 1.2. Elektrostaciju iedaljums. .........................................................................................................................................6

    2. Alternatvie enerijas ieguves veidi ................................................................................ 10 2.1. Hidroenerija ..........................................................................................................................................................11 2.2. Hidroelektrostacija .................................................................................................................................................12 2.3. Aizsprosta hidroelektrostacijas .............................................................................................................................13 2.4. Derivcijas HES.......................................................................................................................................................16 2.5. Hidroakumuljo elektrostacija ..........................................................................................................................17 2.6. Daugavas hidroelektrostaciju kaskde .................................................................................................................18 2.7. Elektroenerijas enerators ...................................................................................................................................21 2.8. Vja enerija ............................................................................................................................................................27 2.9. Vja dzinju klasifikcija ........................................................................................................................................28 2.10. Vja turbnas uzbve un darbbas princips .........................................................................................................29 2.11. Vja enertika Latvij ...........................................................................................................................................38

    2.12. Terminu skaidrojums .............................................................................................................................................43 2.13. eoterml elektrostacija ......................................................................................................................................46 2.14. Saules enerija .........................................................................................................................................................50 2.15. Saules kolektori .......................................................................................................................................................50 2.16. Saules baterijas. .......................................................................................................................................................51 2.17. Saules elektrostacijas...............................................................................................................................................53

    3. Termoelektrostaciju elektrisk daa, vadbas sistmas, ekspluatcijaspersonla pienkumi un atbildba. .................................................................................57

    3.1. Visprgs TEC apraksts ..........................................................................................................................................57 3.2. Mehnisk daa........................................................................................................................................................59

    3.2.1. Gzes turbna .................................................................................................................................................59 3.2.2. Tvaika katli. ....................................................................................................................................................63 3.2.3. Tvaika turbna ................................................................................................................................................63 3.2.4. Kondensators. ................................................................................................................................................65

    4. Elektrisk daa .................................................................................................................66 4.1. Gzes un tvaika turbnas eneratori. ....................................................................................................................99 4.2. Sinhronizcijas iekrtas ..........................................................................................................................................68 4.3. Papatri ...............................................................................................................................................................69 4.4. eneratora ekspluatcija ........................................................................................................................................70 4.5. eneratoru tipveida prbauu saraksts................................................................................................................71 4.6. Transormators. .......................................................................................................................................................72 4.7. Elektrodzinji. .........................................................................................................................................................72 4.8. Elektrodzinju ekspluatcija ..................................................................................................................................73 4.9. TEC vadbas sistmas. ............................................................................................................................................76 4.10. Kontroljautjumi .....................................................................................................................................................79

    5. Atomelektrostacijas .........................................................................................................80

    6. Ekspluatcija ...................................................................................................................82 8.1. Elektrostacijas darba remi. .................................................................................................................................82 8.2. Personla pienkumi un atbildba ........................................................................................................................82 8.3. Operatvais darbs ....................................................................................................................................................84

    8.4. Kontroljautjumi .....................................................................................................................................................86

    7. Izmantots literatras saraksts .......................................................................................87

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    5/92

    33

    1. VISPRG DAA

    Msdiens ir grti atrast tdu sadzves jomu, kas darbotos bez elektrbas. Bet ne tik sen, apmram pirms 100 gadiem,lielk cilvku daa elektrisko strvu nepazina. Pateicoties zintnieku atkljumiem, rads iespja elektroenerijuiegt un raot, k ar to prvadt noteiktos attlumos un izmantot cilvkiem rt veid. K zinm, dab enerija irvisapkrt visdadkajos veidos, un ar elektroenerijas ieganas veidi ir dadi. Cilvces attstbas gaita joprojm

    virzs uz prieku un ir oti ticami, ka nkotn tiks atklti vl jauni elektroenerijas ieganas veidi.

    1.1. ELEKTROENERIJAS RAOANAS ATTSTBAS VSTURE LATVIJ.Pirms zias par elektroenerijas izmantoanu Latvij saists ar 1876. gadu, kad Rg Rozenkranca metlapstrdesabrik tika lietota elektrisk apgaisme. Pirms elektrostacijas sastvja no lokomobiles, dinamomanasun akumulatoru baterijas. ai laik Rgas politehnikuma mcbu programm tika iekautas mcbas parelektromagntiskajm manm, magntismu un elektrbas jautjumiem, td veid gatavojot specilistus nkotnesattstbai. Apgaismojums 1879. gad Rg tika ierkots varca koncertdrz, bet 1882. gad ar Poles un Veitmaa

    manbves, metlapstrdes un katlu kaltuves abrik. 1883. gad Rgas dzelzcea stacijas tuvum uzstdja ldzstrvaseneratoru ar tvaika dzinju. Tolaik elektrostacijas sauca par spkstacijm.

    Jpiemin, ka 1887. gad ldzs Pirmajam tetrim (tagadj Latvijas Nacionl opera) ska darboties pirm lielkelektrostacija Latvij un Baltij.

    Elektrostacijas, protams, bija lokla tipa un to galvenais uzdevums bija nodroint elektrisko apgaismojumu.

    Elektrostacijas tika izbvtas ar cits Latvijas pilsts un 1901. gad jau darbojs vairk nek 30 elektrostacijasar kopjaudu 2500 kW, to skait 16 privto elektrostaciju. aj gad uz Abula upes darbu uzsk Smiltenes HES,kas Baltijas valsts ir pirm derivcijas tipa hidroelektrostacija ar dens turbnu un ar jaudu 110 kW tre lielkKrievijas imprij.

    Arvien vairk attstoties rpniecbai, pieprasjums pc elektroenerijas strauji pieauga. 1905. gada maij Rg skdarbu Andrejsalas termoelektrostacija, kuru projektja O. fon Millerinenieru birojs Minhen. Tur darbojs vienatvaika mana ar jaudu 368 kW un divas tvaiku manas ar jaudu 736 kW, kas piedzina trsu 3000 V spriegumaeneratorus. Lielkajs Latvijas pilsts tika pastiprinti bvtas elektrostacijas.

    Pirm pasaules kara laik, uz Krieviju evakuja daudzas elektrostaciju iekrtas un elektroenerijas raoanas jaudas,saldzinot ar 1914. gadu, samazinjs trskrtgi.

    Pc pirm pasaules kara notika izpostts elektrosaimniecbas atjauninana un jaunu elektrostaciju bvniecba.

    Vsturisks ir 1924. gads, kad London notiek pirm Vispasaules enerijas konerence, kuru no Latvijas prstvpro. M. Bmanis. Pc s konerences Latvij nodibina Latvijas Nacionlo spka komiteju un skas darbs pieplnveidgas elektrbas saimniecbas attstbas. 1927. gad Latvijas valdba pieem ineniera O. Leimaa vadb

    izstrdto Latvijas elektrifikcijas programmu 1935. 1950. gadam. Taj bija paredzts, ka ldz 1950. gadamLatvijai vajadzs 16 000 kW jaudas un 550 miljonus kwh elektroenerijas un pamat tas jnodroina no vietjiemresursiem. K vietjie resursi tika minti dens enerija, kdra, malka, atkritumi, vja spks. Daudzi ajprogramm izstrdtie jautjumi ir aktuli ar msdiens.

    Notika elektrostaciju, elektroprvades lniju un apakstaciju plnveidga bvniecba un rekonstrukcija. 1936. gadLatvij strdja 73 elektrostacijas ar 62 560 kW kopjo jaudu un 411 mazs elektrostacijas loklm vajadzbm arkopjo jaudu 17 250 kW.

    Hidroelektrostacijs iegtais elektroenerijas daudzuma patsvars no kopjs jaudas bija zems, tikai 2,7%. K lielkjmin 1932. gad iedarbint Aiviekstes HES.

    1936. gad Latvijas MK apstiprina zviedru projektanas biroja Vattenbyggnadsbyran izstrdto eguma

    spkstacijas projektu un nosldz lgumu ar zviedru firmu Svenska Entreprenad A.B. par eguma spkstacijas bvi.Skas eguma spkstacijas celtniecbas darbi. 1938. gad pabeidz bvt aizsprostu, un sk uzstdt turbnas ar17 500 kW jaudu katru. 1939. gada oktobr sk darboties pirmais agregts, novembr sk darboties otrais agregtsun 1940. gada maij treais. s laik un kvalitatvi tika uzcelta moderna hidroelektrostacija. Msdiens eguma

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    6/92

    4

    HES- ir izveidots ar muzejs, kas noteikti ir apskatanas vrts.

    1939. gad ekspluatcij nodod K elektrostaciju pie Bbeltes ezera Eiropas modernko stratisks rezervesdzeelektrostaciju.

    aj gad Latvijas elektrostaciju kopj saraot jauda bija 121 000 kW un elektroenerija 242 miljoni kWh.

    Pateicoties elektroprvades lniju izbvei un attstbai, elektrostacijas ska strdt paralli kopg tkl.

    Skoties Padomju varas okupcijas laikam 1940. gad, privts elektrostacijas tika nacionaliztas un iekautasLPSR Vietjs rpniecbas Tautas komisarita trest Energotrests. Notika darbi pie apakstaciju, sadales punktu unelektroprvades lniju izbves.

    Otr pasaules kara laik Latvijas energosistmai ir kritiski pdjie kara gadi, no 1944. ldz 1945. gadam. Vcuspki atkpjoties nopostja eguma spkstaciju, Andrejsalas un K elektrostacijas Rg, vairkas citas spkstacijas,apakstacijas un elektrolnijas. Karadarbbas rezultt cieta Jelgavas spkstacija, vairkas mazs spkstacijas,elektroprvades lnijas, kopum sagrautas vai bojtas bija aptuveni 90% no vism elektroiekrtm un bvm.Karadarbbas rezultt izpostja 88 kV lniju ViskaiBrocniLiepja; uz Vciju izveda dau no Liepjas un Brocnuspkstaciju iekrtm. No Padomju Savienbas Rg ierads divi energovilcieni prvietojamas elektrostacijas.Atjaunoja 166 km 88 kV elektrolniju: egumsJciems, JciemsBiuciemsSloka, BiuciemsViskai.1945. gada novembr iedarbinja pirmo atjaunots eguma HES hidroagregtu, otro iedarbinja 1946. gada maij,

    treo 1947. gada jlij. aj laik atjaunoja ar Andrejsalas spkstaciju.Turpinjs atjaunoanas darbi un 1946. gada aprl tika izveidota Latvijas enertikas prvalde Latvenergo. Uzstdtsjaudas zi pirmskara lmenis tika sasniegts tikai 1950. gad.

    1953. gad iedarbinja eguma HES ceturto hidroagregtu un stacija sasniedza 70 MW jaudu. Gadu agrk tikauzskta termoelektrocentrles Rgas TEC-1 bve un 1955. gada janvr t uzska darbu. 1958. gad Rgas TEC-1sasniedza plnoto 125 MW jaudu un ska ar siltuma piegdi pilstai.

    Ldz 1961. gadam lauku rajonu elektrostacijas nebija atauts pieslgt kopjam elektrotklam, tpc tur elektroapgdenotika decentralizti. Skot ar o gadu, bija izveidojusies vienota energosistma ar atbilstom elektroprvadeslnijm. Lielajs elektrostacijs saraot elektroenerija bija ltka un to varja nogdt uz lauku rajoniem. Sksmasveidga mazo elektrostaciju, tai skait mazo HES, likvidcija.

    Bija izbvtas ar atbilstoas elektroprvades lnijas ar kaimirepublikm un 1961. gad Latvijas energosistmatika iekauta Ziemerietumu apvienotaj energosistm. Elektroeneriju varja saemt no Lietuvas un Igaunijaslielajm elektrostacijm. Pakrtoti sks nepamatota un nevajadzga rpniecbas attstba, k rezultt puse nopatrts elektroenerijas tika saemta no rpuses. Latvij rads enerjoo jaudu deficts, tai pa laik lielselektrostacijas kaimiu republiks nespja laikus reat uz straujajm remu izmaim. Tpc, lai vartu nosegtslodzes maksimumus un kdas iespjams avrijas, rads nepiecieamba izbvt hidroelektrostacijas uz Daugavas.

    1961. gad ska Paviu HES celtniecbu ar 40 m augstu dens kritumu. Skot darbus atkljs, ka Daugavas gultneir mlsmilts un t nav piemrota tdai slodzei. Veicot rpgu izpti, pirmo kaut cik stabilko grunti atrada pieAizkraukles, bet elektrostacijas nosaukums palika Paviu HES.

    Skum Daugavas vidj posm bija paredztas celt trs elektrostacijas: Jkabpils ar 9 m kritumu; Paviu ar 26 m kritumu; Miemnu ar 20 m kritumu.

    Projektanas gait, vadoties no ekonomiskiem apsvrumiem, nolma celt divas elektrostacijas: Jkabpils ar 15 m kritumu; Paviu ar 40 m kritumu.

