Содержание
1. Выбор числа агрегатов, типа и параметров гидротурбины
2. Построение рабочих (мощностных) и эксплуатационной характеристик турбин
3. Расчет турбинной камеры и отсасывающей трубы
4. Выбор генератора и вспомогательного оборудования
4.1 Выбор генератора
4.2 Подбор системы регулирования гидротурбин
4.3 Выбор подъемно-транспортного оборудования
Выбор числа агрегатов, типа и параметров гидротурбины
Выбор числа агрегатов производится по величине установленной мощности ГЭС и режиму ее работы. Необходимо учитывать минимальную нагрузку ГЭС и ее продолжительность, так как считается опасной длительная работа турбин с нагрузкой менее 40% их мощности. Принимается, что на ГЭС установлено 3 гидроагрегата Zа=3.
Для выбора типа гидротурбины по значению установленной мощности ГЭС 
и количеству гидроагрегатов определяется мощность одной турбины:
Расчетный напор ГЭС Нр принимается равным средневзвешенному 
.
Требуемый тип турбины по значениям расчетного напора и мощности турбины находится по сводным графикам областей применения гидротурбин. Точка соответствующая расчетному напору и мощности турбины находится в пределах области работы гидротурбины РО310.
Параметры турбины определяются по главной универсальной характеристике гидротурбины.
Приведенная оптимальная частота вращения турбины 
=64,5 мин - 1.
Диаметр рабочего колеса может быть определен по формуле:
После округления диаметра до ближайшего нормального 
=5м.
Частота вращения определяется по средневзвешенному напору из уравнения:
Ближайшая синхронная частота n=200 мин - 1.
Для оценки правильности выбора номинального диаметра рабочего колеса турбины и его частоты вращения на главную универсальную характеристику наносится зона работы турбины (четырехугольник со сторонами 
при Нmin и при Нmах и вершинами в точках с координатами 
, соответствующими максимальной и минимальной мощностям при указанных двух крайних напорах).
Если зона работы турбины располагается в центральной части характеристики, обеспечивая достаточно высокие КПД, выбор параметров турбины считается правильным.
Высота отсасывания турбины
- отметка УНБ;
К=1,05 - коэффициент запаса;
σ=0,044 - кавитационный коэффициент.
Построение рабочих (мощностных) и эксплуатационной характеристик турбин
Для оценки энергетических свойств турбин и выбора оптимального режима работы при эксплуатации после определения номинального диаметра рабочего колеса турбины и частоты вращения для заданного диапазона напоров производят построение линейных мощностных (рабочих) характеристик 
, показывающих эффективность работы турбины при переменной нагрузке, а также напорно-мощностной эксплуатационной характеристики одной турбины и суммарной эксплуатационной характеристики нескольких параллельно работающих турбин в виде изолиний КПД в координатной плоскости мощностей и напоров.
Построение рабочих характеристик.
Приведенная частота вращения турбины и откорректированная приведенная частота для напоров:
Нmin=220,8м –
НР=247,7м - 
Нmax=264,6м –
Поправка приведенной частоты:
С помощью главной универсальной характеристики составляется зависимость 
. Расчет по построению линейной мощностной характеристики 
удобно вести в табличной форме.
Тип турбины РО 310; D1=5м; n=200 об/мин; Δη=4,5%
| № режимных точек | Н= 220,8м; 
| |||
| ηм,% | η= ηм+Δη,% |  , м3/с
| N, кВт | |
| 72,5 | 0,165 | 96256,39 | ||
| 74,5 | 0,17 | 101909,1 | ||
| 77,5 | 0,185 | 115366,9 | ||
| 79,5 | 0, 195 | |||
| 80,5 | 0,215 | |||
| 84,5 | 0,24 | 163183,2 | ||
| 86,5 | 0,26 | |||
| 88,5 | 0,282 | 200816,8 | ||
| 90,5 | 0,305 | 222103,8 | ||
| 91,5 | 0,32 | 235601,8 | ||
| 92,5 | 0,34 | 253062,8 | ||
| 93,5 | 0,37 | 278369,1 | ||
| 93,5 | 0,41 | |||
| 92,5 | 0,432 | 321538,6 | ||
| 91,5 | 0,455 | 334996,4 |
| № режимных точек | Н= 247,7м; 
| |||
| ηм,% | η= ηм+Δη,% | , м3/с
| N, кВт | |
| 72,5 | 0,16 | 110906,2 | ||
| 74,5 | 0,167 | 118951,7 | ||
| 77,5 | 0,18 | 133374,3 | ||
| 79,5 | 0, 19 | 144417,1 | ||
| 80,5 | 0,21 | 161626,7 | ||
| 84,5 | 0,23 | 185815,8 | ||
| 86,5 | 0,25 | 206754,1 | ||
| 88,5 | 0,272 | 230149,6 | ||
| 90,5 | 0,303 | 262173,8 | ||
| 91,5 | 0,32 | 279942,7 | ||
| 92,5 | 0,34 | 300689,8 | ||
| 93,5 | 0,38 | 339698,2 | ||
| 92,5 | 0,42 | 371440,3 | ||
| 91,5 | 0,44 | 384921,2 | ||
| 90,5 | 0,462 | 399750,1 |
| № режимных точек | Н= 264,6м; 
| |||
| ηм,% | η= ηм+Δη,% | , м3/с
| N, кВт | |
| 72,5 | 0,155 | 118621,5 | ||
| 74,5 | 0,165 | |||
| 77,5 | 0,18 | 147254,3 | ||
| 79,5 | 0, 19 | 159446,3 | ||
| 80,5 | 0,21 | 178446,9 | ||
| 84,5 | 0,23 | 205153,2 | ||
| 86,5 | 0,251 | 229183,6 | ||
| 88,5 | 0,275 | 256903,3 | ||
| 90,5 | 0,31 | 296144,8 | ||
| 91,5 | 0,325 | |||
| 92,5 | 0,35 | 341746,1 | ||
| 92,5 | 0,4 | |||
| 91,5 | 0,429 | 414354,6 | ||
| 90,5 | 0,45 | 429887,6 |
Рассекая рабочие характеристики турбин рядом прямых линий η=const с интервалом через 2%, получают точки равных КПД. Перенося эти точки на координатную сетку N и Н и соединяя их плавными кривыми, строят семейство линий равных КПД.
Для радиально-осевых турбин линия ограничения мощности при напорах Н>Нр строится на основании линии 5% запаса мощности на главной универсальной характеристики, а при напорах Н<Нр мощность турбины не превышает своего максимального значения, соответствующего номинальной мощности агрегата.
 |
Построенная таким образом эксплуатационная универсальная характеристика отражает основные свойства только одной турбины, однако ее недостаточно для оценки условий работы нескольких или всех совместно работающих турбин ГЭС. С этой целью на ее основе строят суммарную эксплуатационную характеристику турбин ГЭС, координаты которой для параллельно работающих двух, трех турбин находятся удвоением, утроением абсцисс всех точек данного напорного режима.
