Выбор типа генератора.
Гидрогенератор служит для преобразования механической энергии гидротурбины в электрическую.
На ГЭС устанавливаются преимущественно синхронные гидрогенераторы трехфазного тока. Для турбин небольшой 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:
Nг=Nт*nг;
Nг=4042.5*0.97=3921.2 кВт.
где Nг- мощность турбины, тыс.кВт;
nг- максимальное значение КПД генератора, равное 0,97
Подбираем тип генератора и выписываем основные данные в таблицу.
Тип генератора |
Скорость вращения об/мин |
Мощность кВт |
КПД % |
Диаметр |
Вес (т) |
|
Ротор |
Общий |
|||||
СВ250/100-24 |
250 |
4000 |
95,7 |
210 |
35 |
70 |
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.
Главные универсальные характеристики отражают зависимость КПД от приведенных расходов и оборотов.
Их используют при отборе натурных турбин, а также при построении
рабочих и эксплуатационных характеристик турбин.
Рабочие характеристики показывают зависимость КПД от мощности nт=f1(Nт) или от расхода турбины nт=f2(Qт) при постоянном напоре и
постоянном числе оборотов. Эти характеристики могут быть построены
также в виде зависимости nт=f3(α0).
Эксплуатационные универсальные характеристики отражают
зависимость КПД турбины от мощности и напора nт=f1(Nт;Н) или от
расхода и напора nт=f2(Qт; Н) при постоянном числе оборотов.
Для построения рабочих и оборотных характеристик необходимо определить координаты характеристик. Расчет ведется в табличной форме и
следующей последовательности.
1.Ha 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 точка, определяют для них значения КПД модели и записывают в графы №2 и 3.
№ |
Q |
nмод |
Qт |
nт |
Nт |
nг |
nа |
Na |
2Na |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
0,55 |
0,82 |
12,4 |
0,82 |
1994,9 |
0,97 |
0,79 |
1575,9 |
3151,8 |
2 |
0,75 |
0,85 |
17 |
0,85 |
2835 |
0,82 |
2324,7 |
4647,4 |
|
3 |
1,05 |
0,87 |
23,7 |
0,87 |
4045,4 |
0,84 |
3398,1 |
6796,2 |
|
4 |
1,25 |
0,86 |
28,2 |
0,86 |
4758,2 |
0,83 |
3949,3 |
7898,6 |
|
5 |
1,45 |
0,84 |
32,7 |
0,84 |
5389,2 |
0,81 |
4365,2 |
8730,4 |
|
6 |
1,65 |
0,81 |
37,3 |
0,81 |
5927,7 |
0,78 |
4623,6 |
9247,2 |
|
7 |
1,85 |
0,79 |
41,8 |
0,79 |
6478,9 |
0,76 |
4923,9 |
9847,8 |
Определяем расход турбины, соответствующий расчетным точкам м3/с:
Q=Q*;
Q- расчетный расход турбины.
Рассчитывают КПД турбины:
nт=nмод*K,
где К – коэф., учитывающий изменения величины КПД при изменении параметров рабочего колеса.
Dт= 5,06
К=; К=1
=1-(1-)*;
=1-(1-0,87)=0,87
Устанавливаем мощность турбины с изменением nт и Qт для каждой расчетной точки
Nт=9,81*Q*H*n (кВт)
КПД генератора принимается постоянным в соответствии с табличными данными.
Определяют КПД агрегата
nа=nт*nг
Вычисляем мощность одного агрегата
Nа=Nт*nа
На основании расчетной таблицы строят:
1.рабочую характеристика турбины
2.рабочую характеристику агрегата
3. расходную характеристику