3.3.3 Гидроагрегаты должны работать при полностью открытых затворах

установленных на турбинных водоводах; максимальное открытие направляющего аппарата гид­ротурбины должно быть ограничено значением, соот­ветствующим максимально допустимой нагрузке гидро­агрегата (генератора-двигателя) при данном напоре и высоте отсасывания.

Предельное открытие направляющего аппарата на­сос-турбины, работающей в насосном режиме при ми­нимальном напоре и допустимой высоте отсасывания, должно быть не выше значения, соответствующего мак­симальной мощности генератора-двигателя в двигатель­ном режиме.

Комбинаторная связь поворотно-лопастных гидро­турбин должна быть настроена в соответствии с опти­мальной комбинаторной зависимостью, обеспечиваю­щей получение наивысшего значения КПД во всем диа­пазоне изменения нагрузок и напоров, и определяться на основании результатов натурных испытаний.

Перепад на сороулерживающих решетках не должен превышать предельного значения, указанного в мест­ной инструкции по эксплуатации.

Затворы турбинных водоводов предназначаются для полного прекращения доступа воды к гидротурбинам. В зависимости от напора и условий подвода воды к ГЭС кон­струкция и месторасположение затворов различаются [7].

На высоконапорных ГЭС затворы устанавливаются не­посредственно перед входом в спиральную камеру гид­ротурбины.

Предтурбинные затворы должны обеспечивать:

—защиту гидроагрегата от разгона при отказе систе­мы регулирования гидротурбины;

—защиту направляющего аппарата гидротурбины от щелевой кавитации;

—возможность перевода гидроагрегата для работы в режиме синхронного компенсатора;

—проведение ремонтных работ в проточной части гид­ротурбины.

В качестве предтурбинных затворов наибольшее распро­странение получили дисковые, шаровые и игольчатые зат­воры для крупных гидротурбин и плоские клиновые или шиберные затворы для малых гидротурбин.

Для радиально-осевых и ковшовых гидротурбин, рабо­тающих при более низких напорах, затворы устанавлива­ются только в начале напорного трубопровода.

Для перекрытия турбинных водоводов поворотно-ло­пастных и крупных радиально-осевых гидротурбин при­меняются плоские быстродействующие затворы, а в каче­стве ремонтных заграждений используются плоские сек­ционные затворы.

Турбинные затворы должны иметь возможность зак­рываться в текущей воде в целях обеспечения защиты гид­роагрегата при неисправности системы регулирования и отказе в работе регулирующих органов гидротурбин.

Нормальное состояние всех турбинных затворов — либо полностью открытое, либо полностью закрытое. При ра­боте гидроагрегата не полностью открытый турбинный затвор нарушает структуру потока воды, создает в нем колебания давления и увеличивает гидравлические поте­ри напора, снижая КПД гидротурбины и препятствуя на­бору полной мощности гидроагрегата, вызывает повышен­ную вибрацию затвора и трубопровода.

На эксплуатационной универсальной характеристике гидротурбины (см. рисунок 3.3.2) нанесены линии ограни­чения мощности (сплошные линии со штриховкой). При высоких напорах, при которых сама гидротурбина спо­собна выдавать большую мощность, ограничение устанавливается исходя из предельной мощности гидроге­нераторов или из-за недостаточного запаса прочности от­дельных деталей гидротурбин. При малых напорах огра­ничение определяется снижением мощности турбины, ус­ловиями кавитации и необходимым запасом до срыва мощ­ности. Линии ограничения устанавливаются на основании расчетных данных и могут быть уточнены во время эксп­луатации в целях повышения мощности гидроагрегатов и возможности работы при пониженных напорах при сра-ботке водохранилищ. Уточнение ограничений мощности производится на основании результатов натурных испы­таний гидротурбин и гидрогенераторов.

Механизм ограничения открытия направляющего ап­парата в регуляторе частоты вращения служит для того, чтобы не допускать перегрузки гидроагрегата при работе на максимальных напорах, ограничения нагрузки при не­исправности отдельных его узлов, а также для управления гидротурбиной при неисправности автоматической части регулятора. Учитывая, что любой подключенный к энерго­системе гидроагрегат должен обладать способностью мгно­венно принять нагрузку при понижении частоты в энер­госистеме в соответствии с установленным на регуляторе статизмом, ограничитель открытия направляющего аппа­рата не должен препятствовать этому и должен постоянно находиться в положении, соответствующем максимально допустимой нагрузке гидроагрегата. Это требование отно­сится и к общестанционным системам регулирования час­тоты и активной мощности, ограничители набора нагруз­ки которых не должны препятствовать полному набору гидроагрегатами нагрузки, допустимой по напору и высо­те отсасывания.

Для исключения перегрузки гидроагрегата по мощнос­ти при изменении напора ГЭС в гидромеханической ко­лонке регулятора устанавливается клин ограничения откры­тия по напору. Профиль клина уточняется по результатам натурных испытаний. В микропроцессорном регуляторе ЭГР-МП (производства ЛМЗ) ограничение открытия про­изводится в самом регуляторе программным способом.

Соблюдение условий работы гидроагрегатов с поворот­но-лопастными осевыми и диагональными гидротурбина­ми с оптимальным КПД в значительной степени зависит от поддержания наивыгоднейшей комбинаторной зависимос­ти между открытием направляющего аппарата и углом ус­тановки лопастей рабочего колеса с учетом рабочего напо­ра ГЭС. Отклонение угла установки лопастей рабочего ко­леса гидротурбины на 2-3° от оптимального значения мо­жет привести к снижению КПД гидроагрегата на 0,5-1,5%.

Опыт натурных испытаний поворотно-лопастных гидротурбин показывает, что очень часто установленные заводами-изготовителями комбинаторные зависимости гид­ротурбин не обеспечивают их работу с максимальным КПД. Исправление комбинаторной связи гидротурбин по результатам натурных испытаний производилось на Рыбинской Серебрянской, Павловской ГЭС и многих других. Поэто­му целесообразно сразу после ввода гидроагрегатов в экс­плуатацию проводить специальные натурные испытания в целях уточнения комбинаторной зависимости гидротур­бин, а также обеспечивать работу устройства коррекции комбинаторной связи по напору. Отклонение положения клина комбинатора по напору на 1 м от действительного значения может привести к снижению КПД до 0,5%. На низко- и средненапорных ГЭС в условиях резко пикового режима работы суточные колебания напора могут дости­гать 5-10% среднесуточного значения, причем неоднократно повторяться в течение суток. В этих условиях ма­лочисленный оперативный персонал, обслуживающий ГЭС, не может обеспечить ручную коррекцию комбинаторной связи по напору, в связи с чем такая коррекция должна осуществляться с помощью автоматических устройств, которыми должны быть оснащены все поворотно-лопаст­ные турбины (см. п. 3.3.7).

Увеличение перепада на сороудерживающих решетках приводит к недовыработке электроэнергии вследствие уменьшения действующего напора на гидротурбинную установку. Перепад на сороудерживающих решетках тре­буется контролировать дифференциальными датчиками давления и при достижении предельного значения, указан­ного в местной инструкции по эксплуатации, производить очистку решеток.