Выбор диаметра рабочего колеса.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Курсовой проект

«Здания ГЭС»

Выполнил:

ст. гр. 5013/1

Радаева К.Д.

Проверил:

Фролов В.В.

Санкт-Петербург

Паспорт объекта

Геология в основании здания ГЭС: скала;

Нормальный подпорный уровень (НПУ): 162 м;

Уровень мёртвого объёма (УМО): 158 м;

Расчётный расход воды в реке после возведения ГЭС: максимальный - 2800м³/с; минимальный - 90м³/с;

Пропускная способность всех турбин ГЭС: 540 м3/с;

Количество агрегатов: 6;

Расход одного агрегата ГЭС: 90 м3/с;

Максимальный напор ГЭС: 38, 9 м;

Минимальный напор ГЭС: 33, 5 м;

Рабочий напор ГЭС: 37, 6 м;

Тип турбины и тип рабочего колеса: РО45;

Диамерт рабочего колеса: 3, 35 м;

Синхронная частота вращения турбины: n=150 об/мин;

Установленная мощность турбины: N=30, 777 мВт;

Отметка рабочего колеса: 125, 5 м;

Тип генератора: ВС 563/80-40;

Тип трансформатора: ТДТН-40000/220;

Тип маслонапорной установки: МНУ 1-1/ 40;

Связь с энергосистемой: 200 км, напряжение ЛЭП – 220 кВ.

Оглавление

1 Построение кривой связи..................................................................... 4

2 Основные параметры турбины............................................................ 5

2.1 Выбор типа рабочего колеса........................................................ 5

2.2 Гидротурбина ПЛ 40..................................................................... 5

2.2.1 Выбор диаметра рабочего колеса.......................................... 5

2.2.2 Определение синхронной частоты вращения.......................... 6

2.2.3 Определение зоны работы гидротурбины.............................. 7

2.2.4 Высота отсасывания гидротурбины........................................ 8

2.3 Гидротурбина РО45....................................................................... 8

2.3.1 Выбор диаметра рабочего колеса.......................................... 8

2.3.2 Определение синхронной частоты вращения.......................... 9

2.3.3 Определение зоны работы гидротурбины............................ 10

2.3.4 Высота отсасывания гидротурбины...................................... 11

3 Выбор генератора и определение его параметров........................... 11

4 Определение параметров вала........................................................... 14

5 Выбор трансформатора..................................................................... 15

6 Выбор грузоподъемного оборудования........................................... 16

7 Выбор маслонапорной установки..................................................... 16

Заключение......................................................................................... 17

Литература:........................................................................................ 18

Приложение............................................................................................. 19

Построение кривой связи

Пропускная способность 1 агрегата:

Q_{1 агр}=Q_ГЭС/n=540/6=90м³/с.

Для определения схемы напора построим кривую связи расходов и уровней воды (рис. 1).

По построенной кривой находим отметки нижнего бьефа при разных расходах:

Зная уровни НПУ и УМО, определяем необходимые напоры ГЭС:

максимальный напор:

(2.1)

H _max =162, 0 – 123, 1=38, 9м,

минимальный напор:

(2.2)

H_min=158-124, 5=33, 5м,

расчетный напор:

(2.3)

= 37, 6м

По полученным данным строим схему напоров (рис. 2).

Основные параметры турбины.

Выбор типа рабочего колеса.

Выбор типа гидротурбины работы производится по максимальному напору и мощности ГЭС. По таблице 1.1 [1] выбираем подходящие типы турбин. Таким образом, для напора 38, 9м выбираем гидротурбины ПЛ 40 и РО 45. Для расчета гидротурбин воспользуемся учебным пособием [1].

Гидротурбина ПЛ 40.

Выбор диаметра рабочего колеса.

Определим мощность турбины агрегата ГЭС:

(3.1)

Диаметр рабочего колеса D₁ (м) гидротурбины определяется по формуле:

, (3.2)

где - мощность одной турбины агрегата ГЭС, кВт;

-приведенный расход в расчётной точке ;

- КПД натурной турбины, соответствующий ее работе в расчетной точке.

