Побудова інтегральної кривої стоку (ІКС) та променевого масштабу
Вступ
Сутність водноенергетичних розрахунків та їх мета.
Водна енергія – це енергія поверхневого стоку, припливів морів та океанів, їх хвильова енергія та енергія течії. Основною вважається енергія річок, яка є відновлювальним джерелом енергії.
Для обгрунтування ефективності нових ГЕС та вибору їх параметрів, необхідно виконати значні обсяги вишукувальних, дослідницьких та проектних робіт.
Великі обсяги і висока відповідальність проектних робіт потребують досконалих розрахунків водноенергетичних показників і характеристик показників та режимних характеристик ГЕС. Правильна та надійна оцінка проектних водноенергетичних показників і характеристик має першорядне значення для визначення капіталовкладень в запроектовані гідроенергетичні установки, а також для визначення затрат електроенергії для спорудження об’єктів.
Метою даного курсового проекту є визначення потужності ГЕС в конкретних умовах, а також середньобагаторічної виробки електроенергії, розрахунок витрати води, яка пропускається через споруду. Отримані результати водноенергетичних розрахунків є вихідними даними до курсового проекту «Машинна будівля ГЕС».
Розділ І
Вихідні дані
1. Гідрограф природних середньомісячних витрат води за три різних по водності роки (табл. 1).
Таблиця 1
| Роки | Середньомісячні витрати, м3/с | |||||||||||
| І | ІІ | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| Маловодний | ||||||||||||
| Середній | ||||||||||||
| Багатоводний |
2. Крива залежності об'ємів водосховища від рівнів води у верхньому б'єфі (табл. 2).
Таблиця 2
| ▼ ВБ, м | 65,0 | 100,0 | 112,0 | 126,0 | 148,0 | 157,0 |
| W, км3 | 1,0 | 2,5 | 5,0 | 10,0 | 15,0 | |
| F,км2 тис | 0,13 | 0,20 | 0,34 | 0,50 | 0,75 |
3. Крива зв'язку рівнів і витрат у нижньому б'єфі ГЕС (табл. 3).
Таблиця 3
| Параметр | 6 7 | |||||
| ▼ НБ, м | 65,0 | 67,5 | 69,6 | 72,6 | 74,5 | 77,4 78,5 |
| Q, м3/с | 1000 1400 |
4. Рівні води у водосховищі: Нормальний підпертий горизонт НПГ = 291,0 та рівень мертвого об'єму РМО=284,0.
5. Розрахункова забезпеченість водотоку (середньодобової потужності ГЕС) – Р = 80 %.
6. Умови регулювання стоку – регулювання із постійною санітарною витратою (водопостачання селищ) Qcан = 0,75∙Qcер , де Qcер – середня витрата стоку за три роки, Qcер = 1573,9 м3/с.
7. Графік роботи навантаження енергосистеми (табл. 4)
Таблиця 4
| Години | 1-2 | 3-4 | 5-6 | 7-8 | 9-10 | 11-12 | 13-14 | 15-16 | 17-18 | 19-20 | 21-22 | 23-24 |
| N,млн..кВт | 0,9 | 0,7 | 1,5 | 2,0 | 2,0 | 1,8 | 1,3 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2,0 | 1,4 |
2. Побудова кривих W=f(ZВБ), Q=f(ZНБ)
Використовуючи вихідні дані будуємо криву W=f(ZВБ)(рис.1). Визначаємо величину корисного об’єму за допомогою рисунка 1 (Wк=5,1 км3). Також, використовуючи вихідні дані будуємо криву Q=f(ZНБ)(рис.2).
Побудова гідрографа стоку за три роки
Приймаємо масштаб часу 1см=1місяць=2,63∙106 с, масштаб витрати 1см=500 м3/с, і будуємо в цьому масштабі гідрограф стоку (рис. 3).
Побудова інтегральної кривої стоку (ІКС) та променевого масштабу
Використовуючи програму “Weras” визначаємо (табл.5):
а) Середні витрати за кожний рік
Q1=1430,0 м3/с
Q2=1537,5 м3/с
Q3=1754,2 м3/с
Середню витрату за три роки
Q1-3=1573,9 м3/с (табл. 1)
Наносимо їх на гідрограф стоку (рис. 3);
б) Координати ІКС, за якими у прийнятому масштабі (1см=2·109 м3), будуємо ІКС (рис.4).
Будуємо променевий масштаб (рис. 5). Від полюса О відкладаємо фіктивний час ∆tф= 107 с – відстань ОА у прийнятому масштабі часу. Відстань ОА буде складати 3,8 см ( 
).
Визначаємо фіктивний об’єм
Wф=Q1-3·∆tф=1573,9·107 м3=15,74·109 м3,
де Q1-3 – середня витрата за три роки, яка дорівнює 1573,9 м3/с;
∆tф= 107 с.
Призначаємо масштаб об’єму: 1см=2·109 м3 . Масштаб приймається таким, щоб корисний об’єм водосховища у прийнятому масштабі об’ємів був в межах 2…5см. Від точки А відкладаємо на відстань АК до низу Wф у прийнятому масштабі. Масштаб об’ємів 1 см=2·109 м3. Поруч будуємо масштабну лінію витрат на рисунку 5. На променевий масштаб (рис.5) наносимо промені витрат гідрографа (рис.3).
На рис.4 визначаємо необхідні корисні об’єми, які потрібні для повного вирівнювання стоку. Значення корисного об’єму водосховища для повного регулювання стоку визначається відстанню по вертикалі між двома дотичними, що проведені до інтегральної кривої стоку паралельно лінії середньої витрати за весь період регулювання: для першого року – WкI = 15,1·109 м3 , для другого року – WкII = 16,2·109 м3 , для третього року – W кIII = 20,7·109 м3 . Для трьох років – WкI-III = 21,61·109 м3 .
5. Побудова інтегральної кривої споживання (ІКСп)
На рисунку 4 будуємо еквідістантну криву, яка віддалена від ІКС на величину Wк = 5,1 км3. Між ІКС та еквідістантною кривою будуємо лінію зарегульованих витрат (ІКСп) за методом натягнутої нитки. Також на рис. 4 наносимо лінії рівних об’ємів паралельні променю нульової витрати.