    1966. gada 21. decembr Paviu HES sasniedza projektto 825 MW jaudu. Atbrvojuos darbaspka un tehnikasresursus novirzja Daugavas kaskdes nkams elektrostacijas Rgas HES celtniecbai, kuru iedarbinja 1975.

    gad. Darbs pie enerjoo jaudu palielinanas turpinjs un 1980. gad pabeidza eguma HES rekonstrukciju,palielinot jaudu ldz 260 MW. Gadu agrk ekspluatcij nodeva Rgas TEC 2 pirmo krtu ar 390 MW jaudu.

    1991. gad ska Paviu HES rekonstrukciju un Aiviekstes HES atjaunoanu.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    7/92

    5

    1992. gad pc PSRS sabrukuma trs Baltijas valstis nodibinja Baltijas valstu enertisko sistmu apvienbuar dispeeru centru Rg. Turpinjs elektrostaciju celtniecbas, rekonstrukcijas un atjaunoanas darbi. Tlkkopsavilkums elektrostaciju attstbas gaitai un mazajm elektrostacijm, kas pieslgtas kopgam tklam:

    1992. g. darbu atsk Brutuu HES uz Abula;

    1993. g. darbu atsk Felicianovas HES uz Ludzas upes;

    1994. g. darbu atsk Aiviekstes HES;

    1994. g. darbu sk Vinu HES uz Maltas upes;

    1995. g. uzbv un iedarbina divus vja eneratorus Ainaos;

    1995. g. darbu sk Jersikas HES uz Rauzas upes;

    1996. g. darbu sk Vecogres HES uz Ogres, Spruktu HES uz Rzeknes upes;

    1997. g. darbu sk rgu HES;

    1998. g. sk eguma HES-1 rekonstrukciju. Darbu sk atjaunot Dobelnieku HES;

    1999. g. darbu sk Grsenes HES uz Dienvidsusjas un Grbes HES;

    2001. g. pc rekonstrukcijas darbbu atsk eguma HES-1; elektroenerijas izstrde augusi par 25 MW; uzsktsRgas TEC-1 rekonstrukcijas projekts;

    2001. g. pc rekonstrukcijas atklj eguma HES-1. Specilisti apgalvo, ka t darbbas spja atjaunota uz 40gadiem. Rekonstruto agregtu lietderbas koeficients pieaudzis no 82% ldz 91,4%, kas aus papildus gadizstrdt 25 milj. kWh elektroenerijas;

    2002. g. sk darboties vja eneratoru parks pie Grobias (20 MW);

    2005. g. notiek rekonstruts Rgas TEC-1 raotnes atklana. Divu gadu laik ir realizts Latvenergo vsturlielkais investciju projekts, kas izmaks 106 miljonus eiro. T mris nomaint esos, savu laiku nokalpojusTEC-1 iekrtas, stacijas neapbvtaj teritorij izbvjot jaunu videi draudzgu kombint cikla energobloku.Rekonstrukcijas rezultt TEC-1 elektrisk jauda pieaug no 129,5 ldz 142 MW. Eektvk izmantojot kurinmo,

    TEC-1 vars saraot gandrz etras reizes vairk elektroenerijas nek ldz im;

    2006. g. tiek uzskta Rgas TEC-2 rekonstrukcija grandiozkais investciju projekts kop Latvijas neatkarbasatjaunoanas;

    2009. g. sk darboties Rgas TEC-2 atjaunotais energobloks;

    2009. g. Nosldzas Paviu HES hidroagregtu rekonstrukcija; stacijas jauda sasniedz 883,5 MW;

    2010. g. uzskta TEC-2 jaun energobloka otrs krtas celtniecba;

    2010.11.06. Rgas TEC-1 izbvts papildu denssildmais katls, kas nodroina neprtrauktu un garanttusiltumenerijas piegdi Daugavas lab krasta iedzvotjiem. Projekts realizts divu gadu laik;

    2010. oktobris novembris. Latvija ir ES ldere no atjaunojamiem energoresursiem saraots elektroenerijasjom. Loklo elektrostaciju, kuras nav pieslgtas kopgam elektrotklam, protams, ir daudz vairk.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    8/92

    6

    1.2. ELEKTROSTACIJU IEDALJUMS.Elektrostacija sastv no kas vai ku kopuma, kur atrodas visas nepiecieams iekrtas un aprkojumselektroenerijas raoanai. Elektrostacijas galvenais komponents ir enerators, kuru grie siltuma, dens vai vjadzinjs. Elektrostacijas iedala pc dzinja veida. Lielks elektrostacijas ir hidroelektrostacijas un termoelektrostacijas.

    Elektrostaciju veidi:

    Termoelektrostacija (TES), termoelektrocentrle (TEC).

    Gzes elektrostacija (dabasgze);

    idr kurinm elektrostacija (biodzelis, dzedegviela, mazuts);

    Ciet kurinm elektrostacija (ogles, kdra, elda, degslneklis).

    Atomelektrostacija (AES).

    Hidroelektrostacija (HES).

    Aizsprosta hidroelektrostacija;

    Derivcijas hidroelektrostacija;

    Hidroakumuljo elektrostacija;

    Pldmaiu elektrostacija;

    Jras straumju elektrostacija;

    Viu elektrostacija.

    Vja elektrostacija.

    eoterml elektrostacija.

    Saules elektrostacija.

    Termoelektrostacija (TES)ir elektrostacija, kur elektroeneriju rao, sadedzinot kurinmo (gan atjaunojamos, ganneatjaunojamos resursus), iegto siltumeneriju prvrot mehniskaj un tlk elektroenerij. Galvenais dzinjs irtvaika turbna. Tvaiks grie tvaika turbnu, un turbna savukrt eneratoru.

    Termoelektrostacijas darbbas princips:

    dens tiek uzkarsts tvaika katl, ldz tiek iegts tvaiks.

    Ar tvaiku grie turbnu ar eneratoru un tiek raota elektroenerija.

    Atstrdto tvaiku pc turbnas kondens.

    Kondenstais dens tiek atkrtoti karsts tvaika katl, lai iegtu tvaiku un cikls atkrtojas.

    Termoelektrostacijas var darboties ar ar gzes turbnm, kur turbnu grie nevis ar tvaiku, bet sadedzinot kurinmo,piemram, gzes turbnas termoelektrostacijs. Visizplattks ir koenercijas stacijas, kur tiek izmantotas gangzes, gan tvaika turbnas. Sadedzinot kurinmo, rodas liels gaisa piesrojums. Viens no izmeu samazinanasveidiem ir gzes izmantoana par kurinmo.

    Termoelektrocentrle (TEC) ir elektrostacija, kur, sadedzinot kurinmo, paralli elektroenerijai tiek raota arsiltumenerija, ko tlk piegd patrtjiem (siltais dens, apkure). TEC darbbas apzmanai tiek lietots terminskoenercija.

    Koenercija ir vienlaicga elektroenerijas un siltumenerijas raoana vienot termodinamisk cikl. Tiekizmantots viens kurinm veids, piemram gze. o procesu sauc ar par kombinto siltuma un elektroenerijasraoanas ciklu.

    Atomelektrostacija (AES) ir elektrostacija, kur siltumeneriju iegst atomu kodolu dalans des reakcijas rezultt.Siltumeneriju izmanto tvaika raoanai, ko ar turbnas un eneratora paldzbu tlk prvr elektroenerij.Atomelektrostaciju darbbas princips ir ldzgs termoelektrostacijm.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    9/92

    7

    Hidroelektrostacija (HES)ir elektrostacija, kur elektroeneriju rao, izmantojot krtoa vai tekoa dens gravitcijasspku, lai grieztu turbnu ar eneratoru.

    Aizsprosta hidroelektrostacijair hidroelektrostacija kur ir realizta ar aizsprosta paldzbu, piemram, uz upes.

    Derivcijas hidroelektrostacija ir hidroelektrostacija, kur dens plsma tiek pievadta pa specilu kanlu.

    Hidroakumuljo elektrostacija ir hidroelektrostacija, kur dens tiek uzkrts specil rezervur, laiizmantotu elektroenerijas raoanai maksimumstunds.

    Pldmaiu elektrostacijair hidroelektrostacija, kur izmanto pldmaiu eneriju (paisums un bgums) jrsun okenos.

    Jras straumju elektrostacijair hidroelektrostacija, kur izmanto jras un okenu straumju eneriju.

    Viu elektrostacijair elektrostacija, kur izmanto jru un okenu viu eneriju.

    Vja elektrostacijair elektrostacija, kas sastv no viena vai vairkiem vja eneratoriem, kas atrodas vienkopus, lairaotu elektroeneriju. Elektroenerija tiek raota, eneratora grieanai izmantojot vja eneriju. Vja elektrostacijasvar sastvt no vairkiem simtiem vja eneratoru, kas izvietoti liel platb.

    eoterml elektrostacijair elektrostacija, kas darbojas pc ldzga principa k termoelektrostacija, kurinm vietizmantojot eotermlo eneriju no zemes dzlm.

    Saules elektrostacija ir elektrostacija, kas rao elektroeneriju, izmantojot saules eneriju.

    Kopjais pasaules elektroenerijas patri pc pieejamajiem datiem IEA/OECD (International Energy Association/Organisation for Economic Co-operation and Development) ir aptuveni 20 triljoni kWh. Sadaljums starp lielkajiemelektroenerijas raotjiem un patrtjiem (miljardos kWh) (tabula. 1.1):

    abula 1.1. Pasaules lielko elektroenerijas raotju un patrtju (miljardos kWh) grafiskais atainojums:

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    10/92

    8

    abula 1.2. Pasaules lielkie elektroenerijas raotji un patrtji (miljardos kWh) skaitos:

    Saraots Patrts

    1 ASV 4110 3873

    2 na 3451 3438

    3 Japna 956,5 858,5

    4 Krievija 925,9 857,6

    5 Indija 723,8 568

    6 Kanda 620,7 536,1

    7 Vcija 593,4 547,3

    8 Francija 535,7 447,2

    9 Brazlija 438,8 404,3

    10 Dienvidkoreja 417 402

    Skaiti ir emti pc IEA (International Energy Association) un CIA inormcijas avotiem, kas pdjo reiziatjaunoti 2008. gad. 2010. gad ir vrojams pieaugums ekonomiski aktvajs zons un samazinjums krzessmagk skartajos reionos. tendence ar turpinsies, iespaidojoties no globls ekonomisks krzes. Lai gansvrstbas notiek, globlais Top10 daudz nemains ar 2012. gad.

    Nkamaj grafik (1.1. att.) ir attlots procentulais sadaljums pasaul saraotajai elektroenerijai attiecgi pc t,kdi resursi ir izmantoti. Grafik izmantoti dati no 2008. gada (avots: IEA/OECD).

    1.1. att. Pasaul saraots elektroenerijas procentulais sadaljums.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    11/92

    9

    Atjaunojams elektroenerijas resursu izmantoana strauji aug. 2010. gad 19% no kopj globls elektroenerijaspatria nca no atjaunojamajiem resursiem. To skait 16% no hidroelektroenerijas un 3% no citiematjaunojamajiem energoresursiem (vja, saules, eotermlie, biodegvielas, biomasas), kas strauji pieaug (1.2. att.).

    1.2. att. No atjaunojamajiem resursiem saraots elektroenerijas pieaugums pasaul.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    12/92

    10

    2. ALTERNATVIE ENERIJAS IEGUVES VEIDI

    Ar katru gadu pieprasjums pc elektroenerijas pieaug. Lai saraotu nepiecieamo elektroeneriju, jizlieto arvienvairk osil kurinm. Tau, palielinoties pieprasjumam pc neatjaunojamajiem energoresursiem, strauji aug ar tocena. Tas noved pie elektroenerijas tariu celanas. T k osilo energoresursu apjoms ir ierobeots, tie draud izskt.Resursi, kas Zemes dzls veidojuies miljoniem gadu, pdjos 100 gados tiek oti strauji izlietoti. Valstis un raotji,

    kuriem pieder osil kurinm ieguves atradnes, cenas visiem patrtjiem diktt savus noteikumus un nosakamonopolcenu kurinmajam. Fosil kurinm enerijas nozare ir viena no lielkajm un bagtkajm rpniecbasnozarm. Ir izveidota starpvalstu organizcija OPEC Organization of the Petroleum Exporting Countries (Nafueksportjoo valstu apvienba). Organizcijas dalbnieki ir 12 nafu eksportjoas valstis. OPECgalvenais uzdevumsir noteikt nafas cenu, kas ir pieemama raotjiem un patrtjiem. Pdjos 100 gados energoresursu patri irpalielinjies vairk nek 20 reizes. Palaik energoresursu patri palielins par 2% gad. T k cilvki neatteiksiesno sasniegt rtbu lmea, pieprasjums pc energoresursiem nesamazinsies. Tas noveds pie osilo energoresursuizskuma. Vispirms izsks nafa un gze, bet pc tam ar akmeogles. Tiek prognozts, ka nafa un gze vartu izsktnkamajos 100 gados, bet ogles 300 gados. Tdjdi arvien vairk pieaugs o energoresursu cena un arvien drgkaks ar elektroenerija. Tpc preja uz alternatvajiem un atjaunojamajiem energoresursiem ir neizbgama. PalaikLatvijas atjaunojamo energoresursu patsvars tuvojas 35% no elektroenerijas patria, kas ir viens no lielkajiemES valsts. Lielk daa no atjaunojamo energoresursu elektroenerijas Latvij tiek saraota hidroelektrostacijs,nedaudz (1%) vja parkos un sadedzinot biomasu. Pavisam neliela daa enerijas tiek iegta biogzes ieguves iekrtsun eksperimentl lmen pris saules kolektoros.

