3 Водно-энергетические расчёты

3.1. Расчет энергетических возможностей створа

При выполнении водно – энергетических расчётов в курсовом проекте определяются расчётный напор, расчётная мощность, колебания напоров и мощности.

В одном и том же створе можно получить различные мощности в зависимости от высоты плотины. Высота плотины определяет не только напор, но и величину водохранилища, а, следовательно, и зарегулированный расход.

Чтобы выявить, какие мощности можно получить в данном створе, необходимо построить график зависимости мощности водотока от отметки нормального подпёртого горизонта, так называемую энергетику створа. Для построения этого графика используются полученные ранее характеристики водохранилища и нижнего бьефа и кривая зависимости между полезным объёмом воды и зарегулированным расходом.

Для какой либо отметки НПГ находится полезный объём водохранилища, по нему – зарегулированный расход. По величине расхода и характеристике нижнего бьефа находится отметка нижнего бьефа. Напор при этом определяется как разность отметок верхнего и нижнего бьефа, а мощность водотока вычисляется по формуле:

Q_вод = 9,8Q_зарН, (26)

Проведя такие расчёты для 4 – 5 отметок верхнего бьефа, можно построить требуемую графическую зависимость.

2. Расчетный напор гэс

Выбор расчётного напора для ГЭС производится на основе учёта существующих гидросиловых установок (мельниц, ГЭС) и условий незатопления и неподтопления населённых пунктов и ценных сельскохозяйственных угодий, расположенных выше ГЭС.

Недопустимо по санитарным нормам создание пойменных водохранилищ с глубиной воды в них менее 0,5 м.

Напор гидростанции изменяется вместе с изменением горизонтов верхнего и нижнего бьефов, поэтому при подборе турбины вводится так называемый расчётный напор.

При наличии достаточных материалов по используемому водотоку (наличию расчётного гидрографа и кривых Q = f(H)) для определения расчётного напора турбин следует пользоваться формулой:

(27)

В тех случаях, когда необходимые данные по водотоку отсутствуют, а есть лишь сведения о максимальном и минимальном напоре, расчётный напор для выбора турбин может быть определён по формуле:

(28)

где Н_mах и Н_min – максимальный и минимальный напор в м.

3. Выбор гидросилового оборудования гэс

Выбор основного гидросилового оборудования гидротурбин и генераторов на основании полученных ранее расчётной мощности и расчётного напора.

Для подбора турбин в курсовом проекте следует пользоваться номограммой, представляющей свободный график областей применения турбин различных типов. Найдя по свободному графику для данных N_расч и Н_расч тип турбины, по частному графику выбранного типа находится: число оборотов турбины, диаметр колеса, высота всасывания (Приложение 3).

Для выбора генераторов также можно пользоваться номограммой, представляющей свободный график областей применения гидрогенераторов, построенный в координатах N_расч и Н_расч. Указанные в номограмме гидрогенераторы подобраны так, что достигнуто совпадение числа оборотов турбины и генератора. При несовпадении оборотов турбины и генератора число оборотов агрегата принимается равным числу оборотов генератора.

Одновременно необходимо проверить по универсальной характеристике сможет ли турбина удовлетворительно работать на новом числе оборотов, отличном от номинального. В зоне ниже 120 кВт число оборотов генератора не всегда увязывается с числом оборотов, развиваемых турбиной, поэтому при малых значениях напоров предусматривается применение плоскоремённой или клиноремённой передачи между валом турбины и валом генератора. При наличии передачи необходимо вычислить диаметры шкивов и размеры ремня.