Відсмоктувальні труби ГЕС

 

Форма і розміри відсмоктувуальних труб визначають габаритні розміри підводної частини будівлі ГЕС з реактивними турбінами, а також відмітку закладання основи фундаменту.

Відсмоктувальні труби повинні забезпечувати:

1) перетворення кінетичної енергії, яка виходить із лопатевої системи гідроагрегата потоку в енергію тиску;

2) повне використання перепаду рівнів між верхнім і нижнім б’єфами ГЕС при розташуванні робочого колеса вище рівня води у відвідному каналі;

3) ефективні умови відводу води від гідромашини у відвідний канал ГЕС.

Існує два види відсмоктувальних труб:

- прямоосні конічні, які використовуються для малих турбін і горизонтальних капсульних агрегатів;

- труби із вигнутим коліном, що складаються із конуса круглого поперечного перерізу, коліна, яке переходить із круглого у прямокутний переріз, і відвідного дифузора прямокутного, постійно зростаючого перерізу.

Вихідний переріз відсмоктувальної труби повинен бути заглиблений під мінімальний рівень нижнього б’єфу не менше, ніж на 0,5 м і закінчуватися колектором із радіусом заокруглення не меншим, ніж 0,03D1.

Основними габаритними розмірами відсмоктувальної труби є висота h, довжина L і ширина дифузора на виході B5.

Вимоги до проектування:

1) дифузор повинен бути симетричним осі блоку, тому коліно часто влаштовується асиметричним;

2) при ширині дифузора на виході В5>10...12 м влаштовуються 1-2 проміжні бички товщиною 1,8...2,5 м;

3) в руслових ГЕС розмір В5 збільшується до ширини спіральної камери і проміжний бичок проектується наскрізним;

4) якщо мінімальне затоплення вихідної частини дифузора не забезпечується, конструктивно необхідно збільшити висоту конуса;

5) якщо затоплення дуже велике, дифузор рекомендується робити із зворотнім похилом до 130;

6) в межах дифузора влаштовуються пази ремонтного і аварійно-ремонтного затворів відсмоктувальної труби.

 

Регулювання гідротурбін

 

Потужність ГЕС рівна сумі потужностей працюючих агрегатів:

 

NГЕС=åNa=åNтоhг.

 

При цьому розподіл навантаження між окремими агрегатами може бути різний. Оптимальним розподілом навантаження є таке, при якому сумарна витрата всіх турбін мінімальна, або середній к.к.д. має найбільше значення.

Система автоматичного регулювання (САР) підтримує постійну частоту обертів агрегату (частоту струму у мережі) при зміні навантаження у ній. Основними елементами САР є автоматичний регулятор швидкості, який складається із колонки управління і маслонапірної установки та силові механізми – серводвигуни. Маслонапірна установка складається із масло-повітряного котла, масляних насосів і зливного бачка і забезпечує роботу систем регулювання та керування агрегатом.

Об’єм котла маслонапірної установки визначається за залежністю:

 

WK=(20...25)WCHA+(3...4)WCPK+3Wзатв+(9...10)WXB, м3,

 

де WCHA – об’єм двигунів направляючого апарату, м3;

WCPK – об’єм робочого колеса (для ПЛ-турбіни), м3;

Wзатв – об’єм дискових і шарових затворів, м3;

WXB – об’єм холостих випусків, м3.

Конструкція основних вузлів гідрогенераторів. Підбір гідрогенераторів і визначення їх основних розмірів. Компонування гідроагрегатів. Трансформатори. Вантажопідйомні механізми. Допоміжне обладнання ГЕС

 

Гідрогенератори ГЕС

 

Машини, які перетворюють механічну енергію обертів турбіни в електричну, називаються гідрогенераторами. На ГЕС, як правило, встановлюються синхронні генератори трифазного струму вертикального виконання

Основними елементами гідрогенератора є нерухома частина – статор та ротор, який приводиться в обертовий рух робочим колесом турбіни, закріпленим на одному валу із ним. На роторі закріплюються полюси генератора. Вал генератора жорстко з’єднаний із валом турбіни.

Електричний струм знімається із статора. Активна сталь статора разом із полюсами ротора створює магнітну систему.

Генератори – це досить досконалі машини, які мають коефіцієнт корисної дії hг=96...98,4 %.

В залежності від параметрів і умов роботи, вертикальні генератори виконують трьох типі в: підвісного, зонтичного і з опорою на кришку турбіни.

Основні системи та пристрої генератора такі:

- система збудження – призначена для живлення постійним струмом обмоток ротора, які створюють необхідне магнітне поле;

- гальмівна система – призначена для зменшення часу роботи з пониженою частотою обертів при зупинці агрегатів;

- система охолодження (буває повітряна, форсована і водяна);

- система контролю захисту управління - для повної автоматизації роботи гідроагрегатів і сигналізації про порушення умов нормальної роботи;

- протипожежні пристрої;

- система для відтиснення води – для видалення води з турбіни і верхнього конусу відсмоктувальної труби.