    Saules vja un dens enerijas izmantoana nav saistta ar CO2un citu izmeu raanos. T ir tra enerija, jo nepiesro

    apkrtjo vidi. Vja enerijas raoanai nepiecieams, lai vja trums btu lielks par 5 m/s. dam nosacjumamatbilst jras piekraste un Zemgales ldzenumi. dens enerijas izmantoana saistta ar HES denskrtuvju ierkoanu,kura izjauc ldzsvaru dabiskajs ekosistms.

    Eiropas Savienba ir bijusi oti ambicioza atjaunojams elektroenerijas sektor. Jau ar atjaunojamo resursudirektvu Renewable Energy Directive, Directive 2001/77/EC mrprogramma noteica, ka ldz 2010. gadamatjaunojamo resursu izmantoanai jsasniedz 21% no kopj apjoma. Vairkums valstu tomr nespja o direktvuizpildt. Pareizj Eiropas Parlamenta un Padomes direktvas 2009/28/EK (Renewable Energy Directive, Directive

    2009/28/EC) mrprogramma nosaka sasniegt kopjo ES atjaunojamo resursu patsvaru 20% ldz 2020. gadam,katrai valstij nosprauot ar individulos mrus. Latvijai atjaunojamo energoresursu izmantoanas veicinanasietvaros izstrdta mrprogramma ldz 2020. gadam bruto enerijas galapatri palielint no atjaunojamiemenergoresursiem saraoto enerijas daudzumu ldz 40%. T k Latvija elektroeneriju import (ap 70%), tadatjaunojamo resursu plakai izmantoanai ir btiska nozme.

    Ar pasaul tiek stimulta atjaunojamo energoresursu izmantoana. Kioto protokola ietvaros pasaules valstmir izvirzta prasba nkotn pakpeniski priet uz atjaunojamiem enerijas avotiem (ar elektroenerijas). Kiotoprotokols ir protokols ko apstiprinjusi Apvienoto Nciju Organizcija (United Nations Framework Conventionon Climate Change), lai mazintu cilvka radto globlo sasilanu izraisoo gzu koncentrciju atmosr, tdejdimazinot ietekmi uz klimata sistmu.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    13/92

    11

    2.1. att. Kioto protokola dalbvalstis melna krs.

    Protokols skotnji tika pieemts 1997. gada 11.decembr Kioto, Japn. Tas stjs spk 2005. gada 16. ebrur.2011. gada septembra mnes 191 valstis ir parakstjuas un ratificjuas protokolu. Viengs valstis, kas o protokoluldz 2012. gadam vl nav ratificjuas, ir ASV, Aganistna, Andora un Dienvidsudna. Kanda ir atteikusies noprotokola 2011. gada decembr (2.1. att.).

    2.1.HIDROENERIJAdens ir ne tikai Zemes dzvbas pulis, bet ar liela enerijas krtuve. Izmanto viu, paisuma un bguma un upjustraumju radto eneriju. dens enerija ir viens no senkajiem enerijas izmantoanas veidiem. Pirmie densrati

    lauku apdeoanas vajadzbm un labbas malanai rads Tuvo Austrumu zems un no turienes tika ieviesti arEirop. Tas padarja cilvku dzvi vieglku, jo mehnisms veica smago darbu cilvka viet.

    2.2. att. densrats.

    Attstoties tehnikai, densrata eneriju ar zobratu, sprdu vai kloa-klaa mehnismu no rotcijas kustbas varjaprvrst virzes kustb. densratus (2.2. att.) ska izmantot ar rdas smalcinanai, pulvera raoanai, kaepju

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    14/92

    12

    un vilnas apstrdei, dens atsknanai no ahtm. Hidrotehnisks enerijas avoti atrads tur, kur tos daba bijaradjusi un nebija prvietojami uz vajadzgajm vietm. Pieaugot raoanas apjomam, rads nepiecieambaenerijas avotus tuvint raotjam zemkopbas apvidum, izejvielu atradnm, apdzvotm vietm. 19. gadsimtaotraj pus densratu aizvietoja densturbna (mazka, rtka, trka), kurai pievienojot eneratoru, skselektroenerijas raoana.

    dens plsma up atkarga no globliem aspektiem Saules starojuma, nokriu cikliskuma. Lai izvltos labko HESatraans vietu un izvrttu ekonomiskos aspektus, ir jveic hidroenertisk prognozana visam gadam. Teortiski

    jau viss izskats vienkri dens up plst bez dzanas un jau vairk nek simts gadu cilvki ir iemcjuies odens eneriju prvrst elektroenerij. Tau, lai uzkrtu dens resursus, ir jizbv denskrtuve (aizsprosts).Tas izmaina apkrtjo vidi notiek ekosistmas degradcija. Aizsprosts lielas platbas prvr dos, kur denimabsorbjot saules eneriju, virskrt dens sasilst par 2 3 oC. is dens aizplst pri slm un izmaina apstkus arupes lejtec. Aizsprosts kav zivju nokanu uz nrsta vietm upes augtec un veicina da aizsranu.

    2.2. HIDROELEKTROSTACIJAHidroelektrostacija (HES) ir hidrotehnisko bvju un iekrtu komplekss, kur dens plsmas enerija tiek izmantotaelektroenerijas raoanai. Hidrotehnisks bves koncentr dens plsmu un rada nepiecieamo dens spiedienu(augbjea ABL un lejasbjea LBL lmeu starpba H) (2.3. att.).

    2.3. att. Upes aizsprosts.

    dens spiedienaugstuma H ieganai izmanto aizsprostu A, UG upes gultne.

    dens potencils enerijas prvranai elektroenerij izmanto hidroturbnas un hidroeneratorus, kurus izvietoHES k (mantelpa). aj k izvietota ar HES vadbas pults ar automtisks vadbas un kontroles iekrtm unmrinstrumentiem. HES tuvum izvieto ar spriegumu paaugstinou transormatoru apakstaciju un montaslaukumu agregtu remontam un citiem darbiem. HES jauda P(kW) atkarga no izmantot dens daudzuma, jebcaurplduma caur hidroturbnm D(m3/s), dens lmea starpbas H(m) un hidroagregtu lietderbas koeficienta :

    Izir:

    1) aizsprosta HES, kad spiedienu rada uzbvtais aizsprosts;2) derivcijas HES, kad aizsprosts ir neliels un spiediena radanai izmanto derivcijas iekrtu (tunelis, kanls,

    cauruvads);

    3) hidroakumuljos HES, kad elektroenerijas patria maksimumstunds rao elektroeneriju, betelektroenerijas patria minimumstunds izmanto citu elektrostaciju saraoto elektroeneriju, lai skntudeni uz augjo denskrtuvi.

    P = 9,81 D H

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    15/92

    13

    2.3. AIZSPROSTA HIDROELEKTROSTACIJASUz ldzenuma upm lielkoties bv aizsprosta HES. Pirms aizsprosta izveido denskrtuvi, kuru izmantodiennakts caurteces regulanai. Aizsprosts parasti rada 30 40 m dens spiedienu, kaut gan kalnu apvidos iruzcelti pat 200 300 m augsti aizsprosti. das HES galvenais un drgkais objekts ir aizsprosts. Pc dens lmearegulanas izir: deni neprlaidous jeb cieos aizsprostus; dens prgznes aizsprostus liekais dens prlstpri aizsprostam; aizvaru aizsprostus liekais dens aizplst pa atvrto aizvaru.

    Ja aizsprosta augstums neprsniedz 40 m, aizsprosta ku var izveidot k aizsprosta sastvdau viena krasta tuvum.T ir gultnes tipa HES(2.4. att.):

    2.4. att. Gultnes tipa HES.

    1 mantelpa, 2 dens prgznes aizsprosts, 3 zemes aizsprosts.

    dm HES mantelpa ir masva, jo pakauta vienpusjam dens spiedienam. Latvij pirm HES tika uzbvta1901. gad uz Abula (Smiltenes HES). 1925. gad sk darboties Aiviekstes HES uz dzirnavu da. 1932. gad uzce

    patstvgo aizsprostu un paplaina Aiviekstes HES, kura ldz 1939. gadam bija lielk HES Latvij.

    Ja aizsprosta augstums neprsniedz 250 m, HES ku bv pie aizsprosta lejasbjea pus (2.5. att.). T ir pieaizsprostaHES:

    2.5. att. Pieaizsprosta HES.

    1 mantelpa, 2 hidroturbnas spiediena pievads, 3 dens prgznes aizsprosts, 4 bezprgznes aizsprosts.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    16/92

    14

    deni hidroagregtiem pievada pa aizsprosta ermen izveidotiem tuneiem vai cauruvadiem. Ja H neprsniedz 50 m,biei izmanto dzelzsbetona caurules, bet lielkiem dens staba augstumiem izmanto trauda caurules.

    Aizsprosta HES parasti izmanto hidroagregtus ar vertiklu rotcijas asi. Tikai neliela dens lmea gadjumosgultnes tipa HES izvieto hidroagregtus ar horizontlu rotcijas asi, kas samazina HES izmaksas. Lai hidroturbnapilngk vartu izmantot dens eneriju, aiz hidroturbnas izveido koniskas ormas scjcauruli dens novadanailejasbje. das HES piemrs ir Paviu HES (2.6. att.):

    2.6. att. dens prgznes tipa Paviu HES shma.

    1 hidroturbna; 2 hidroenerators; 3 13,8/380 kV transformators; 4 tilta celtnis; 5 augbjefa sastatu celtnis;6 aizsargreis turbnas iepld; 7 13,8/380 kV transformators; 8 autotransporta tunelis; 9 dens prgznes

    aizvars; 10 dens prgzne; 11 mantelpa; 12 HES kas pamatplksne; 13 drenas filtri; 14 pamata grunts;15 projekt paredzt dzelzcea vieta; 16 avrijas remonta aizvars.

    Viena no pasaules lielkajm ir Itaipu HES (2.7. att.). 1991. gad t ir uzcelta uz Paranas upes. Itaipu parda divu

    valstu, Brazlijas un Paragvajas, kopgo veikumu. Hidroelektrostacijas 18 eneratoru kopg jauda ir 14 GW un 2010.gad HES saraoja 90,7 TWh elektroenerijas.

    5

    15

    10

    16

    13

    13

    12

    11

    4

    3 72

    1

    6

    8

    9

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    17/92

    15

    2.7. att. Itaipu HES.

    1995. gad Itaipu HES saraoja 25% no Brazlijai, un 78% no Paragvajai nepiecieam enerijas daudzuma. Prgzne(lst cauri dens) ir no 14 vrtiem sastvoas slas, kurm sekund cauri izlst 62 200 kubikmetri dens. Viss kukomplekss stiepjas 4 km garum gar Paranas upi un sasniedz 186 m augstumu. Aizsprosta garums ir 7,235 km.denskrtuve stiepjas 80 km garum. Dzelzs un trauda daudzums, kas izmantots dambja celtniecb, ir pietiekams,lai uzceltu 380 Eiea torus. Itaipu ir viens no moderns pasaules Septiiem brnumiem. Lai uzceltu Itaipu dambi,

    strdnieki mainja pldumu vienai no lielkajm pasaules upm (Paranas upe, uz Brazlijas un Paragvajas robeas).Pati lielk ir Trs aizu HES, kas uzbvta n uz Jandzi upes. Ts 32 eneratoru kopj jauda ir 20,3 GW (pcrekonstrukcijas plnoti vl papildus aptuveni 1500 GW), un gad t spj saraot 100 miljardus kWh, vai 100 TWhelektroenerijas (2.8. att.). Aizsprosta augstums ir 185 metri, un garums 2309 metri. Plnotais dens staba augstumsir 80,6 m, bet maksimli tas var sasniegt 113 m.

    2.8. att. rs aizu HES n.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    18/92

    16

    Vrts piemint, ka hidroenerija ir visizplattkais no atjaunojamajiem resursiem, kas tiek izmantots elektroenerijasraoan. Globlaj pasaules elektrobilanc t aizem aptuveni 16% no saraots elektroenerijas, 2010. gadsaraojot 3427 TWh. Izmaksas ir relatvi zemas un tas padara HES konkurtspjgus. Pasaules trs jaudgkselektrostacijas ir tiei HES:

    Trs aizu HES Tree Gorges Dam, na, 21000 MW, 84.37 TWh;

    Itaipu HES Itaipu Dam, Brazlija, Paragvaja, 14000 MW, 94.96 TWh;

    Guri HES Guri Dam, Venecula, 10235 MW, 53.41 TWh.

