НЕУСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ В БЬЕФАХ И КАНАЛАХ ГЭС
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Неустановившееся движение в бьефах и каналах характеризуется перемещением волн расходов воды. В настоящем параграфе ветровые волны не рассматриваются. Волна перемещения расхода воды, распространяющаяся вниз по течению, называется прямой волной, а против течения — обратной волной. Если уровень воды повышается, то волну называют положительной, а при снижении уровня отрицательной волной.
На ГЭС наиболее частыми являются неустановившиеся режимы при суточном регулировании расходов и мощности ГЭС. Однако наибольшие изменения уровней в бьефах ГЭС происходят при аварийном сбросе и аварийном включении нагрузки. Один из методов расчета неустановившегося движения воды в каналах приведен в § 18-3.
Неустановившееся движение имеет место при движении по бьефам волн половодья и паводков. В нижнем бьефе ГЭС за плотиной наиболее бурное неустановившееся движение наблюдается при холостом сбросе воды через плотину.
КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В БЬЕФАХ ПРИ СУТОЧНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ
В процессе суточного регулирования увеличение и снижение нагрузки ГЭС происходит в течение промежутка времени от У4 до 2 ч. В этих условиях происходят наложение волн и колебания бьефов. При увеличении нагрузки уровень воды в ВБ понижается, а в НБ наблюдается обратная картина.
Из условий неразрывности следует, что при прочих равных условиях чем шире бьеф, тем меньше должна быть высота волны. Это положение справедливо как для положительных, так и для отрицательных волн. Так как неподпертый НБ обычно бывает сравнительно узким, то волна в нем получается более высокой, чем в широком ВБ. Когда для суточного регулирования используется собственное водохранилище годичного или многолетнего регулирования стока, то колебания уровня ВБ оказываются ничтожно малыми, равными 1—2 см, а колебания уровня НБ могут достигать 2—5 м. По мере продвижения волны по бьефу ее высота уменьшается. Соответственно уменьшаются колебания уровней. Чем дальше от ГЭС расположен тот или иной створ, тем меньше колебание уровней в этом створе (рис. 18-1). При всяком резком изменении поперечного сечения потока происходит преломление волны и возникает отраженная волна.
НЕУСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ В ДЕРИВАЦИОННЫХ КАНАЛАХ ПРИ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ГЭС
Аварийный сброс нагрузки ГЭС характеризуется снижением расхода от максимального до расхода холостого хода за время закрытия направляющего аппарата турбины (5—15 с). При этом направляющий аппарат на некоторое время закрывается полностью и затем автоматически устанавливается открытие холостого хода.
Если на высоконапорных ГЭС с реактивными турбинами установлены холостые выпуски, то продолжительность снижения расхода воды в деривационном канале равна времени закрытия выпусков, т. е. нескольким минутам. В установках с ковшовыми турбинами продолжительность снижения расхода воды в канале равна времени действия отклонителя струи.
При аварийном сбросе полной нагрузки определяется наивысший уровень воды в напорном бассейне и в конце деривационного канала с водосливом. При этом отметка водьт в головном узле принимается наивысшей.
Аварийное включение нагрузки ГЭС производится при аварийном снижении нагрузки по какой-либо электростанции электросистемы, аварийном отключении линии электропередачи и т. п. Продолжительность аварийного набора нагрузки агрегатом ГЭС составляет всего несколько секунд, обычно менее 10 с.