mhe - 2010 - etf beograd - katedra za eesees.etf.bg.ac.rs/predmeti/35/mhe - 2010.pdf · podela mhe...

MALE HIDROELEKTRANE

2010.

Podela MHE prema instalisanoj snazi

Podela MHE prema mogućnostima akumulacije

• protočne Instalisani protok , u odnosu na srednji višegodišnji protok rečnog toka, je tipično u granicama: Qsr< Qinst<1,5Qsr

• akumulacione• MHE sa dnevnim ravnanjem akumulacije,• MHE sa sedmičnim ravnanjem akumulacije.

Sedmični dijagram potrošnje u EDB

pondeljak nedelja

Сатне цене електричне енергије на европској

берзи за просечан зимски дан 2007.

MHE sa dnevnim ravnanjem akumulacijeUmesto regulisanja na osnovu stvarnog dnevnog dijagrama opterećenja, u lokalnoj mreži može se uvesti aproksimacija da noću uopšte nema potrošnje, dok je u toku dana moguća snaga koja odgovara protoku od (1,5÷3) Qsr. Gde je Qsr srednji dnevni dotok vode u akumulaciju.

Da bi se obezbedio dnevno ravnanje akumulacije potrebno je da zapremina akumulacionog bazena za izravnanje iznosi:

V [m3] = Qsr ⋅ 12h = 43 200 ⋅ Qsr [m3/s].

Instalisani protok (Qins) kod MHE mora biti u granicama:

1,5Qsr ≤ Qins ≤ 3Qsr.

Ovakvim dnevnim ravnanjem akumulacije, MHE dnevno radi 12h, a 12h stoji.

MHE sa sedmičnim ravnanjem akumulacije

Instalisani protok: 2 Qsr < Qinst < 4 Qsr

Potrebna zapremina akumulacije: V [m3] = 216 000 ⋅ Qsr[m3/s].

Podela MHE prema neto padu

• sa niskim padom ( H < 30 m )• sa srednjim padom (30 m > H < 100 m )• sa visokim padom (H > 100 m )

Podela MHE prema režimu rada

• MHE na izolovanoj mreži (ostrvski rad)• MHE povezana na EES (paralelni rad)

Podela MHE prema položaju mašinske zgrade

• branske MHE,

• pribranske MHE,

• derivacione MHE

Branske i pribranske MHE nalaze veliku primenu kod malih akumulacija koje se projektuju za potrebe navodnjavanja, vodosnabdevanja, turizma, zaštite od poplava i slično.

Derivacione MHE imaju veliku primenu u brdsko-planinskim terenima, kod vodotoka sa velikim padovima

Principska šema derivacione MHE sa

derivacijom pod pritiskom

VRSTE TURBINA ZA MHE

• Peltonova,

• Fransisova,

• Kaplanova,

• Propelerna,

• Cevna,

• Banki

• Turgo turbina.

Peltonova turbina

Francisova turbina

Kaplanova turbina

Turgo turbina

Osnovne karakteristike Turgo turbine

• Pri istoj snazi Turgo turbina je duplo manjeg prečnika od Pelton turbine, i sa dvostrukim specifičim brojem obrtaja.

• Zbog svojih dimenzija i brzine Turgo turbine u nekim slučajevima se mogu direktno spojiti (bez multiplikatora) sa generatorom, bez upotrebe skupih prenosnih ureñaja.

• Turgo turbine je teže napraviti i lopatice su dosta osetljivije nego kod Pelton turbina.

• Obrtno kolo Turgo turbine može imati jednu ili više mlaznica. Specifični broj obrtaja se smanjuje sa povećanjem broja mlaznica.

Banki turbina

Princip rada Banki turbine

Jedan deo hidrauličke energije (veći deo) voda "predaje" obrtnom kolu pri ulasku, a manji dio (približno jednu trećinu) pri napuštanju obrtnog kola. Zbog toga se ove turbine često zovu i turbine sa povratnim protokom (crossflow).

