3.2. Турбінні камери

Тип турбінної камери залежить від напору і спочатку може бути прийнятий згідно типу турбіни: для ПЛ – камера з бетону, для РО – металева. При цьому кут охоплення φ₀ (рис. 3) спіральної камери також залежить від типу турбіни і для нього існує така рекомендація: φ₀ =180° для турбін ПЛ-10, φ₀ = 210° для турбін ПЛ-20 і ПЛ-30 та φ₀ = 345° для турбін типу РО-45 і РО-75.

Габарити спіральних камер взагалі визначаються розрахунками, але в курсовому проекті на попередній стадії проектування їх розміри можна визначити орієнтовно за відносними розмірами, що наведені в додатку Д-2. Щоб отримати розміри камери в метрах необхідно відносні значення помножити на абсолютне значення діаметра D₁ робочого колеса турбіни. Наприклад, якщо D₁ = 5,0 м, то для турбіни ПЛ-10 радіус R поперечного перерізу камери з φ₀ = 0° буде дорівнювати R = 1,66·5,0 = 8,3 м, а висота b´= 0,92·5,0 = 4,6 м.

В пояснювальній записці треба навести схему турбінної камери з розмірами її поперечних розмірів згідно Д-2. Масштаб бажано прийняти таким як і для схеми турбіни.

3.3. Відсмоктуючі труби

Відсмоктуючі труби вибираються із стандартного ряду в залежності від типу турбіни. Для турбін, що передбачені завданням, типи відсмоктуючих труб та їх відносні розміри наведені в додатку Д-3, а схема – на рис. 4.

Розміри відсмоктуючих труб визначаються так, як і для турбінних камер – множеннямвідносних розмірів на діаметр D₁ в метрах.

3.4. Гідрогенератори

Гідрогенератори з вертикальним валом застосовуються двох типів – підвісний (з частотою обертання n_с > 200 об/хв) і парасольчастий (n_с ≤ 150об/хв). Якщо частота обертання агрегату знаходиться в інтервалі між 150 і 200 ою/хв, то можливе застосування того чи іншого типу.

Основні параметри гідрогенераторів такі: активна (номінальна) потужність N_г (кВт), напруга U (кВ), частота обертання n_с (об/хв), коефіцієнт корисної дії η_г, а також характерні розміри – зовнішній діаметр D_а осереддя статору (активної сталі), довжина активної сталі l_а та діаметр D_і розточки статору (рис. 5).

Генератори підбирають по каталогах в залежності від потужності N_г та частоти обертання n_с [3].

На попередній стадії проектування, в тому числі і в даному курсовому проекті, основні розміри генераторів можуть бути визначені орієнтовно.

Діаметр розточки статору можна знайти за співвідношенням

D_i = K/n_с, (7)

де K – коефіцієнт, що залежить від типу гідротурбіни. Для осьових (ПЛ) гідротурбін K = 750...975, а для радіально-осьових (РО) – K = 1350...1500. Діаметр D_і знайдений за формулою (7), має бути більшим ніж діаметр робочого колеса D_і не менше як у 1,5 рази.

Діаметри D_і та D_а зв’язані орієнтовно залежністю

D_а = D_і + а,

де а = 0,5...0,9 м – конструктивний розмір.

Довжина активної сталі l_а може бути визначена в метрах за формулою

(8)

де N_Г = N_ус/z – активна потужність генератора (кВт),

cosφ = 0,8…0,85 – коефіцієнт потужності, с – коефіцієнт використання активних матеріалів. Для генераторів з повітряним охолодженням с = 5...7, а для генераторів з водяним охолодженням с = 11...13. Водяне охолодження застосовується для потужних генераторів з N_Г > 100000 кВт.

Значення l_а не повинне перевищувати 2,5...2,7 м (за умови транспортування). При значних висотах статора його обмотка укладається безпосередньо в будівлі ГЕС під час монтажу. Визначене за формулою (8) значення l_а приймається згідно стандартних значень з ряду: 40, 80, 100, 110, 130, 140, 150, 175, 190, 210, 230, 250, 275, 300, 320 см.

Основні розміри вертикальних генераторів можуть бути визначенні згідно з додатком Д-4 або [1] і повинні бути наведені в пояснювальній записці та на схемі генератора.

Далі необхідно визначити масу генератора (в тонах):

де l_a та D_i в м, а коефіцієнт ψ = 44...50 для парасольчатих генераторів і ψ = 48...58 – для підвісних.

Основний кран будівлі ГЕС підбирають в залежності від загальної маси G_P ротора генератора, що складає приблизно 0,5...0,55 від загальної маси генератора.