53 (Шпоры 2009)

Ответ на 53 вопр

Оптимальное распределение нагрузки между гидроагрегатами ГЭС.

Зависимость расхода воды гидростанцией, выраженного в м³/с, от ее электрической мощности Q_г = f (Р_ст) представляет расходную характеристику ГЭС (рис. 9.16).

Q_г –суммарные расход воды;

r_г – относительный прирост расхода воды;

Р – нагрузка гидростанции

Рис. 9.16. Характеристика относительных приростов и расходная характеристика гидростанции

Для построения расходной характеристики гидростанции при однотипных агрегатах и неизменном напоре необходимо нагрузки и расход воды одного агрегата умножить на число агрегатов.

Наивыгоднейшее число гидроагрегатов, которое должно находиться в работе при определенной электрической нагрузке ГЭС и данном напоре, принимается таким, чтобы ему соответствовал минимальный расход воды на ГЭС.

Следовательно, переход от использования z агрегатов к (z + 1) агрегату должен происходить при электрических нагрузках ГЭС, соответствующих равенству расходов воды по агрегатам. Нахождение этих нагрузок по точкам пересечения расходных характеристик при использовании z и (z + 1) гидроагрегатов практически затруднено в виду достаточной близости характеристик в зоне нахождения этих точек. Более точные результаты могут быть получены по точкам пересечения кривых зависимости суммарных потерь мощности ∆Р в гидроагрегатах от нагрузки ГЭС (рис. 9.17).

Рис. 9.17. Определение наивыгоднейшего числа работающих агрегатов

Эти потери складываются из потерь в турбинах, гидрогенераторах и водопроводящих сооружениях. С повышением нагрузки ГЭС критерием перехода от работы z гидроагрегатов к (z + 1) гидроагрегатам является равенство суммарных потерь мощности (имеются и другие способы определения искомых нагрузок).

Характеристика относительных приростов гидроагрегата r_га = f(P_а) представляет зависимость относительного прироста расхода воды, выраженного в (м³/с)/МВт, от его электрической нагрузки.

Характеристика относительных приростов расхода воды гидростанцией строится суммированием характеристик отдельных гидроагрегатов при одинаковых значениях относительных приростов воды.

Поскольку на гидростанции в большинстве случаев устанавливаются однотипные агрегаты, то суммирование заменяется умножением абсцисс характеристики одного агрегата на число агрегатов при неизменных ее ординатах.

При данном числе включенных в работу агрегатов ГЭС (меньшем максимального количества) с ростом электрической нагрузки относительный прирост расхода воды постепенно увеличивается. Если при данной электрической нагрузке гидростанции ввести в работу дополнительный гидроагрегат, то нагрузка на каждом гидроагрегате снизится и уменьшится относительный прирост расхода воды ГЭС.

Этому на рис. 9.18. соответствует переход от относительного прироста r_г1 к r_г2 при нагрузке Р₁. Следовательно, суммарная характеристика относительных приростов расходов воды на ГЭС при переменном количестве работающих агрегатов имеет пилообразный характер с разрывами непрерывности при нагрузках, соответствующих включению (отключению) каждого агрегата (см. на рис. 9.18 – ломаная линия А – Б – В – Г). Использование такой характеристики практически затруднено в виду неоднозначности величины электрической нагрузки ГЭС при данном значении относительного прироста расхода воды. Так, при относительном приросте r_г3 имеется два значения электрической нагрузки: Р₁ и Р₃.

Рис. 9.18. Характеристика относительных приростов гидростанции