Совершенствование рабочего процесса гидроагрегатов

Abstract

В статье представлены преимущества и единственные эффективные возможности использования для работы на пиковых нагрузках суточного регулирования предохраняя единую электроэнергетическую систему страны «от развала частоты» гидроагрегатов обладающих уникальными маневренными эксплуатационными свойствами и высокой надежностью эксплуатации. Рассмотрены основные задачи и этапы выполнения системы регулирования, обеспечивающей расширение надежной и высокоэффективной работы гидроагрегатов, оборудованных новыми типами гидротурбин с двухступенчатыми лопастными системами и подводящими органами в виде расположенных по кольцу перед рабочим колесом гидротурбинными специально спроектированными конфузорными сопловыми аппаратами новые конструктивные разработки, представляющие мировые достижения в области гидротурбостроения позволяют применять лопастные гидротурбины на напоры до 800–1000 м. с уникально высокими энергокавитационными и эксплуатационными показателям, а прямоточные на напоры вплоть до 230–300 м. Новые типы разработанных гидротурбин, защищенные более 20 патентами Украины, потребовали нового подхода к разработкам систем регулирования рабочим процессом подробно и поэтапно изложенных в настоящей работе. В работе рассмотрены новые подходы к управлению системами регулирования гидроагрегатов с рабочими колесами, оборудованными двухступенчатыми лопастными системами. Первый программный комплекс обеспечивает надежную частоту вращения гидроагрегата при резком изменении нагрузки в электрической сети. Параллельно с этим, с некоторым незначительным отставанием подключается второй программный комплекс, который на основе комбинаторной зависимости обеспечивает минимальные потери энергии и более надежные эксплуатационные показатели при значительном расширении зоны эксплуатации по расходам и напорам, более высокую, в 1,5–2 раза пропускную способность гидроагрегата. Все это впервые в мировой практике гидротурбостроения позволило создать надежные гидроагрегаты с высокими энергокавитационными показателями на напоры до 800–1000 м.

The article presents the advantages and the only effective possibilities of using daily regulation to operate at peak loads, protecting the country's unified electric power system "from the frequency collapse" of hydraulic units with unique maneuverable operational properties and high operational reliability. The main tasks and stages of implementation of the control system, providing the expansion of the reliable and highly efficient operation of hydraulic units equipped with new types of hydraulic turbines with two-stage blade systems and supply bodies in the form of hydraulic turbine specially designed confuser nozzles arranged in a ring in front of the impeller, new design developments representing world achievements in the field of hydro-turbine construction, it is possible to use blade hydraulic turbines for heads up to 800–1000 m with uniquely high energy-cavitation and operational indicators, and direct-flow ones for heads up to 230–300 m. New types of developed hydraulic turbines, protected by more than 20 patents of Ukraine, required a new approach to the development of workflow control systems, which are described in detail and step by step in this work. The paper considers new approaches to the control of control systems of hydraulic units with impellers equipped with two-stage blade systems. The first software package provides a reliable rotational speed of the hydraulic unit with a sharp change in the load in the electrical network. The first software package provides a reliable rotational speed of the hydraulic unit with a sharp change in the load in the electrical network. in parallel with this, with some slight lag, the second software package is connected, which, on the basis of a combinatorial dependence, provides minimal energy losses and more reliable performance indicators with a significant expansion of the operating area in terms of flow rates and heads, a higher, 1,5–2 times higher throughput of the hydraulic unit. All this, for the first time in the world practice of hydraulic turbine construction, made it possible to create reliable hydraulic units with high energy-cavitation indicators for heads up to 800–1000 m.