    2.4. DERIVCIJAS HESDerivcijas HES aizsprosta augstums ir neliels, ja tam jnodroina tikai dens novadana no upes derivcijaskanl, tunel vai caurul (2.9. att.):

    2.9. att. Derivcijas HES shma.

    1 upes gultne; 2 aizsprosts; 3 dens uzmjs; 4 derivcijas cauruvads (tunelis);5 spiediena izldzinanas rezervurs; 6 hidroturbnu spiedvads; 7 manzle.

    Bezspiediena (atkltajs) derivcijas iekrts notiek brvlmea dens caurplde. Derivcijas kanlu un hidroturbnusavieno spiedvadi. Spiediena (slgtajs) derivcijas iekrts hidroturbnu spiedvadu priek ierko spiedienaizldzinanas rezervuru, kas ierobeo hidraulisk trieciena izplatanos, ja strauji mains derivcijas HES denspatri. Derivcijas HES manzle var atrasties pat vairku desmitu kilometru attlum no aizsprosta. da tipaHES pamat bv kalnainos apvidos, kur relatvi neliel attlum var iegt lielu dens staba spiedienu starpbu(100 m un lielku) ldz ar to ar lielu derivcijas HES jaudu. Viena no pirmajm da tipa HES tika uzbvta pie

    Niagras denskrituma. 1875. gad ska darboties spararati un 1881. gad ska raot elektroeneriju tuvjo ciemuun elektrostacijas apgaismoanai. 19. gadsimta beigs interese par Niagras denskrituma enerijas apguvi bija otiliela, eit tika veikti plai ptjumi par enerijas raoanas un prvades iespjm. Niagras denskrituma enerijaskompnija finansja ptjumus, kuru rezultt Nikola Tesla izgudroja trszu maistrvas eneratoru un trszutransormatoru, ar kuru paldzbu kuva iespjams elektrbu aizvadt uz attlkm vietm.1896. gad tika ierkota

    2

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    19/92

    17

    pirm elektropiegdes lnija no Niagras uz Bualo (32 km). aj laik jau tika izbvti cauruvadi no denskritumaldz HES turbnm, kas spja saraot 75 MW jaudu. Msdiens Niagras HES apgd ar elektroeneriju lielu dau noujorkas tata (ASV) un Ontario provinces (Kanda).

    1936. gad ASV Melnaj kanjon uz Kolorado upes uzbvja Hooverdambi (2.10. att.), kura augstums ir 221 metriun garums 379 metri. Dambis ir 201 metru plats. Dambja pakj uzbvja hidroelektrostaciju, kuru rekonstruja1961. gad. Hidroelektrostacijai ir 17 eneratori, kuru kopj jauda 2074 MW.

    2.10. att. Hoover dambis un elektrostacija ASV uz Kolorado upes Melnaj kanjon.

    2.5. HIDROAKUMULJO ELEKTROSTACIJAHidroakumuljo elektrostacija hidroelektrostacijas un sku stacijas komplekss, kas energosistmas maksimumastunds rao elektroeneriju, izmantojot slodzes minimuma stunds uzkrto dens potencilo eneriju (2.11. att.):

    2.11. att. Hidroakumuljos elektrostacijas shma.

    1 augj denskrtuve; 2 savienojoais cauruvads; 3 manu zle; 4 apakj denskrtuve.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    20/92

    18

    da elektrostacija darbojas vai nu ska rem, prsknjot deni no apakjs denskrtuves uz augjodenskrtuvi (skus darbina citu elektrostaciju saraot elektroenerija), vai turbnas rem, izmantojotuzsknt dens potencilo eneriju. Hidroakumuljoo elektrostaciju denskrtuvju lmeu starpba parastiir lielka par 100 m. Ekonomiskkas ir hidroakumuljos elektrostacijas, kas atkarb no grieans virzienadarbojas turbnas vai ska rem. Parasti saraot elektroenerija sastda ldz 75% no dens uzsknanaipatrts elektroenerijas (2.12. att.).

    2.12. att. Hidroakumuljos elektrostacijas diennakts cikls.

    Tomr du elektrostaciju izmantoana ir perspektva, jo ts btiski uzlabo termoelektrostaciju un atomelektrostacijudarbbas tehniskos apstkus. s stacijas var darboties vienmrgk rem. Maksimumstunds elektroeneriju paldznodroint HES un hidroakumuljos elektrostacijas. Elektroenerijas patria minimumstunds akumuljoselektrostacijas patr lieko elektroeneriju, prvrot to dens potencilaj enerij, kuru izmanto elektroenerijaspatria maksimumstunds, raojot elektroeneriju. Pirm hidroakumuljo elektrostacija uzbvta veic 1882.gad. Visvairk das elektrostacijas bv Japn, ASV, Itlij, Lielbritnij, Austrij, veic un Vcij.

    2.6. DAUGAVAS HIDROELEKTROSTACIJU KASKDEHidroelektrostaciju kaskdi veido hidroelektrostacijas, kuras izvietotas viena aiz otras pa upes tecjumu t, laivienas HES lejasbjes btu nkams HES augbjes. s HES saista viens denssaimniecbas rems. HES kaskdesniedz iespju labk izmantot upes enertiskos resursus un regult uzkrt dens un atseviu HES jaudu. Taspaver iespju novrst iespjamos pavasara palus. Latvij uz Daugavas ar ir izveidota da HES kaskde (2.13. att.).Kaskdi veido Rgas HES, eguma HES un Paviu HES. ajs HES Daugavas dens varenais spks tiek izmantotselektroenerijas raoanai.

    dens sknana

    enerijas raoana

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    21/92

    19

    2.13. att. Daugavas HES kaskdes shma.

    Rgas HES ir jaunk Daugavas HES kaskdes hidroelektrostacija, kas izvietota pie Doles salas. Ekspluatcij nodota1974. gad. Rgas HES ir 10 hidroagregti, kuru kopj jauda ir 402 MW (2.14. att.):

    2.14. att. Rgas HES.Rgas HES aizsprosta garums ir 1 kilometrs. dens staba augstums starp augbjeu un apakbjeu ir 17,2 metri. RgasHES 2010. gad saraoja 833 GWh elektroenerijas.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    22/92

    20

    eguma HES (2.15. att.) ir veck no Daugavas kaskdes hidroelektrostacijm. eguma HES tika nodotaekspluatcij 1939. gad. Taj laik t bija viena no modernkajm hidroelektrostacijm Eirop. eguma HESrekonstruta 2001. gad. HES-1 tagad ir 4 hidroagregti, kuru jauda ir 72 MW. 1979. gad ekspluatcij nodota otrhidroelektrostacijas krta HES-2 , kur izvietoti 3 hidroagregti ar kopjo jaudu 192 MW.

    2.15. att. eguma HES.

    Kop eguma HES uzstdti 7 hidroagregti, kuru kopj jauda 264 MW. HES dens lmeu starpba 13,8 m. 2010.gad eguma HES saraoja 621 GWh elektroenerijas.

    Tre kaskdes hidroelektrostacija ir Paviu HES (2.16. att.), kas nodota ekspluatcij 1968. gad. T ir lielk HESBaltijas valsts un otra lielk ES. dens lmeu starpba ir 38 metri. Paviu HES gultnes aizsprosta augstums ir 42metri un tas ir 445 metrus gar. Lab krasta dambja garums 1342 metri. Kreis krasta dambja garums ir 1892 metri.

    HES k uzstdti 10 hidroagregti. Paviu HES ir viengais autotransporta tunelis Latvij, kura garums ir 188,2metri, platums 7 metri un augstums 4,4 metri.

    2.16. att. Paviu HES.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    23/92

    21

    Paviu HES tika modernizta no 2001. ldz 2010. gadam. Visu hidroagregtu kopj jauda ir 884 MW. 2010. gadPaviu HES saraoja 1991 GWh elektroenerijas. Strdjot visiem 10 hidroagregtiem, dens lmenis lejasbjepaaugstins par 4 metriem. Vienas kWh saraoanai izmanto vidji 11 m3dens. Caur hidroagregtu katru sekundiizplst 280 m3dens.

    Paviu HES btiski atiras no ldzgas jaudas hidroelektrostacijm ar to, ka ts ka, emot vr hidroelektrostacijaslielo jaudu, ir oti kompakta un ts densprgznes un raoanas telpas apvienotas vien blok, kur ierkots arautotransportam paredzts tunelis.

    Paviu HES ir lielkais elektroenerijas raotjs Latvij. HES strd vienot valsts energosistm, ko 330 kVaugstsprieguma lnijas savieno ar Igaunijas, Lietuvas un Krievijas energosistmm. Baltijas reion tai ir nozmgaloma energosistmas stabilittes nodroinan. Paviu HES izpilda visas Baltijas energosistmas avrijas rezerveslomu citu elektrostaciju neplnotas atslgans vai avrijas gadjumos. Paviu HES un citu Daugavas kaskdes HESpamatuzdevums ir nodroint elektroenerijas apgdi patria maksimumstunds, kad elektroenerijas patriir vislielkais. HES darbbu regul Centrlais dispeerdienests, bet HES operatvo darbbu uzrauga Paviu HESdispeers un divi maias HES operatori. Visas hidroagregtu palaianas, regulanas un apstdinanas opercijasveic automtiskas ierces. Prslgans notiek oti operatvi aptuveni 10 sekunds.

    Daugavas dens bagtba auj saraot vairk nek pusi no visas Latvij saraots elektroenerijas. ir tra bezizmeuenerija. Saraots elektroenerijas daudzums ir atkargs no dens caurplduma apjoma Daugav. Atjaunojamo

    energoresursu izmantoanas zi Latvija ir vien no pirmajm vietm Eirop. 70% no AS Latvenergo saraotselektroenerijas top no atjaunojamiem un videi draudzgiem energoresursiem. Latvij elektroenerija tiek raota ar144 mazajs HES (2010. gada dati), kurs sarao 1,4 % elektroenerijas. Mazo upju teortiskie hidroenerijas resursiir ldz 300 GWh elektroenerijas gad. Praktiski izmantojamais potencils gan ir ievrojami mazks, jo noteiktusierobeojumus hidroenerijas izmantoanai nosaka vides, dabas un ainavu aizsardzbas prasbas.

    Elektroeneriju nevar uzkrt, tpc jebkur laika moment jbt bilancei starp saraoto un patrto elektroeneriju.Jizstrd tda plnoanas sistma, lai nerastos elektroenerijas deficts vai prpalikums. Pieaugot patrtjupieprasjumam pc elektroenerijas, elektrostacijm jbt gatavm to apmierint, vajadzgaj brd palielinot jaudu.Turklt elektroenerija jrao neprtraukti. Patrtju slodzes ir maingas, tpc energosistm vienmr jbt jaudasrezervm. Problmas ir ne tikai tad, kad rekvence elektriskaj tkl krtas, bet ar pretj gadjum, kad rekvenceiet pri normtajiem lielumiem. Ja kd elektroenerijas posm rodas avrija, tad is posms automtiski jatsldz un

    jaizvieto ar rezerves posmu.

    2.7. ELEKTROENERIJAS ENERATORSenerators ierce, kura hidroturbnas mehnisko eneriju prvr elektriskaj enerij. T darbbas pamat irMaikla Faradeja 1821. gad atkltais elektromagntisks indukcijas likums

    kur magntisks plsmas izmaia caur kontra plakni laika intervl t, elektrodzinjspks, ko laikmaingais magntiskais lauks induc kontr.

    Pirmo elektromotora prototipu 1827. gad izveidoja ungru fiziis A. Jedliks (2.17. att.).

    2.17. att. Jedlika elektromotors.

    =

    t

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    24/92

    22

    1934. gad Boriss Jakobi izveidoja pirmo praktiski pielietojamo elektromotoru, kura jauda bija 15 W. Pilnveidojotelektromotoru, B. Jakobi t jaudu palielinja ldz 550 W. 1938. gad elektromotors pirmo reizi tika izmantots laivasrata grieanai. Motoru darbinja 320 galvaniskie elementi. Laiva ar 12 pasaieriem peldja evas up pret straumi artrumu 1 km/h. T elektriskais dzinjs ienca upju transport. Boriss Jakobi uzsvra, ka via radtais elektromotorsnav sarets, un t radt rotcijas kustba ir vienkri prvrama citos kustbas veidos.

    2.18. att. Ldzstrvas elektromotors.

    Nekustgu motora dau (aj gadjuma magntu) sauc par statoru, bet kustgo (rotjoo) dau par rotoru. Rotorsparasti ir tinums, kur plst strva, kurai mijiedarbojoties ar magntisko lauku, rodas spka moments, kas liektinumam rott ap simetrijas asi (2.18. att.). 1866. gad Verners on Smens (Siemens) patentja dinamomanu.

    Elektromotoru attstb lielu ieguldjumu devui B. Jakobi, T. Edisons, N. Tesla, G. Ferraris, M. Doivo-Dobrovoskisun daudzi citi inenieri.