(3.3)

(3.4)

- приведенный расход в оптимуме универсальной характеристики

- расчетный напор гидротурбины:

Полученное значение диаметра рабочего колеса округляем до ближайшего стандартного, т.о. .

Определим приведенный расход, соответствующий выбранному диаметру и рабочему напору:

(3.5)

Определение синхронной частоты вращения.

Частота вращения турбины предварительно определяется по формуле:

, (3.6)

где – оптимальная приведенная частота вращения турбины, определяется по формуле

(3.7)

где и - максимальное значение КПД, соответственно, натурной турбины и модели;

- оптимальная приведенная частота вращения модели.

и определяем с помощью универсальной характеристики.

(3.8)

причем

, (3.9)

где – диаметр рабочего колеса модельной гидротурбины, м;

– диаметр рабочего колеса натурной гидротурбины, м;

– напор модельной гидротурбины, м ( =4 м);

– рабочий напор натурной гидротурбины, м.

об/мин

По табл.1.6 [1] выбираем ближайшую синхронную частоту вращения =230, 8об/мин.

Для дальнейших расчетов необходимо найти поправки по КПД и по приведенной частоте вращения, учитывающие увеличение этих характеристик натурной турбины по сравнению с моделью за счет масштабного эффекта.

об/мин.

Пересчитаем значения кпд и установленной мощности:

Гидротурбина РО45.

Выбор трансформатора

Наибольшая длина линии электропередачи 200 км. Следовательно, напряжение необходимо повышать на 220 кВ. схема электрического соединения – блочная. Трансформатор выбираем по мощности и по напряжениям.

Критериями выбора трансформатора являются:

1.низшее напряжение =11кВ;

2.высшее напряжение =220кВ;

3.полная мощность S=36, 93 МВА.

По лит. [4] выбираем трансформатор ТДТН-40000/220.

его характеристики:

4.низшее напряжение =11кВ;

5.высшее напряжение =230кВ;

6.номинальная мощность S=40МВА;

7.ширина =5, 4м;

8.длина =11, 1м;

9.высота =7, 51м;

10.масса =169, 8т;

Заключение

В курсовой работе нами было запроектировано здание ГЭС приплотинного типа. Данная станция имеет 6 агрегатов с пропускной способностью 90 м³/с каждый. В проекте мы подобрали тип турбины, размер ее рабочего колеса, гидрогенератор, трансформатор, грузоподъемное, механическое и вспомогательное оборудование.

Были выполнены следующие чертежи: поперечный разрез здания ГЭС с водоприемником, продольный разрез, план-разрез на разных отметках, а также на топографическом планшете были скомпонованы основные сооружения ГЭС.

Литература:

1. А.И. Бусырев, Г.И. Топаж «Лопастные гидромашины. Выбор основных параметров и элементов проточной части реактивных гидротурбин», учебное пособие.СПбГПУ, 2007.

2. Карелин В. Я., Кривченко Г.И. Гидроэлектрические станции. Учебник для вузов. – Москва: Энергоатомиздат, 1987.

3. Справочник конструктора гидротурбин/ Под ред. Н.Н. Ковалева – Л.: Машиностроение. 1984г.

4. Мустафин Х.Ш., Васильев Ю.С. Выбор основного оборудования зданий гидроэлектростанций. – Куйбышев: Гос. ун-т, 1979г.

5. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование ГЭС/ Под ред. Ю.С. Васильева и Д.С. Щавелева – М.: Энергоатомиздат. Т.1, 1988, т.2, 1990г.

6. Васильев Ю.С., Саморуков И.С., Хлебников С.Н. Основное энергетическое оборудование гидроэлектростанций. Состав и выбор основных параметров: Учебное пособие. СПб, СПбГПУ, 2002г.

7. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1989г.

Приложение

Q_max		127, 5
Q_ГЭС		124, 5
Q_1агр		123, 1
Q_min		123, 1