Osnovne karakteristike Banki turbine

Osnovne prednosti Banki turbina su:• jednostavna konstrukcija, • niska cena,• dobra regulaciona svojstva.

Nedostaci Banki turbinasu:• niži stepen iskorišćenja od drugih turbina,• mora se postaviti iznad nivoa donje vode, pa je taj deo pada nepovratno izgubljen,• brzina obrtanja je manja od sinhrone, što zahteva upotrebu multiplikatora.

Mala cevna turbina

−

−

−

• cevne turbine za pad H=(2-10) m,• cevne turbine za pad H=(8-20) m,• cevne turbine za pad H=(15-30) m.

turbine za pad H=(2-10) m,

turbine za pad H=(8-20) m,

turbine za pad H=(15-30) m.

Cevne turbine za pad (2-10) mOsnovne karakteristike :

• dvostruko regulisana turbina sa vertikalnim vratilom,• dovodni kanal od betona,• odvod vode zakrivljenim sifonom,• radno kolo Kaplanovog tipa sa četiri lopatice koje se regulišu servomotorom u glavčini,• regulabilni konusni sprovodni aparat sa 12 do 16 lopatica i• stator turbine sa 6 do 10 statorskih lopatica.

Cevne turbine za pad (8-20) m

Ove turbine karakteriše:

• dvostruko regulisana turbina sa horizontalnim vratilom,• dovodna cev od čeličnog lima ojačanog rebrima,• odvod vode sa sifonom u obliku slova "S",• radno kolo Kaplanovog tipa sa 4 regulabilne lopatice,• regulabilni konusni sprovodni aparat sa 12 do 16 lopatica i • stator turbine sa 6 do 12 lopatica.

Cevne turbine za pad H=(15-30) m

Osnovne karakteristike ovog tipa su:

• dvostruko regulisana turbina sa vertikalnim vratilom,• dovodna cev od čeličnog lima ojačanog rebrima, sa "kolenom" u kome je ugrañen skretač vodenog toka,• odvod vode je izveden sa sifonom sa oklopljenim "kolenom",• radno kolo Kaplanovog tipa sa 5 regulabilnih lopatica• regulabilni sprovodni aparat sa 12 do 16 lopatica • stator turbine sa 6 do 12 pojačanih lopatica.

Stepeni iskorišćenja različitih tipova turbina za razli čite protoke

Izbor tipa turbine za MHE

Odreñivanje specifične brzine obrtanja turbine

Odreñivanje prečnika radnog kola turbine

Regulacija turbina u malim hidroelektranam

Moguća su tri različita načina regulacije turbinskog agregata:- ručno upravljanje,- regulacija frekvencije i- regulacija nivoa, odnosno pada (H).

GENERATORI I POBUDNI SISTEM KOJI SE PRIMENJUJU U MHE

• MHE sa asinhronim (indukcionim) kaveznim generatorom

• MHE sa asinhronim kaveznim generatorom i zasićenom prigušnicom

• MHE sa asinhronim kaveznim generator sa zasićenim magnetnim kolom

• MHE sa asinhronim generatorom sa kratkospojnim regulacionim namotajem na statoru

MHE sa asinhronim (indukcionim) kaveznim generatorom

Trenutni porast napona i brzine obrtanja asinhronog generatora, u smostalnom radu, usled naglog rasterećenja MHE: tr-trenutak naglog rasterećenja

MHE sa asinhronim kaveznim generatorom i zasićenom prigušnicom

Šema MHE sa asinhronim kaveznim generatorom i stabilizacijom napona

pomoću zasićene prigušnice

Izlazna karakteristika asinhronog generatora sazasićenom prigušnicom

IZBOR LOKACIJE MALE HIDROELEKTRANE

• topografske podloge,

• geodetske podloge,

• geološke podloge,

• geomehaničke podloge,

• meteorološke podloge,

• hidrološke podloge,

• ekonomsko-vodoprivredne podloge.