    1883. gad N. Tesla radja divzu maistrvas asinhrono dzinju, kuru 1884. gad demonstrja Strasbras izstd.1889. gad M. Doivo-Dobrovoskis radja trszu asinhrono elektromotoru. 1888. 1890. gad N. Tesla radjatrszu eneratoru un izveidoja strvas prvades sistmu. T 19. gadsimta beigs visi ie izgudrojumi aizskaelektrisko manu industrils pielietoanas ru. Asinhronie dzinji vl joprojm ir vieni no plak pielietotajiemmotoriem pasaul.

    Elektroenerijas eneratora darbbas pamat ir elektromagntisk indukcija. Rmtis atrodas magntiskaj laukstarp magntu poliem (2.19. att.). Magntisk lauka plsma caur rma plakni

    B magntisk lauka indukcija, S rma cilpas laukums, leis starp magntisk lauka indukcijas B unrma normles (perpendikuls pret rma cilpas plakni) virzieniem. Ja rmti grie ap simetrijas asi, tad magntisklauka plsma mains laik, jo mains leis . Grieot rmti ap asi vienmrgi, leis

    f rotcijas rekvence, rma rotcijas leiskais trums = 2 f .

    2.19. att. Maistrvas elektroenerijas enerators.

    = B S cos , kur

    = 2 f t = t , kur

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    25/92

    23

    Magntisk lauka plsma caur rma plakni

    periodiski mains laik. Tas nozm, ka, ievrojot elektromagntisk indukcijas likumu, rmt inducjaselektrodzinjspks

    Ja rma plakni veido N vijumi, tad katr vijum inducjas ds elektrodzinjspks. T k visi vijumi ir slgti virkn,tad kopjais elektrodzinjspks ir viends ar rma vijumos inducto elektrodzinjspku summu

    Esam ieguvui vienkrotu maistrvas eneratoru. Spriegums tiek noemts ar sldoo suku paldzbu. Rott var netikai rmtis. Ja rmtis ir nekustgs un t iekpus rot magnts, tad ar magntisk lauka plsma caur rma plakni

    laik mains periodiski un rmt inducjas elektrodzinjspks.Trszu maistrvas ieganai tinumus (rmus) izvieto simetriski. Lei starp to plaknm ir 120. (2.20. att.).Katr tinum inducjas elektrodzinjspks.

    2.20. att. rsfzu maistrvas enerators.

    = B S cos( t)

    1= m sin( t);

    2= m sin( t + 2 / 3);

    3= m sin( t + 4 / 3).

    = m sin( t)

    = N B S cos( t)

    m= N B S ir elektrodzinjspka maksiml vrtba. Elektrodzinjspks laik mains periodiski:

    = = B S cos( t)

    t

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    26/92

    24

    Trszu eneratora tinumos inducto elektrodzinjspku maia laik pardta attl (2.21. att.).

    2.21. att. Elektrodzinjspku maia laik (trsfzu elektrodzinjs).

    Maistrvas rekvenci nosaka magnta rotcijas rekvence . Eirop maistrvas rekvence = 50 Hz. ASV, Kand,Japn maistrvas rekvence = 60 Hz. Lai samazintu rotora rekvenci, izmanto nevis vienu, bet vairkus magntupolu prus n. Pielietojot magntu polu pru skaitu n, rotora rotcijas rekvenci var samazint n reizes. Tas samazinarotjoo detau slodzi un nodilumu. Rotora rotcijas rekvence

    Parasti o rekvenci izsaka apgriezieni/mint. Tpc

    eguma HES uzstdts enerators CB 1510/120-108 Y4 (2.22. att.). eneratora jauda ir 64 MW, spriegums13,8 kV, masa 850 tonnas. Mint enerators izdara 55,6 apgriezienus. eneratoram ir 54 magntu pri, krezultt samazins eneratora rotcijas rekvence.

    2.22. att. eguma HES enerators.

    Trsfzu maistrva

    -400

    -300

    -200

    -100

    0

    100200

    300

    400

    0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

    T, s

    E,

    V

    frot= fn

    frot= (apgr./min)60 f

    n

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    27/92

    25

    eneratora tinumu zvaigznes slgumu izveidoja N. Tesla (2.23. att.) 1890. gad.

    2.23. att. Zvaigznes slgums.

    eneratora tinumu vienus galus sasldz vien punkt nullvads. Tinumu galiem L1, L

    2un L

    3pievieno lnijas vadus

    A, B un C zes. Patrtjus sldz starp nullvadu un zi. Spriegums starp nullvadu un katru no zm ir viendsU

    A= U

    B= U

    C= U. Eirop patrtjiem piegd

    230 V spriegumu. Patrtju var slgt ar starp 2 zm, tad spriegums UAB

    = UAC

    = UBC

    =3 =U = 400 V. Patrtjam

    di var piegdt 2 dadus spriegumus. Piesldzot patrtjus, jraugs, lai visas 3 zes btu slogotas simetriski, tadnullvad strvas stiprums tieksies uz 0. Elektroenerijas prvadei d sistm nepiecieami 4 vadi.

    Vl var izmantot trijstra slgumu, kad vienu tinumu sldz otram gal, izveidojot it k trijstri (2.24. att.).

    2.24. att. rijstra slgums.

    Elektroprvades lnijas ierkoanai aj gadjum nepiecieami tikai 3 vadi. Tau starp jebkuriem diviem lnijasvadiem spriegumi ir viendi U

    AB= U

    AC= U

    BC= 230V. Patrtjam tiek piedvts tikai viens spriegums.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    28/92

    26

    1. Uzdevums.eguma HES-1 hidroeneratoru jauda 72 MW. Apriniet diennakt saraoto elektroeneriju, ja eneratori strdnominl rem. Cik tonnas nosact kurinm jizmanto TEC, lai saraotu du elektroenerijas daudzumu, jakurinm vidjais patri

    Atrisinjums: Saraot elektroenerijaE = Pt; P = 72 MW = 72 000 kW; laiks t = 24 h.Izskaitojot, iegstam E = 7200024 = 1,73106kWh.Kurinm patriM=cE. Izskaitojot:M=0,351,73106=6,06105kg=606 tonnas nosact kurinm.

    2. Uzdevums.Paviu HES hidroagregta jauda ir 88 MW. Caur hidroagregtu katru sekundi izplst 280 m 3 dens. Aprinietvien sekund saraoto elektroeneriju (kWh). Cik m3dens izmanto 1 kWh elektroenerijas saraoanai.

    Atrisinjums: Saraot elektroenerija E = Pt. P = 88 MW = 88103kW.

    Laikst = 1 s = h =2,7810-4h. Izskaitojot E = 881032,7810-4= 24,5 kWh.

    Lai noteiktu dens daudzumu 1 kWh saraoanai, tad 1 sekund caur turbnu izplduo dens daudzumu D izdalaar saraoto elektroeneriju 1 s.

    N = D/E = 280/24,5 = 11,4 m3/(kWh).

    3. Uzdevums.Rgas HES dens lmeu starpba ir 17,2 m. Hidroeneratora jauda 40,2 MW un lietderbas koeficients 85%.

    Apriniet dens caurpldumu caur hidroturbnu sekund. Apriniet saraoto elektroeneriju mnea laik, jakatru dienu hidroagregts darbojas nominl rem 10 stundas.

    Atrisinjums: Saraot elektroenerija E = Pt. Jauda P = 40,2 MW = 4,02104kW.Darbbas laiks t = 30t1= 3010 = 300 h.To ievrojot, E = 4,02104300 = 1,21107kWh = 12,1 GWh.Jauda P = 9,81DH. No s izteiksmes dens caurpldums .

    Izskaitojot: .

    4. Uzdevums.eguma HES enerators mint izdara 55,6 apgriezienus. Apriniet eneratora magntu polu skaitu. Aprinieteneratora rotcijas rekvenci (SI vienbs).

    Atrisinjums: eneratora rotcijas rekvence no izteiksmes

    No s izteiksmes izsakm magntu polu skaitu

    Izskaitojot, iegstam

    1 mint ir 60 sekundes, tpcf1

    rot= frot/60.Izskaitojot, iegstamf1rot= 55,6/60 = 0,93 Hz. Vien sekund enerators veic 0,93 apgriezienus.

    C= 0,53 ?kg

    kWh

    13600

    D = P9,81H

    D = = 280 m3/s402000,859,8117,s

    frot= .60fn

    n = .60ffrot

    n = = 54magntu polu pri.605055,6

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    29/92

    27

    2.8.VJA ENERIJASaule sasilda Zemi nevienmrgi. Ekvatorilie apgabali saem lielku, bet polrie apgabali daudz mazku siltumadaudzumu. Diens Zemes virsma sasilst, bet nakts atdziest. Nevienmrgi sasiluajos gaisa slos rodas spiedienustarpba, kas rada lielu gaisa masu prvietoanos no apgabaliem, kur spiediens ir augstks, uz apgabaliem, kurgaisa spiediens ir zemks. Tas rada vju lielu gaisa masu prvietoanos. Atsevios zemeslodes apgabalos vj pgandrz neprtraukti, bet virs citiem apgabaliem vja plsmas ir maingas. Nelielos augstumos vji ir nepastvgi,jo tos bremz mei, kalni, celtnes un citi ri. Ldzenumos un virs jrm vj ir daudz spcgks, jo nav dabgo

    ru, kas to bremztu. Lielkos augstumos virs Zemes vji ir pastvgi, kas saistts ar gaisa plsmm no ekvatorauz poliem. o vju trums ir no 30 ldz 70 m/s. Jo augstk no Zemes virsmas, jo spcgks ir vj. Tpc vjaenertik vrojama tendence vja eneratorus uzstdt arvien augstk. Vja bremzana nozm, ka daa no vjaenerijas prvras siltum, ja vien cilvki nemina izmantot dau vja enerijas, lai to prvrstu mehniskaj vaielektriskaj enerij.

    Vja izmantoanai ir aptuveni septius tkstous gadu sena vsture. Jau piecus tkstous gadu pirms msu rasizmantoja buras, lai kuotu pa Nlu. Izmantojot burukuus, eiropiei 15. un 16. gadsimt devs iekarot tlas zemes.

    Cilvkiem kstot par lauksaimniekiem un izveidojot jaunas ragkas graudaugu irnes, graudu bija tik daudz,ka tos samalt rokas dzirnavs kuva sareti. Persij 5. 9. gadsimt vja eneriju ska izmantot graudu malanai,ierkojot vjdzirnavas. 13. gadsimt ar n vja eneriju sk izmantot graudu malanai. No nas s tehnoloijas

    idejas nonk Eirop. Nkamajos 500 gados vjdzirnavas (2.25. att.) tika pilnveidotas un plai izmantotas graudu,garvielu, eas augu malanai un dens sknanai, ieu drupinanai, koku zanai. Vja enerijas izmantoanaradja jaunu valsti jrai tika atemta kanlu un vjdzirnavu valsts Holande.

    2.25. att. Vja dzirnavas.

    1891. gad dzirnavu sprnu radto mehnisko eneriju pirmo reizi prvrta elektriskaj enerij, liekot vja spkamgriezt eneratoru. Sks plaa vja enerijas izmantoana. Ldz 1970. gadam uzbvja 6 miljonus vja eneratoru, kasraoja elektroeneriju. Nomaas saimniecbas savm vajadzbm varja raot elektroieru darbinanai nepiecieamoelektroeneriju.

    Pc Otr pasaules kara sks oti plaa osil kurinm izmantoana enerijas raoanai un alternatvie enerijasveidi tika uz zinmu laiku aizmirsti. Nafas un ogu cenas strauji krits un elektroprvades lnijas tika ierkotaspat ldz visattlkajm saimniecbm. Vjdzirnavas kuva liekas. T tas turpinjs ldz 20. gadsimta 70. gadiem,kad 1973. gad pasaule piedzvoja pirmo nafas krzi. krze atjaunoja interesi par vja eneriju. Krzes pirmajos

    gados vja eneratorus uzskatja par rotalietm, jo tie bija mazi, ne sevii eektvi un izgatavoti no detam, kurasvarja atrast metllu tirgotavs. Tomr 80. gados situcija ska mainties. Rpncas ska raot srijveida vjaeneratorus. Tie vl bija mazi un pietiekami skai. To jauda bija 20 30 kW. ds enerators ar elektroeneriju spjaapgdt ldz 40 mjsaimniecbu. Moderns msdienu vja enerators apgd ar elektroeneriju 1000 mjsaimniecbu.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    30/92

    28

    Sks strauj zas enerijas izmantoanas bums. Jau 80. gados Kaliornij (ASV), Dnij, Vcij un cits zemsplai attstjs vja enertika. Eirop vja enerijas izmantoanas ldere ir Dnija. Vja enerijas patsvars Dnijsasniedz 20 % elektroenerijas kopj patria un tiek plnots, ka 2025. gad vja enerija nodroins 50% no kopjelektroenerijas patria. Neatpaliek ar daudzas citas valstis ASV, Vcija, Lielbritnija, rija, Portugle, Spnija.Ar na, Indija, Meksika un daudzas citas jaunattstbas valstis ir skuas attstt vja enertiku. Lieli ldzeki tiekieguldti, lai raotu, transporttu un uzstdtu vja eneratorus. Msdiens os ieguldjumus iespjams atgt jaupusgada vai gada laik. Modernie vja eneratori labvlgos apstkos pat pusgada laik spj saraot elektroeneriju,

    kas sedz to uzstdanas izmaksas. eneratora darba ms ir ldz 20 gadiem. diem eneratoriem jatrodas viets,kur ir pietiekami stiprs un pastvgs vj. Msdiens ce arvien augstkus un jaudgkus vja eneratorus.

