§ 3. Определение параметров турбины

Расход турбины, м³/с, рассчитывается по формуле:

где N_T - мощность одной турбины; Н - расчетный напор; ŋ_т - КПД турбины, равный 0,97.

Для каждого типа турбин существуют частные графики или области применения турбин, по которым определяются количество оборотов и диаметр рабочего колеса турбины в зависимости от напора и мощности турбины.

Для установления области работы гидротурбины в отно­шении ее КПД необходимо использовать универсальные ха­рактеристики турбин, которые показывают изменение его при определенном напоре и количестве оборотов в зависимости от расхода турбины.

Чтобы пользоваться универсальной характеристикой, не­обходимо по формулам приведения найти приведенное коли­чество оборотов, об/мин, и приведенный расход, м³/с

где n - количество оборотов турбины по данным частных графиков, об/мин;D - диаметр турбины, м; Н - расчетный напор, м.

По полученным приведенным величинам, используя уни­версальную характеристику, находим максимальное значение КПД турбины при принятом режиме ее работы.

§ 4. Выбор типа генератора

Гидрогенератор служит для преобразования механической энергии гидротурбины в электрическую.

На ГЭС устанавливаются преимущественно синхронные гидрогенераторы трехфазного тока. Для турбин небольших мощности можно использовать асинхронные генераторы.

По расположению вала различают генераторы вертикальные и горизонтальные. Наиболее широкое распространение получили вертикальные генераторы.

Генератор подбирается по числу оборотов и требуемой мощности.

Требуемая мощность генератора, тыс. кВт, определяется по формуле:

где N_т - мощность турбины, тыс. кВт;

- максимальное значение КПД турбины, равное

0,97.

Подбираем тип генератора и выписываем основные дан­ные в таблицу.

Тип генератора	Скорость вращения, n об/м	Мощность активн., кВт	КПД, %	Диа­метр, Д	Вес
					рото­ра, т	об­щий, т

§ 5. Построение рабочих характеристик

Графическое изображение зависимостей между' основны­ми параметрами турбин называют характеристиками турбин. В практике гидротурбостроения и эксплуатации применяют следующие основные характеристики: оборотные, главные универсальные, рабочие и эксплуатационные универсальные.

Оборотные характеристики показывают зависимость КПД, расхода и мощности турбины от числа ее оборотов при различных открытиях направляющего аппарата.

Они имеют вид кривых следующего типа:

где a_o - открытие направляющего аппарата модельной турбины, мм.

Главные универсальные характеристики отражают зави­симость КПД от приведенных расходов и оборотов.

Их используют при подборе натурных турбин, а также при построении рабочих и эксплуатационных характеристик турбин.

Рабочие характеристики показывают зависимость КПД от мощности или от расхода турбины при постоянном напоре и постоянном числе оборотов. Эти характеристики могут быть построены также в виде зависи­мости

Эксплуатационные универсальные характеристики отра­жают зависимость КПД турбины от мощности и напора или от расхода и напора при постоянном числе оборотов.

Для построения рабочих и оборотных характеристик не­обходимо определить координаты характеристик. Расчет ве­дется в табличной форме в следующей последовательности.

1.На универсальной характеристике проводят горизонтальную линию, соответствующую приведенному количеству оборотов n^/ . На этой линии наносят несколько (7 - 8) расчет­ных точек.

2. Выписывают в таблицу приведенный расход, соответ­ствующий данным точкам, определяют для них значения КПД модели и записывают в графы № 2 и 3.

№ п/п	, м3/с	ŋмод	Q , м3/с	ŋт	Nт , кВт	ŋт	ŋт	Nа , кВт	2 Nа , кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

3. Определяют расход турбины, соответствующий расчет­ным точкам, м³/с.

где - приведенный расход турбины.

4. Рассчитывают КПД турбины

,

где K - коэффициент, учитывающий изменения величины КПД при изменении параметров рабочего колеса.

5.Устанавливают мощность турбины с изменением для каждой расчетной точки

6.КПД генератора принимается постоянным в соответст­вии с табличными данными.

7.Определяют КПД агрегата

8. Вычисляют мощность одного агрегата

На основании рассчитанной таблицы строят:

1) рабочую характеристику турбины

2) рабочую характеристику агрегата

3) расходную характеристику