Скорость вращения и мощность генератора

[JoAx]

nikvic, Александрович - спасибо, понятно.

[Exergy]

JoAx в сообщении #793421 писал(а):

nikvic, Александрович - спасибо, понятно.

Ну что ж предварительный итог следующий.
Академик вот этой фразой "изменяется скорость вращения, а следовательно и мощность" расписался в своей полной технической безграмотности.
Но кое для кого эта столь очевидная вещь кажется крайне невероятной.
Но что есть то есть. Смиритесь.

Другие фразы академика разберем позднее.

[dvb]

Александрович в сообщении #793382 писал(а):

Гидрогенератор работал с изменением мощности и проходил несколько раз не рекомендуемые для эксплуатации зоны средних мощностей, но всегда вращался с постоянной скоростью. Повторяю уже в третий раз - изменение мощности синхронного гидрогенератора происходит путём изменения открытия НА с одновременным изменением тока возбуждения, но никак не с изменением скорости вращения.

Призываю всех участников принять вышесказанное к сведению и больше не говорить о регулировании отдачи мощности оборотами. Нормально работающий гидрогенератор работает на постоянных оборотах.
Другое дело - аварийный гидроагрегат СШ ГЭС. Гораздо интереснее обсудить здесь, что же там произошло. В свое время я перерыл всю сеть, пытаясь это понять. У меня до сих пор целый подвал на диске забит самой разнообразной информацией по этой теме. Я читал отчет аварийной комиссии - мягко говоря... Комиссия написала, что в итоге генератор вошел "в насосный режим". Как он туда попал - комиссия не говорит, и я не знаю, знает ли кто вообще.
Фактически, ротор весом ~1500 тонн взлетел на высоту ~20м, станция была обесточена, и пока верхний створ ручками не закрыли, вода затапливала все остальные агрегаты.
Этот генератор гоняли по графику отдачи мощности в режиме регулирования пиковых нагрузок по причине пожара на Братской ГЭС. Впрочем, агрегаты СШ ГЭС и раньше гонялись в этом режиме, хотя, я думаю, использовать генераторы с таким подпором (240м) в рваных режимах недопустимо.
У меня сложилась версия, что в критический момент аварийный генератор таки набрал обороты, его рабочее колесо превратилось в толкающий винт и вынесло вверх ротор, вместе с запорной крышкой, порвав крепежные болты. Были сломаны все лопатки НА - диаметр валa каждой ~200 мм.
Может ли кто предложить состоятельную версию того, что там произошло?

[Exergy]

dvb в сообщении #793485 писал(а):

Может ли кто предложить состоятельную версию того, что там произошло?

Я могу кое-что рассказать, но это долго. Если интересно, то постепенно.
При этом нужно будет упомянуть,
1. что авария, аналогичная СШ в 2009, уже была на Нурекской ГЭС в 1983 и почему та авария не переросла в такую же катастрофу.
2. затронуть разницу компоновки "зонтичных" (как на Братской ГЭС) и "подвесных" (как на СШ) гидроагрегатов
3. разницу технологии высоконапорных, средненапорных и низконапорных ГЭС
4. компоновку машзала СШ ГЭС
5. кучу других нюансов.

А пока простенький расчет для СШ

Диаметр водовода агрегата = $7 m$
Площадь водовода = $\displaystyle7^2/4*\pi = 38 m^2 $
Длина водовода = $150 m$ (это без учета, того, что отметка водозабора $ 500.0$ и над ней еще более $50 m$ воды),
Объем воды в водоводе = $\displaystyle 150 * 38 = 5700 m^3 $
Вес воды в водоводе = $5700 t$
Вес агрегата = $1500 t$

Можно и так посчитать:

Диаметр шахты турбины = $7 m$ (приблизительно)
Площадь крышки турбины = $7^2/4*\pi = 38 m^2 = 380000 sm^2$
Давление веса агрегата на крышку турбины = $ \frac{1500000 kg}{ 380000 sm^2$} = $4kg/sm^2$
Давление воды в спиральной камере, и следовательно на крышку турбины снизу, известно = $20 atm = 20kg/sm^2$.