    2.9. VJA DZINJU KLASIFIKCIJAVja dzinjus var klasifict pc dzinja rotcijas ass novietojuma uz masta (tora). Pastv divu veidu novietojumadzinji: horizontlie vertiklie.

    Horizontlajiem vja dzinjiem rotcijas ass novietota horizontli. Tie ir sprnu (lpstiu) dzinji. Sprni rot plakn,kas perpendikulra vja virzienam (2.26. att.).

    2.26. att. Horizontlais vja dzinjs.

    di dzinji juzstda augstos mastos un tie elektriskaj enerij var prvrst ldz 40% vja enerijas. Lngaitasiekrtm ir liela sprnu virsma, kas liek darba ratam griezties jau pavisam ln vj un rada lielu griezes momentupie maza apgriezienu skaita. Stipr vj to jauda nemains, jo vj darba ratam vairs nep cauri, bet to apiet. Lielssprnu virsmas d os dzinjus viegli var sabojt vtra. trgaitas dzinjiem ir divi vai trs sprni. Tie sk darbotiestikai pie vja truma 3 4 m/s un vja plsmas eneriju izmanto daudz labk, nek lngaitas dzinji. Horizontlsass dzinjiem sprni ir noslogoti vienmrgi, jo tie pastvgi atrodas optiml stvokl pusvj. To trkums irenerijas patrana mehniska darba veikanai, kas rada zaudjumus.

    Vertiklie vja dzinji rot ap vertiklu asi. Spiedienu starpba abs lpstiu puss rada spka momentu, kas grie vjariteni. Lietderbas koeficients iem vja dzinjiem neprsniedz 20%. s turbnas kst arvien populrkas, jo tm nav

    lielo sprnu un ts sk darboties pie mazkiem vja trumiem (2.27. att.).

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    31/92

    29

    2.27. att. Vertikls ass vja dzinji.

    Dzinji ar vertiklu asi nav jpieskao vja virziena maim, td ietaups daudz izdevumu, kas saistti ar regulanu.Jauda tiek atdota tiei uz leju, td tie ir oti piemroti mehniska darba veikanai. Tomr ie dzinji vja enerijuizmanto daudz mazk, jo darbrata lpstias grieas iepriek radtaj gaisa virpul, atpakace virzs pret vju, un tiekbremztas.

    Darj dzinjs (nosaukts izgudrotja vrd) ir pazstamkais vertiklais trgaitas vja dzinjs ar aerodinamiskiemprofiliem, kas veidots k des lkne un prnes tikai vilkmes spku. Profilam ir konstants rsgriezums, ko variegt profilpresjot. Vienkr uzbve un apkope sniedz tam zinmas priekrocbas, neskatoties uz mazku jaudusaldzinjum ar horizontls ass dzinjiem. Tomr Darj dzinjam ir nepiecieama paldzba palaiot. To var veiktar elektromotoru.

    2.1O. VJA TURBNAS UZBVE UN DARBBAS PRINCIPSVja enerijas prvrana elektriskaj enerij notiek vja turbn (2.28. att.). Vja turbnas iedala mazajs, vidjalieluma un lielajs turbns.

    2.28. att. Vja turbna.

    a) karuseu tipa dzinjs b) firmas Quiet Revolution dzinjs qr5 c) Darj dzinjs (vja roze) d) sprnu dzinjs

    Slpumakontrole

    Vjavirziens

    Pagrieanasmotors

    Pagrieanasmehnisms

    Mazotrumu ass

    Lielo

    trumu ass

    Prnesumu krba

    eneratorsAnemometrs

    Kontrolieris

    Rotors

    Bremze

    Vja rdtjs

    Gondola

    TornisSprns

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    32/92

    30

    Mazo turbnu jauda ir ldz 3 kW. Ts izmanto atseviu objektu energoapgdei.

    Vidjo turbnu jauda ir no 30 600 kW. das turbnas apvieno grups vja erms. Ts izmanto komercilaielektroenerijas raoanai.

    Lielo turbnu jauda prsniedz 1 MW. Apvienotaj Karalist 2012. gad ekspluatcij nodos 10 MW vja turbnu.da turbna ar elektroeneriju spj nodroint pilstu.

    Vja turbnas galvens sastvdaas ir:

    Anemometrs mra vja trumu, rezulttus elektroniski nosta kontrolierim, kas iedarbina turbnu.

    Vjrdis rda vja virzienu un nosta signlus par vja virzienu kontrolierim.

    Gondola taj atrodas visi mehnismi sprnu vrpstas, enerators ar elektroiekrtu, gondolas grozanasmehnisms, dzesanas iekrtas, zobrati u.c. Gondol var uzturties ar apkalpojoais personls. Ts izmri irldz pat autobusa lielumam un masa var prsniegt pat 100 tonnas.

    Rotora sprni notver vju un t spku pievada rotora rumbai. Modernajs vja turbns sprnu garums varsasniegt 60 m un vairk. Tos izgatavo no alumnija, stikla vai ogleka iedras kop ar epoksdsveiem. Rotorarumba pievienota vja turbnas mazo trumu asij (vrpstai).

    Mazo trumu ass vj iegrie sprnu, un sk griezties mazo trumu ass, kura savienota ar zobratu prvadu,kas, savukrt, iegrie lielo trumu asi.

    Zobratu prvads (prnesums) liek lielo trumu asij griezties apmram 50 reiu trk par mazo trumu asi.

    Lielo trumu ass rot ar trumu apmram 1500 apgriezieni mint un grie elektroeneratora vrpstu.

    Bremze diska bremze var mehniski, elektriski vai hidrauliski apturt rotoru.

    Elektroenerijas enerators to biei dv par indukcijas eneratoru. Modernas vja turbnas maksimlelektrisk jauda ir 0,5 2,0 MW. Viena turbna var griezt vairkus eneratorus.

    Kontrolieris neprtraukti seko ldzi vja turbnas darbbai un stvoklim. Kontrol zobratu mehnismu. Ja

    atgads kme, tas aptur mehnismu.

    Zobratu mehnisms pagrie gondolu kop ar rotoru pret vju.

    Dzesanas iekrta elektriskais ventilators, kas dzes elektroeneratoru.

    Tornis(masts) bvts no biezsienu (20 40 mm) metla caurulm vai dzelzsbetona, un t iekpus ir kpnesvai lifs. Tora augstums ir vismaz tik liels, cik rotora diametrs. Uz tora novieto vja turbnu. Visu turbnu untorni nokrso baltu, lai pasargtu konstrukcijas no sasilanas un deormcijm.

    Parasti horizontlajm turbnm ir 3 sprni, jo tad turbnas darbba rada mazk vibrciju un ir stabilka nek divsprnuturbna, kura ir jbalans. Turbna rot, izdarot 20 30 apgriezienus mint. Svargs turbnas raksturlielums ir sprnugarums jeb rotora diametrs. Sprni kustb apraksta vja luma laukumu S (2.29. att.):

    kur d rotora diametrs. 1901. gad vjdzirnavu sprnu garums bija 9,5 metri un jauda 3,7 kW. 2010. gadvja eneratora sprnu garums ir 60 metri un jauda 6 MW. das turbnas sprni rotcijas kustb apraksta laukumuS= 11 000 m2. Sprnu gali kustas ar trumu 270 km/h. Rotoram jbt tdam, lai vj, atduroties pret rotoru, atdotutam dau savas kintisks enerijas, kuru rotors tlk prvads uz elektroenerijas eneratoru.

    S = d2

    4

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    33/92

    31

    2.29. att. Vja eneratora shematiskais attlojums.

    eneratora augstumu raksturo ar rumbas augstumu virs zemes vai ar ar t kopjo augstumu (rumbas augstums +puse no rotora diametra).

    Vja enerators sk darboties, ja vja trums sasniedz 4 m/s, un strd ar nominlo jaudu, ja vja trums sasniedz 10 12 m/s. enerators sasniedz maksimlo jaudu, ja vja trumu nobremz aptuveni par tredau. Ja vja trums (pirmseneratora) ir V1 = 12 m/s un enerators vju nobremz ldz V2 8 m/s (vja trums aiz eneratora), tad eneratorajauda ir optimla (2.30. att.). Tad turbna maksimli 59% no vja kintisks enerijas var prvrst mehniskajenerij. o likumu 1919. gad atklja vcu fiziis Alberts Betcs. robea ir spk visiem vja eneratoriem.

    Vja trumam prsniedzot 25 m/s, eneratori drobas apsvrumu d tiek apstdinti, jo vj ir sasniedzis vtraslmeni un var bojt eneratoru.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    34/92

    32

    2.30. att. Vja bremzana.

    Tora (masta) galven prasba tam jbt pietiekami augstam un izturgam, lai izturtu vja radto spiedienu unrotora radts vibrcijas. Jo augstks ir masts, jo lielku spiedienu uz to izdara vj. Ldzen relje vja trumspalielins ldz ar augstumu virs Zemes. To apraksta likumsakarba:

    vja trums augstum h,

    vja trums novroanas augstum ho,

    vja novroanas augstums (parasti 10m),

    a = 0,1 0,4 apvidus koeficients.

    abula 2.1 Apvidus koeficients.

    Apvidus Apvidus koeficients a

    Jra, okens, gluda cieta virsma 0,10

    sa zle 0,15

    Gari graudaugi, krmji 0,20

    Mes 0,25

    Maza pilsta ar nelielu koku skaitu, ciemats 0,30

    Liela pilsta ar augstceltnm 0,40

    Balsta konstrukcija parasti izveidota caurules vai masta veid ar minimlu virsmas laukumu, lai samazintu plsmaszudumus un turbulences.

    Gaisa blvumu nosaka no Mendeejeva Klapeirona gzu likuma:

    M gaisa molmasa (0,029 kg/mol),

    T gaisa temperatra (absoltaj jeb Kelvina skal To

    C = (T + 273) K ),R universl gzu konstante ( R = 8,31 J/(Kmol),p gaisa spiediens (Pa) 1 atm = 1,013105 1,0105Pa.

    VhV0h0

    Vh= V0 , kurh ah0( )

    = , kurp MR T

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    35/92

    33

    Pie normla atmosras spiediena (p = 1 atm) 20 oC temperatr gaisa blvums ir 1,210 kg/m3, 0 oC temperatr tasir 1,295 kg/m3, bet -30 oC temperatr gaisa blvums ir 1,455 kg/m3. Redzam, ka pazeminoties temperatrai, gaisablvums palielins.

    Vjam piemt kintisk enerija:

    kur m gaisa masa, kas izplst caur rotora vja luma laukumu S, V vja trums.Gaisa masa m = S V t un t kintisk enerija ( gaisa blvums):

    Jauda raksturo darba veikanas trumu (enerijas maias trumu):

    Ievrojot izteiksmi vjam piemt jauda:

    Vja jauda proporcionla t truma kubam. Ja vja trums palielins 2 reizes, jauda palielins 8 reizes. Ievrojot Betzalikumu, urbnas maksiml mehnisk jauda:

    Turbnas jauda atkarga no vja truma un t bremzanas. Gaisa masa, kas rso turbnas luma laukumu,ievrojot vja bremzanu (att. 2.30.),

    Turbnas veiktais darbs viends ar gaisa kintisks enerijas izmaiu

    Turbnas jauda

    Ievietojot izteiksm gaisa masu m, iegstam

    Turbnas jauda atkarga no vja truma pirms turbnas V1 un t nobremzanas ldz trumam V2. Turbnas jaudasattiecba pret vja jaudu

    Attlojot grafiski o jaudu attiecbu atkarb no V2/V1, varam noteikt trumam V1atbilstoo trumu V2, kad jaudair vislielk (2.31. att.).

    Ek

    = ,

    Ek= .

    P0=

    m V2

    S V3 t

    Ek

    2

    2

    t

    P0= S V3

    2

    Pmax= P0 0,59 = 0,59

    m= S t

    P = =

    =

    Ek=

    P=

    S V3

    V1+ V2

    m (V1+ V2)

    m (V12+ V2

    2)

    P

    S (V1+ V2) (V12+ V2

    2)

    (V1+ V2) (V12+ V2

    2)

    Ek

    2

    2

    2 t

    P0

    4

    2 V12

    2

    t

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    36/92

    34

    2.31. att. Betca likuma grafiks.

    No grafika redzam, ka turbnas maksiml jauda var sasniegt 59 % no vja jaudas. Tas notiek tad, ja vj tieknobremzts t, ka t trums pc turbnas samazins par 1/3.

