*Чистая энергия

Гидроэнергетика и

ПОЛОЖЕНИЕ

возобновляемая энергетика.

О НОРМАТИВНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

Опыт Германии и Швейцарии

ХАРАКТЕРИСТИКАХ ГИДРОАГРЕГАТОВ И ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

РД 153-34.0-09.161-97

Введены в действие с 01.06.99 г.

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Термин	Определение
Расход	Объем воды, проходящий в 1 с

через заданное сечение Расход Объем воды, проходящий в 1 с

гидротурбины через входное сечение спиральной

камеры гидротурбины Номинальный Расход турбины при расчетном

расход напоре гидротурбины и гидротурбины номинальных значениях мощности

и частоты вращения Удельный расход Расход турбины, отнесенный к 1

кВт×ч выработанной

электроэнергии Напор Разность удельных энергий воды на

гидротурбины входе в спиральную камеру (напор-нетто) гидротурбины и выходе из

отсасывающей трубы

ОбозначЕдиница ение измерен

ия

Qм3/с

Qт м3/с

Qн м3/с

q м3/ (кВт×ч)

Нт м

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ

ИЯ

Термин

Определение

Расчетный напор Наименьший напор гидротурбины, гидротурбины при котором она развивает

номинальную мощность Напор Разность удельных энергий воды на

гидроагрегатного входе в турбинный водовод и блока (напор выходе из отсасывающей трубы

блока)

Напор Разность уровней воды в верхнем и гидроустановки нижнем бьефах гидроустановки

(напор-брутто)

Расчетный напор Наименьший напор гидроустановки гидроустановки, при котором она (гидроэлектростан развивает номинальную мощность

ции)

Потери напора Потери полного напора между

двумя сечениями Мощность Механическая мощность на валу

гидротурбины гидротурбины

Обознач	Единица
	измерен
ение	ия
НТр	м
Нбл	м

НГЭС м

НГЭСр м

Нw м

Nт кВт (МВт)

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ

ИЯ

Термин	Определение
Мощность	Электрическая активная мощность
гидроагрегата	на шинах генератора
Мощность ГЭС	Суммарная электрическая
КПД турбины	активная мощность агрегатов ГЭС
	Отношение мощности
	гидротурбины к подведенной к ней
КПД генератора	гидравлической мощности потока
	Отношение мощности на шинах
	генератора к мощности
КПД агрегата	гидротурбины
	Отношение мощности агрегата к
	подведенной мощности
Высота	гидротурбины
	Разность отметок условной
отсасывания	горизонтальной плоскости турбины
	и уровня нижнего бьефа

ОбозначЕдиница ение измерен

ия

РкВт

	(МВт)
РГЭС	кВт
	(МВт)
ηт	отн. ед.
ηг	отн. ед.
ηа	отн. ед.
Нs	м

ВВЕДЕНИЕ

*Положение устанавливает необходимость разработки и периодического пересмотра энергетических характеристик для всех гидроэлектростанций мощностью 30 МВт и более.

*В силу изменчивости во времени состояния проточных частей

гидротурбин, проточных трактов, а для поворотно-лопастных гидротурбин - комбинаторной связи, энергетические характеристики могут изменяться в период эксплуатации. Поэтому вводится понятие о нормативных энергетических характеристиках, которые соответствуют нормальному состоянию проточной части гидротурбины, отсутствии разрушений и посторонних предметов (мусора) в водоподводящем и водоотводящем трактах и оптимальной комбинаторной зависимости поворотно-лопастных гидротурбин.

*Наличие тех или иных отклонений от нормальных условий может быть учтено в виде поправочных коэффициентов, снижающих коэффициент полезного действия (КПД) гидроагрегата по сравнению с нормативным значением. Для учета различных эксплуатационных факторов вводится понятие расчетного значения удельного расхода воды, который может быть использован для оценки экономичности работы ГЭС.

СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ НОРМАТИВНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИКВ состав нормативных энергетических характеристик включаются следующие:

эксплуатационные характеристики гидроагрегата и ГЭС;

расходно-мощностная характеристика гидроагрегата;

характеристики удельных расходов воды.

Эксплуатационная характеристика предназначена для представления величины КПД гидроагрегата (или ГЭС) в рабочем диапазоне изменения нагрузок и напоров при соблюдении заданных ограничений по высотам отсасывания.

Расходно-мощностная характеристика гидроагрегата предназначена для определения расхода воды через гидротурбину в зависимости от нагрузки агрегата и действующего напора.

Характеристика удельных расходов воды предназначена для определения эффективности использования энергоносителя (воды) в зависимости от нагрузки ГЭС при заданных горизонтах воды в верхнем бьефе ГЭС.

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОАГРЕГАТА

Эксплуатационная характеристика гидроагрегата представляет собой совокупность изолиний, определяющих зависимость КПД и расхода гидротурбины от напора ГЭС и мощности гидроагрегата при допустимой высоте отсасывания.

Основными исходными материалами для составления нормативной эксплуатационной характеристики гидроагрегата являются:

заводская эксплуатационная характеристика гидротурбины, рассчитанная на основании результатов модельных испытаний данного типа гидротурбины;

заводская рабочая характеристика генератора;

зависимость потерь напора в водоподводящих и водоотводящих сооружениях от расхода воды (для чистых сороудерживающих решеток);

результаты натурных энергетических испытаний гидроагрегатов.

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОАГРЕГАТА

До проведения натурных энергетических испытаний используются лишь заводские и проектные материалы, а нормативная эксплуатационная характеристика принимается единой для всех однотипных гидроагрегатов.

Необходимость построения эксплуатационной характеристики в координатах «напор ГЭС - мощность гидроагрегата» определяется тем, что напор гидротурбины и мощность гидротурбины, в зависимости от которых представлена эксплуатационная характеристика гидротурбины, в эксплуатационных условиях не измеряются и поэтому не могут непосредственно использоваться при определении основных энергетических показателей работы гидроагрегата.

Измерения напора ГЭС как разности верхнего и нижнего бьефов ГЭС производятся на всех ГЭС. Они могут быть использованы непосредственно на всех типах ГЭС, кроме деривационных с общим для нескольких гидроагрегатов водоводом, где вместо напора ГЭС следует использовать напор гидроагрегатного блока (Нбл), представляющий собой разность удельных энергий на входе в турбинный водовод и выходе из отсасывающей трубы, т.е. напор ГЭС за вычетом потерь в деривационном водоводе.

Построение эксплуатационной характеристики гидроагрегата

На эксплуатационную характеристику гидротурбины следует нанести линии равных расходов воды (изолинии расходов). Для получения достаточной точности последующих расчетов количество изолиний должно быть не менее 10.

Рис. 1. Эксплуатационная характеристика гидротурбины

Расчет производится в следующей последовательности:

для нескольких (не менее трех) выбранных значений напора гидротурбины (НТ = const) задаются рядом значений КПД гидротурбины (ηТ) по числу нанесенных на заводской эксплуатационной характеристике гидротурбины изолиний КПД (рис. 1) и определяют соответствующие им значения мощности гидротурбины;

затем для этих точек определяется расход QТ.

Построение эксплуатационной характеристики гидроагрегата

- для тех же значений напора гидротурбины строятся расходно- мощностные характеристики гидротурбины QТ = f(NТ),

т.е. зависимости расхода гидротурбины от ее

Рис. 1. Эксплуатационная характеристика гидротурбины мощности;

- проводя линии QТ = const на расходно-мощностных характеристиках, определяют координаты NТ и НТ изолиний расходов и наносят их на эксплуатационную характеристику.