Сравниваем давление снизу и давление сверху

$20kg/sm^2 $ >> $4kg/sm^2$

Так что если крепления крышки турбины ослаблены, то агрегат весом в 1500 тонн вынесет в машзал давлением воды как пробку из бутылки.

Если интерес еще не пропал, то потом еще кое-что расскажу.

[nikvic]

Exergy в сообщении #793501 писал(а):

Давление воды в спиральной камере, и следовательно на крышку турбины снизу, известно = $20 atm = 20kg/sm^2$.

Вопрос довольно долго разбирался. Здесь Вы делаете стандартную ошибку.
За направляющими лопатками вода имеет значительную скорость (напор - около 100м), и под крышкой ещё и "крутится". Среднее давление гораздо меньше 20ати.

[Exergy]

nikvic в сообщении #793506 писал(а):

Exergy в сообщении #793501 писал(а):

Давление воды в спиральной камере, и следовательно на крышку турбины снизу, известно = $20 atm = 20kg/sm^2$.

Вопрос довольно долго разбирался. Здесь Вы делаете стандартную ошибку.
За направляющими лопатками вода имеет значительную скорость (напор - около 100м), и под крышкой ещё и "крутится". Среднее давление гораздо меньше 20ати.

Вы бывали на ГЭС в шахте турбины ?
Видели там манометры, показывающие давление в СК и под крышкой турбины ?
Да, давление меньше 20-ти, но в определенных режимах его достаточно, чтобы передавить 4 атм давления вращающихся частей на крышку. Как только крышку по каким-то причинам чуть-чуть сорвет, и процесс можно остановить только закрытием предтурбинного затвора.
На СШ ГЭС он находился в плотине на высоте метров 150 (в начале водовода)

И простите не понял что значит "(напор - около 100м)"

[nikvic]

Exergy в сообщении #793512 писал(а):

Вы бывали на ГЭС в шахте турбины ?

Что Вы этим хотите сказать - на этом форуме?

Exergy в сообщении #793512 писал(а):

И простите не понял что значит "(напор - около 100м)"

Это - вместо скорости, т.н. скоростной напор.
На турбины СШ вода поступает, имея примерно 50% в виде кинет. энергии.

[Exergy]

nikvic в сообщении #793522 писал(а):

Exergy в сообщении #793512 писал(а):

Вы бывали на ГЭС в шахте турбины ?

Что Вы этим хотите сказать - на этом форуме?

Не понял. Что есть разница, на каком форуме это говорить ?
А хотел сказать я то, что я эти манометры видел (не конкретно на СШ) и знаю, что они показывают в разных режимах.

nikvic в сообщении #793522 писал(а):

Это - вместо скорости, т.н. скоростной напор.
На турбины СШ вода поступает, имея примерно 50% в виде кинет. энергии.

Да в скоростной напор часть давления уходит, но видите, там давление в СК (то есть снизу) в пять раз больше, чем давление сверху. Часть нижнего давления гасится, но остается еще достаточно, чтобы передавить верхнее.
Вот это и есть особенность высоконапорных станций.
На низко- и средненапорных станциях авария такого масштаба невозможна в принципе. То есть агрегат не может вынести в машзал - давления воды не хватит поднять весь агрегат.

[Fam]

Из участников обсуждения этой темы гидротехников, похоже, мало. Поскольку я как раз такой то позволю себе "нагло" влезть в разговор.
Итак:
- мощность гидроагрегата зависит от колличества воды, проходдящей через него и напором перед плотиной.
- Скорость вращения регулируется направляющим аппаратом перед турбиной.
- Поскольку потребляемая мощность постоянно меняется, то регулярно приходят в движение лопатки напр. апарата в среднем каждые 2 минуты. В таком режиме работают один-два агрегата, остальные на максимуме, т. к. здесь наивысший КПД.
- Максимальная мощность агрегата определяется приемлемым уровнем кавитации.
Что касается СШ ГЕС то там причина, несомненно, в гидроакустических колебаниях, инициированных кавитацией при прохождении режима работы агрегата через нежелательную зону 2.