    (2.32. att.) pardta 10 kW turbnas jaudas atkarba no vja truma. Kad vja trums sasniedz 4 m/s, turbna skdarboties. Kad vja trums sasniedz 16 18 m/s, enerators sasniedz maksimlo jaudu.

    2.32. att. Vja turbnas jaudas atkarba no vja truma.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    37/92

    35

    Vja trumam palielinoties, turbnas jauda sk samazinties, jo samazins vja izmantoanas koeficients Cp. Turbnuraksturo vja enerijas izmantoanas koeficients Cp, kas rda, kdu dau no vja kintisks enerijas turbna prvrelektriskaj enerij:

    is koeficients katrai turbnai ir atkargs no vja truma (2.33. att.). Maksimli vja enerija tiek izmantota neliel

    trumu intervl (dotajai turbnai 10 12 m/s). Ja vja trums ir lielks

    2.33. att. urbnas vja izmantoanas koeficienta atkarba no vja truma.

    vai mazks par o trumu, tad vja enerijas izmantoanas koeficients samazins. Ja eneratora lietderbas koeficientsbtu 100 %, tad vja enerijas izmantoanas koeficients vartu sasniegt 59 %.

    Vja enerijas izmantoanas koeficients Cpun jaudas lkne atkarga no izvlto sprnu profila, kuru raotji izstrdjau vja eneratoru projektanas stadij.Palielinoties augstumam virs Zemes, pieaug ar vja trums. Tpc lietdergk ir bvt augstkus mastus un palielintrotora vju eoo laukumu S, jo tad palielins eneratora jauda, kas proporcionla vja truma kubam un lumalaukumam. Attlos (2.34. att.) un (2.35. att.) pardts vja eneratoru augstums, palielinoties to jaudai.

    2.34. att. Vja turbnu augstuma evolcija.

    P0= Cp P0= Cp S V3

    2

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    38/92

    36

    2.35. att. Lielk vja turbna Britannia 10 MW Apvienotaj Karalist.

    Lai gan pasaul lielks vja turbnas celtniecba vl nav pabeigta, tomr tai jau ir saimnieks Apvienots KaralistesKaraliene Elizabete II.

    Turbna bs 175 metru augsta un ts sprnu vja luma laukums S = 17 671 m 2 lielks par diviem utbolalaukumiem. Turbnai bs 3 sprni, kas izveidoti no ogleka iedras un to garums bs 72 m. Rotora diametrs 150 metri. Vja turbna darbins etrus 2,6 MW eneratorus. Ts jauda bs 10 MW un jau prognozts, ka savpastvanas laik vja turbna aizsts 2 miljonus barelu nafas, kas radtu 724 000 tonnu ogleka dioksda (CO

    2).

    Karalienes vja turbna ks par Clipper Britanniaprojekta sastvdau, un t ietvaros paredzts izveidot daudzaslielizmra vja turbnas, kuras uz specilm platormm dreis dzii jr (2.36. att.).

    2.36. att. Jr dreifjoas vja turbnas bvniecbas darbi.

    Ja viss notiks k paredzts, tad Karalienes vja turbna darbu uzsks 2012. gad, un, kop ar citm vja turbnm,apgds tkstoiem mju ar elektroeneriju.

    Pirmais jras vja eneratoru parks tika izveidots 1991. gad. Ziemejr ldz 2015. gadam uzstds vja eneratorus,kuri sps nodroint ar elektroeneriju 35 miljonus mjsaimniecbu. Tomr jr uzbvt vja eneratoru parkuir daudz saretk, nek uz sauszemes. Konstrukcijm jiztur ne tikai vja brzmas, bet ar slsdens iedarbbaun viu bangas. Jr eneratori juzmont uz gultn nostiprintiem pamatiem. Tas nozm, ka ajs viets jra

    nedrkst bt dzika par 40 metriem (2.37. att.). diem eneratoriem daudz grtk veikt ar remontu un tehniskoapkopi. Vtru laik du eneratoru pakj nav iespjams nokt. Tpc apkalpojoo personlu nogd uz specilmhelikopteru platormm. Btisks o vja eneratoru trkums ir to kaitg ietekme uz plsgo jras putnu populciju.Plsgie putni nebaids no eneratoru sprnu vzieniem un biei vien tpc iet boj. Vja eneratoru parkus skaprkot ar radariem, kas brdina par lielu putnu baru tuvoanos.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    39/92

    37

    2.37. att. Jras vja eneratoru parks Roedsand 2 Dnijas piekrast.

    2010. gad ska darboties viens no lielkajiem jras vja eneratoru parkiem uzstdti 90 Siemenseneratori,kuru kopj jauda 207 MW. Tas dod iespju 200 000 mju nodroint ar elektroeneriju. Anglijas dienvidaustrumupiekrast Lamana jras aurum firma Vattenfall izveidojusi lielkais vja eneratoru parku pasaul 100 vjaturbnas, kuru jauda ir 300 MW. Vja parks aizem 35 km2 platbu. Plnots o parku paplaint ldz 341 vjaeneratoram.

    Iespjams, ka nkotn eneratorus vairs nevajadzs montt uz stingriem grunt nostiprintiem pamatiem. Norvijaspiekrast tiek veikti ptjumi par peldou vja eneratoru izgatavoanu, kurus jras diben noenkuros ar izturgm

    trosm. Eksperiments tiek veikts ar 5300 tonnas smagu peldou vja eneratoru. Jaunie jras eneratori bs ne tikaitehnoloiski pilnveidoti, bet ar augstki. Jau tagad eneratoru rotora gondola tiek novietota 100 m augstum unsprnu garums sasniedz 70 metrus, piemram, Clipper Windpower.

    Teortiski var uzstdt vl augstkus vja eneratorus ar vl garkiem sprniem, tomr to sastvdaas jnogd norpncas ldz uzstdanas vietai. Tas sagd zinmas problmas, jo pa lauku ceiem un cauri apdzvotm vietm irsareti transportt pat 40 m garos rotora sprnus. Neskatoties uz to, ES iecerjusi konstrut 250 metrus augstuvja eneratoru UpWind. eneratora jauda vartu sasniegt 20 MW. Lielk augstum palielins vja trums. Ja pieZemes virsmas vja trums ir 8 m/s, tad 120 metru augstum tas sasniedz 10 m/s. Lai ar atirba nav liela, taiir nozmga loma enerijas ieguv, jo eneratora jauda pieaug proporcionli truma kubam (2.17). Pastvgi tiekuzlaboti strdjoie eneratori tiek meklti jauni sprnu materili un orma, lai palielintu eneratoru jaudu. Tiekmekltas tdas sprnu ormas, lai enerators attsttu optimlo jaudu ar lielku un mazku vja trumu gadjum.

    Patstvgi krtos izmaksas vja eneratoru bvniecb auj prognozt, ka ap 2016. gadu vja elektrostaciju saraotelektroenerija vars konkurt ar dabas gzes termoelektrostacijs saraoto elektroeneriju.

    Daas lielks (platb) un jaudgks vja elektrostacijas pasaul, kas atrodas uz sauszemes (2012. gads): Jaisalmer Wind Park, Indijas ziemeos, 1064 MW, Alta Wind Energy Center, Kaliornija, ASV, 1020 MW (2012.g ad vl papildus bv 300 MW), Roscoe Wind Farm, Teksasa, ASV, 781 MW.

    Jpiebilst, ka tiek bvtas un paplaintas jau esos vja elektrostacijas, tdjdi is saraksts var mainties pavisam drz.

    Daas lielks un jaudgks vja elektrostacijas, kas atrodas jr:

    Walney, Anglija, 367 MW, Tanet, Anglija, 300 MW, Horns Rev II, Dnija, 209 MW, Rdsand II, Dnija, 200 MW.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    40/92

    38

    Jras vja elektrostacijas ir mazk uzkrtoas un to saraot elektroenerija ir potencili lielka nek krasta vjaelektrostacijm, jo vja trums atklt jr ir lielks. Saldzinjum ar sauszemes vja eneratoriem, vja eneratoruuzstdana jr, protams, ir drgka. Tiek plnoti grandiozi projekti un drz vien augstk mintais saraksts tikspapildints. Eiropa aj jom ir ldere.

    2.11. VJA ENERTIKA LATVIJNu jau sen Latvij esam atmetui K. Ulmaa ideju, ka katr lauku st griezsies vja rotori, kurus raos VEFun saimniecbas nebs atkargas no elektroenerijas piegdtju tarifiem. 20. gadsimta 60. gados sks laukusaimniecbu pievienoana vienotajam elektrotklam. Vja eneratori tika aizmirsti, jo pc otr pasaules kara straujipieauga energoresursu ieguve un strauji krits to cenas. Elektroenerija kuva lta un pieejama praktiski ikvienam.Aizskoties enertikas krzei, atkal pardjs interese par neizsmeamo vja eneriju. Moderno vja turbnu jauda1,5 ldz 10 MW daudzkrt prsniedz 1980. gad raots turbnas jaudu un eektivitti. Msdiens vja turbnas tiekpaceltas 100 ldz 150 metru augstum. Vja eneratoru saraots elektroenerijas cenas sk tuvoties elektroenerijascenai, ko iegst no nafas, dabasgzes, oglm. Vja turbnu bvniecbas izmaksas (miljons dolru uz MW) tuvojasgzes TEC izmaksm (0,6 miljoni USD/MW).

    Vislabkie apstki VES izveidei Latvij ir Kurzemes piekrast, nedaudz sliktki Vidzemes piekrast pie Igaunijasrobeas. 1995. gad LatvenergoAinaos uzstdja divas pirms vja turbnas Baltij, kuru kopj jauda 1,2 MW. SIAVja parksVES Grobi (19,8 MW, 2002. gads) pirmais lielais vja parks Baltij. Palaik Latvij ir uzstdti vjaeneratori ar kopjo jaudu 30 MW, galvenokrt Kurzem. Skot ar 2007. gadu, vrojama pieaugoa investoru interesepar atjaunojam energoresursu veida apganu. VES projekti ar kopjo elektrisko jaudu 517 MW jau ir samuiPSO tehniskos noteikumus. Latvijas Sadales Sistmas operators ir samis pieteikumus 207 MW VES pieslganai.

    Pc Kurzemes 330 kV loka izbves Latvijas rietumu da VES vars raot ldz 1000 MW elektroenerijas. Tomrnav atrisinti jautjumi par das uzstdts jaudas rezervanu. Latvijas vja potencils ir stipri ierobeots vjatruma zi. Jras vja parku bvniecbas attstb svarga ir vja elektrostaciju tehnoloiju attstba un ar piekuvestehnoloiju attstba. Paredzams, ka drzum vja elektrostaciju tehnoloiju attstba bs pietiekami izptta, laipanktu izmaksu zi eektvu liela mroga jras vju parku attstbu un uzstdanu.

    SelgasVES bve (vairk nek 20 km no krasta) var ievrojami palielint VES jaudas. emot vr esos tendencesjras vja tehnoloiju attstb un tehnoloiju briedumu, k ar Latvijas piekrastes klimatiskos apstkus, prskatmnkotn paredzams, ka tehnoloiju demonstrcijas nolkos Latvij pirmais vja parks ir attstms ar uzstdto jauduapjomu ldz 50 MW. Kurzemes piekrast jr vartu novietot ap 600 MW Selgas VES. Vrtjot Dnijas pieredzivja parku attstb, secinms, ka valsts koordinta laukumu noteikana vja parku bvniecbai un atklts izsolesmehnisms veicina investciju vides stabilitti un samazina izdevumus pieslgumu inrastruktras attstbai. Savukrt,

    ja laukumu noteikana tiek atstta vja parku attsttju zi, iespjams elektroenerijas pieslgumu sauszemei skaitapalielinjums, kas paaugstina saraots elektroenerijas izmaksas. Latvijai visprjais mris no atjaunojamiemenergoresursiem saraotas enerijas patsvaram elektroenerijas bruto galapatri 2020. gad noteikts 59,8%apmr (2010. gad sasniegti 44,7%).

    Lai attsttos vja enertika, ir nepiecieams pietiekams vja trums. Parasti vja turbnas sk raot elektroeneriju,ja vja trums ir 2,5 m/s. Turbna sasniedz nominlo jaudu, ja vja trums ir 12 ldz 16 m/s. Vispiemrotks vietasvja eneratoru izvietoanai ir jras piekraste, jras els un pakalni. Nebs prtgi vja eneratorus uzstdt meainapvid, starp km vai kokiem, kas samazina vja trumu. Palielinoties augstumam, pieaug ar vja trums, tpcmodernas turbnas atrodas 100 ldz 120 m augstum. Pirms vja eneratoru uzstdanas btu jveic vja trumamrjumi dados augstumos (2.38. att.) visa gada garum. Latvijas vja karte rda, ka piemrotks vietas VESierkoanai ir Baltijas jras piekraste un Kurzemes augstienes pakalni. Lai VES vartu sasniegt nominlo darba

    remu, ts jpace 100 metru augstum, kur gada vidjais vja trums tuvojas 10 m/s.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    41/92

    39

    a) Vidjais vja trums gad 10 m augstum;

    b) Vidjais vja trums gad 50 m augstum;

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    42/92

    40

    c) Vidjais vja trums gad 100 m augstum.

