Режимное поле
Необходимо определить область допустимой работы проектируемой ГЭС, для этого построим режимное поле с указанием линий ограничений для различных режимов.
Построение напорных характеристик выполняется по следующему уравнению:
(13.1)
где 
– отметка уровня воды в водохранилище,
которая изменяется в зависимости от
объема сработки от НПУ до УМО;
– отметка уровня
воды в нижнем бьефе в зависимости от
расхода в нижнем бьефе;
– потери напора в подводящих сооружениях.
Уравнение линии ограничения по установленной мощности имеет вид:
(13.2)
Ограничение по пропускной способности турбины, которую определим по зависимости:
(13.3)
где 
– максимальная пропускная способность
ГЭС.
Ограничением
слева на режимном поле является
минимальный расход, определяемый
заданным ограничением по условиям
функционирования санитарного попуска
(
).
Результаты расчётов сведены в таблицу 11.1. Режимное поле представлено на рисунке 11.1.
Таблица 11.1 – Расчет режимного поля
Кривые связи НБ для летних и зимних условий |
Напорные характеристики |
Линия ограничения по расчётной установленной мощности |
Линия ограничения по пропускной способности ГЭС |
Линия ограничения по минимальному расходу |
|||||||||||||||||
QНБ, м3/с |
ZНБ (лето), м |
ZНБ (зима), м |
HНПУ, м |
HУМО, м |
Hр, м |
H, м |
Q, м3/с |
H, м |
Q, м3/с |
H, м |
Q, м3/с |
||||||||||
0 |
328,0 |
328,0 |
49,5 |
44,8 |
46,7 |
46,85 |
618,004 |
43,9 |
659,25 |
40 |
100 |
||||||||||
100 |
328,5 |
328,6 |
49,0 |
44,3 |
46,2 |
46 |
629,424 |
43 |
652,457 |
49 |
100 |
||||||||||
200 |
329,0 |
329,1 |
48,5 |
43,8 |
45,8 |
45 |
643,411 |
42,08 |
645,439 |
|
|
||||||||||
300 |
329,4 |
329,6 |
48,1 |
43,4 |
45,3 |
43,95 |
658,782 |
|
|
|
|
||||||||||
400 |
329,8 |
330,1 |
47,7 |
43,0 |
44,9 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
500 |
330,2 |
330,5 |
47,3 |
42,6 |
44,5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
600 |
330,6 |
330,9 |
46,9 |
42,2 |
44,1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
700 |
330,9 |
331,3 |
46,6 |
41,9 |
43,8 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
800 |
331,2 |
331,7 |
46,3 |
41,5 |
43,5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
900 |
331,5 |
332,0 |
46,0 |
41,2 |
43,2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1000 |
331,8 |
332,3 |
45,7 |
41,0 |
42,9 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1100 |
332,1 |
332,6 |
45,4 |
40,7 |
42,6 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1200 |
332,4 |
332,9 |
45,1 |
40,4 |
42,4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1300 |
332,6 |
333,1 |
44,9 |
40,2 |
42,1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1400 |
332,8 |
333,3 |
44,7 |
40,0 |
41,9 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1500 |
333,0 |
333,6 |
44,5 |
39,7 |
41,7 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1600 |
333,2 |
333,8 |
44,3 |
39,5 |
41,5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
По полученным значениям строится режимное поле (Рисунок 11.1) с учетом ограничений по минимальному расходу, мощности (линия ограничения по генератору) и пропускной способности (линия ограничения по турбине), из которого определяем диапазон изменения напоров и расходов.
По построенному режимному полю определим:
максимальный напор 𝐻max = 49 м; определяется в точке пересечения напорной характеристики при НПУ и линии ограничения по минимальному расходу;
расчётный напор 𝐻расч = 43,9 м; определяется в точке пересечения линии ограничения по расчетной установленной мощности с линией расчётного напора;
минимальный напор 𝐻min = 42,07 м; определяется в точке пересечения напорной характеристики при УМО и линии ограничения по пропускной способности ГЭС.
Рисунок 11.1 – Режимное поле с учётом заданных ограничений по расходу, мощности и пропускной способности
Таблица 11.2 – Характеристики режимного поля
Hmax, м |
Hmin, м |
Hmin/Hmax |
Hр, м |
▽НПУ, м |
▽УМО, м |
Nуст, МВт |
Qmax, м3/с |
Qmin, м3/с |
49 |
42,07 |
0,859 |
43,9 |
378 |
373,29 |
249 |
660 |
645 |
Предварительно по напорной характеристике выбираем для ГЭС гидротурбины ПЛ50-В.
Таблица 11.3 – Характеристики предварительно выбранных гидротурбин
Характеристика |
Гидротурбина |
ПЛ50-В |
|
Н пред, м |
50 |
Нmin/Нmax |
0,5 |
nI opt, об/м |
116 |
QI opt, л/с |
1000 |
η м opt |
0,916 |
QI max, л/с |
1500 |
σ(QI max) |
0,6 |
D1m, м |
0,46 |
Н мод, м |
12 |
t мод, °C |
21 |