[nikvic]

Fam в сообщении #793528 писал(а):

Скорость вращения регулируется направляющим аппаратом перед турбиной

Могу только взгрустнуть: сто раз было сказано, что сиё ерунда...

[Fam]

Цитата:

Могу только взгрустнуть: сто раз было сказано, что сиё ерунда...

А чего, собственно грустить, если не иметь представления о чем речь. Мало ли что можно сказать сто раз. Скорость естественно постоянна и синхронна но что бы так было ее надо корректировать как раз НА.

[Александрович]

Exergy в сообщении #793501 писал(а):

2. затронуть разницу компоновки "зонтичных" (как на Братской ГЭС) и "подвесных" (как на СШ) гидроагрегатов

На СШГЭС генераторы зонтичного типа.

[Exergy]

Александрович в сообщении #793650 писал(а):

На СШГЭС генераторы зонтичного типа.

Сорри. Правильно. Спасибо.
Как раз именно наоборот - в спешке не туда буковки поставил.
То есть читать эту часть так - "подвесных" (как на Братской ГЭС) и "зонтичных" (как на СШ)

Вот Братский ГА

У него весь вес вращающихся частей приложен к верхней крестовине, которая в машзале торчит

А вот СШ ГА

У него вращающиеся части давят на крышку турбины, которую и вырвало вместе с ними

[Александрович]

Fam в сообщении #793532 писал(а):

Скорость естественно постоянна и синхронна но что бы так было ее надо корректировать как раз НА.

Не только. Корректируется ещё и уровень возбуждения генератора, иначе изменится выходное напряжение, а оно также поддерживается постоянным.

[Exergy]

Fam в сообщении #793532 писал(а):

Цитата:

Могу только взгрустнуть: сто раз было сказано, что сиё ерунда...

А чего, собственно грустить, если не иметь представления о чем речь. Мало ли что можно сказать сто раз. Скорость естественно постоянна и синхронна но что бы так было ее надо корректировать как раз НА.

Грустить есть о чем
Скажите, а в каких пределах "регулируется скорость" направляющим аппаратом, когда машина находится в сети и синхронна с сетью ?
И чем отличается режим регулирования мощности от режима регулирования частоты ?

-- 28.11.2013, 06:19 --

Александрович в сообщении #793658 писал(а):

Fam в сообщении #793532 писал(а):

Скорость естественно постоянна и синхронна но что бы так было ее надо корректировать как раз НА.

Не только. Корректируется ещё и уровень возбуждения генератора, иначе изменится выходное напряжение, а оно также поддерживается постоянным.

От скорости вращения уровень возбуждения не зависит. Он зависит от мощности.
Если увеличивается выдаваемая агрегатом мощность, то это частично что называется "размагничивает ротор", что и сказывается на понижении напряжения на шинах ГА, которое и компенсируется увеличением тока возбуждения.
Этим занимается автоматика системы возбуждения.

-- 28.11.2013, 06:37 --

Fam в сообщении #793528 писал(а):

Из участников обсуждения этой темы гидротехников, похоже, мало. Поскольку я как раз такой то позволю себе "нагло" влезть в разговор.

- Поскольку потребляемая мощность постоянно меняется, то регулярно приходят в движение лопатки напр. апарата в среднем каждые 2 минуты. В таком режиме работают один-два агрегата, остальные на максимуме, т. к. здесь наивысший КПД.

- "В среднем каждые 2 минуты" могут двигаться лопатки напр. апарата только у агрегата, который работает в режиме регулирования мощности.
- У агрегата, который работает в режиме регулирования частоты они двигаются непрерывно.