    2.38. att. Latvijas vidj vja trumu karte dados augstumos.

    Vl labki nosacjumi VES parku uzstdanai ir jras Kurzemes piekrastes els, kur vj ir pastvgks un kur irpietiekami laba Latvenergoelektrotklu sistma. Ekonomikas ministrija izstrdjusi Vja enerijas attstbas plnuldz 2020. gadam (2.39. att.). Skot ar 2016. gadu, tiek plnots nodot ekspluatcij pirmo jras ela VES parkuLiepjas jrmal.

    Pret Vja parku bvniecbu izsaks ornitologi, jo tiek traucta putnu migrcija. Sadursm ar vja turbnm putniiet boj. Bdgi slavena ir 20. gadsimta 80. gados uzbvt Kaliornijas Altamont Passvja elektrostacija ar 7000turbnm, kuru kopj jauda 800 MW. T uzbvta uz galven putnu migrcijas cea. Sadursms ar turbnm katrugadu boj iet vairki tkstoi putnu. Problmas risinjums vartu bt, novecojus mazjaudgs turbnas nomainotpret jaunm, eektvkm un augstk novietotm turbnm. Tad turbnu sprni atrastos augstk par putnu lidojuma

    ceu. Viena moderna turbna sarao tikpat elektroenerijas, cik desmit vecs turbnas.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    43/92

    41

    2.39. att. Latvij plnot vja enerijas attstbas diagramma.

    Vja enerijas izmantoanai ir savi plusi un mnusi (tabula 2.2).

    abula 2.2 Vja enerijas izmantoanas plusi un mnusi.

    Plusi Mnusi

    Neizsmeami resursi Trauc migrjoos putnus

    Ltkais atjaunojams enerijas ieguves veids Saldzinjum ar osil kurinm TEC drgas tehnoloija

    Raoanas proces nerodas izmei Troka lmenis turbnas tuvum

    Augsta elektroenerijas raoanas eektivitte Var veicint elektroenerijas tariu paaugstinanu

    Zemas ekspluatcijas izmaksas Maings vja trums

    Jaunas darbavietas

    Nav jimport kurinmais

    Latvijai optimlais elektroenerijas ieguves apjoms no vja turbnas eneratoriem vartu bt 5 10 % no kopjelektroenerijas ieguves apjoma. Saska ar Eiropas Rekonstrukcijas un attstbas bankas ptjumiem, vja raotspjaspotencils ir 550 MW, tas ir aptuveni 1000 GWh gad. obrd Latvij sagatavoanas stadij atrodas vairki projekti,tomr ir grti prognozt, kad tie sks darboties. Tau, lai sasniegtu Eiropas Parlamenta un Padomes 2009. gada23. apra Direktvas 2009/28/EK par atjaunojamo energoresursu izmantoanas veicinanu noteiktos mrus, irjapsver turpmka popularizana elektroenerijas ieguvei no vja enerijas.

    Vja parkus jbv tur, kur ir labs vja potencils. Tpc vislabkie noteikumi vja enerijas integrcijai ir atkltoslaukumos ar mazu iedzvotju blvumu. Elektroprvades sistma dos rajonos ir slikti attstta un nav piemrotalieliem vja parkiem. obrd Latvij priekroka elektroenerijas prvades un sadales sistms tiek dota elektrostacijm,

    kas elektroenerijas raoanai izmanto atjaunojamos enerijas resursus. Bet liberalizta tirgus apstkos iespjams,ka vja parka paniekam ir paam jmaks par tkla pastiprinanu. Tas jau t drgo projektu var padart vl drgku.

    Tomr vja enerijai ir pabas, kas jievro, risinot o problmu. Vj ir nepastvgs enerijas avots, to ir grti prognoztun nav iespjams kontrolt. Tpc vja enerijas iekrtas izmantoanas laiks ir tikai 2000 4000 stundas gad.

    Plnot vja enerijas jaudas MW

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    450

    2005

    .

    2010

    .

    2011

    .

    2012

    .

    2013

    .

    2014

    .

    2015

    .

    2016

    .

    2017

    .

    2018

    .

    2019

    .

    2020

    .

    Gads

    Jauda,MW Sauszemes

    Jras

    Vja enerija

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    44/92

    42

    Raoanas maksimumi ne vienmr sakrt ar momentiem, kad elektroenerijas patri ir tuvu maksimumam.Tpc vja enerijas raoanas samazinana var tikt apskatta k viens no vja enerijas raoanas procesiem.Vja enerijas raoanas samazinana nozm, ka daa no enerijas tiks zaudta. Tau to var uzkrt, piemram,akumulatoros un izmantot taj brd, kad strauji pieaug elektroenerijas patri.

    1. Uzdevums.Apriniet gaisa blvumu -13 oC un 0,9 atmosru spiedien.

    Atrisinjums:Gaisa molmasa M = 0,029 kg/mol, temperatra T = -13 oC = 260 K, spiediens p = 0,9 atm = 9104pa.

    Izmantojam izteiksmi (2.13) un aprinm gaisa blvumu:

    2. Uzdevums.Vja trums 15 m/s. Vja turbnas rotora diametrs 75 m un gaisa blvums 1,3 kg/m3. Apriniet vja turbnasmaksimlo jaudu.

    Atrisinjums: Rotora vja luma laukums

    Maksiml jauda, izmantojot izteiksmi

    Izskaitojot:

    3. Uzdevums.Vja trums 10 m augstum ir 5 m/s. Apriniet vja trumu 75 m augstum virs jras un virs ciemata.

    Atrisinjums: V0= 5,0 m/s, h0= 10 m un h = 75 m. Apvidus koeficients jras virsmaia1= 0,1, bet ciematam a2= 0,3. Vja truma noteikanai izmantojam izteiksmi (2.12). Izskaitojot, iegstam:

    vja trums virs jras, un

    vja trums virs ciemata.

    4. Uzdevums.Vja izmantoanas koeficients 40 %. Turbnas rotora diametrs 60 m, vja trums 14 m/s, temperatra 7 oC unspiediens 1 atmosra. Apriniet gaisa blvumu, turbnas rotora vja elanas laukumu un jaudu.

    Atrisinjums: Gaisa temperatra T = 7 oC = 280 K, atmosras spiediens p = 1 atm = 1,0105Pa.

    Rotora vja luma laukums .

    Gaisa blvums

    Turbnas jauda

    = = 1,21 kg/m391040,029

    8,31260

    Pmax= 0,59SV3

    2

    Pmax

    = 0,59

    = 5,7 106

    W = 5,7 MW1,34416153

    2

    S= = = 4416 m2d2 3,14752

    4 4

    V1= 5,0 = 6,1 m/s

    V2= 5,0 = 9,2 m/s

    75

    75

    0,1

    0,3

    10

    10

    (

    (

    )

    )

    S = = = 2826 m2 d2 3,14602

    4 4

    P= Cp = 0,40 = 1,9106W = 1,9 KW S V

    3 1,252826143

    2 2

    = = = 1,25 kg/m3p M 1,0105

    0,29R T 8,31280

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    45/92

    43

    2.12. TERMINU SKAIDROJUMSAgregta jauda eneratoram darbojoties attstt jauda. Agregta jauda atkarga no krituma, turbnas caurpldumaun agregta kopj lietderbas koeficienta.

    Aizsargjoslas noteiktas platbas, kuru uzdevums ir aizsargt dada veida (gan dabiskus, gan mkslgus) objektusno nevlamas rjs iedarbbas, nodroinot to ekspluatciju un drobu, vai pasargt vidi un cilvku no kda objektakaitgs ietekmes.

    Aizsargdambis hidrotehniska bve no grunts teritorijas aizsardzbai pret applanu.

    Aizsprosts masva hidrotehniska bve no betona, grunts, koka vai akmens, ko ierko rsm upes gultnei, lai,radot uzstdinjumu, paaugstintu denslmeni un izveidotu denskrtuvi.

    Aizvars prvietojama dens necaurlaidga konstrukcija, ar kuru, to nolaiot, paceot vai pagrieot, daji vai pilnginosldz vai atver dens caurplduma aili. Ar aizvariem: prvada lieko deni; nodroina nepiecieamo caurpldumu,regul denslmeni, prvada ledu un vius, aizskalo saneus. Aizvaru konstrukcijas: plakanie, andorveidgie,segmenta, veltveida, sektora, vrstuu un jumtveida.

    Anemometrs mra vja trumu, rezulttus elektroniski nosta kontrolierim, kas iedarbina turbnu.

    Augstkais uzstdinjuma lmenis augstkais aprintais dens lmenis, kas slaicgi pieaujams denskrtuv

    palu laik un kur rodas denskrtuv, pa pilnb atbrvotm novadbves ailm izvadot maksimlu caurpldumu.Bjefs virszemes densobjekta posms, kas robeojas ar uzstdinanas bvi (aizsprostu) un atrodas katr ts pus,augj pus augbjes, lejas pus lejasbjes.

    Bremze diska bremze var mehniski, elektriski vai hidrauliski apturt rotoru.

    Caurpldums dens daudzums, kas vien laika vienb izplst caur densteces vai bves aktv rsgriezumalaukumu.

    Caurvades spja caurpldums, ko spj izvadt densteces gultne vai hidrotehnisk bve, ja ir nepiecieamais densplsmas dziums un citi nosacjumi.

    Dambis hidrotehniska bve dens plsmas sadalanai, regulanai vai dens uzkranai, pc uzbves ldzgs

    aizsprostam.

    Darbarats hidraulisko turbnu galvenais elements, kur rotcijas kustb dens eneriju prvr mehniskaj enerij.

    Derivcija dens novadana no denskrtuves uz dens izmantoanas vietu. Hidroelektrostacijs pa derivcijaskanlu deni pievada ldz turbnm.

    Dis mkslga denskrtuve, kuru ierko aizsprostojot gravas, strautus, upes. Dus veido ar 3-5 m dziosierakumos. Lieto nosaukumus dzirnavu dis, ar dzirnavu ezers.

    Enerija, elektrisk enerija douls (simbols J, saukts ar par vatsekundi) ir darba, enerijas un siltuma daudzumamrvienba. Praks elektrisko eneriju mra kilovatstunds (kWh) 1 kWh = 3,6106 J, megavatstunds (MWh).1 MWh atbilst 1000 kWh.

    HES (hidroelektrostacija) bvju un iekrtu komplekss, ar kuru paldzbu dens plsmas eneriju prveidoelektroenerij.

    HES hidrotehnisks bves hidroelektrostacijas darbbai nepiecieams bves: aizsprosti, dambji, HES kas,dens novadbves, kanli, cauruvadi, tunei, drena, zivju aizsardzbas un prvades bves, krastu nostiprinjumi,atbalstsienas un citas bves, uz kurm darbojas dens spiediens.

    Hidroloiskie aprini aprini, kas tiek veikti, lai iegtu aplses hidroloiskos lielumus. Vispirms aplsescaurpldumus. Ja dotaj viet ir hidrometriskie novrojumi, tad os aprinus veic ar matemtisks statistikasmetodm. Ja novrojumu nav, tad izmanto empriskas ormulas, izmanto iepriek veiktus visprinjumus, veicprocesu matemtisku modelanu.

    Hidroturbna hidrauliska mana, kura caurplsto dens eneriju prveido mehnisk griezes kustbas enerij.Izir Frensisa, propellera, Kaplna, Banki un Peltona turbnas.

    Hidroagregts hidroturbna, prvads un enerators k vienots savstarpji saistts komplekss, izveidotselektroenerijas raoanai.

  • 5/19/2018 Elektorstaciju ekspluatacija

    46/92

    44

    Jauda tehnisks un fizikls lielums, kas izsaka laika vienb paveikto darbu.

    Kontrolieris neprtraukti seko ldzi vja turbnas darbbai un stvoklim. Ja atgads kme, tad tas aptur mehnismu.Kontrol zobratu mehnismu.

    Kritums denslmeu augstumu starpba pa vertikli no augbjea ldz denslmenim atvadkanla skum lejasbje.

    Minimlais (garantjamais) caurpldums 30 dienu perioda minimlais caurpldums ar 95% nodroinjumu,kas, veicot noteces regulanu, denstec saglabjams vienmr, izemot gadjumus, kad dabisk pietece ir mazka

    par o caurpldumu.

    Normlais dens uzstdinjuma lmenis augstkais pieaujamais dens lmenis denskrtuv, kuru normlasekspluatcijas apstkos nodroina hidromezgls (novadbve), un kur rodas, denskrtuv pa pilnb atbrvotmnovadbves ailm vai pr prgznes slieksni izvadot aplses caurpldumu.

    Notece dens aprites dab sauszemes posms, kur notiek pa zemes virsmu (virszemes notece), augsni un ieu sliem(pazemes notece).

    Note