Результаты натурных испытаний гидротурбины ГЭС Мактаквак

ГЭС Мактаквак расположена в восточной части Канады в провинции Нью Брансвик на р. Сент-Джон. Станция оборудована четырьмя поворотно-лопастными гидротурбинами мощностью 95 МВт фирмы (Канада). ПО «Ленинградский металлический завод» поставило на ГЭС еще две поворотно-лопастные гидротурбины типа ПЛ 40/587а-ВМ-660) мощностью 110 МВт (при расчетном напоре 33,35 м). Номинальная частота вращения агрегатов 112,5 об/мин, частота сети 60 Гц.
В соответствии с требованиями контракта на поставку в октябре — ноябре 1979 г. специалисты ПО «Ленинградский металлический завод» при участии персонала ГЭС провели натурные испытания гидротурбины агрегата № 5.
Целью испытаний было определение мощности гидротурбины при напоре 34,44 м; настройка оптимальной комбинаторной зависимости регулятора скорости методом относительного КПД; определение благоприятных вибрационных режимов опорных частей агрегата и рабочих характеристик.
Испытания проводили при работе турбины в комбинаторных и пропеллерных режимах (напор брутто от 34,5 до 35,1 м). Гидротурбина управлялась вручную, коэффициент мощности генератора поддерживался практически равным единице. В пропеллерном режиме испытывали семь различных положений лопастей рабочего колеса. Для каждого фиксированного угла установки лопастей <р измерения проводили при шести — восьми открытиях направляющего аппарата. Абсолютный расход измеряли на шести комбинаторных режимах (по три измерения на каждом) и на двенадцати близких к ним пропеллерных режимах (по одному измерению).
Мощность генератора измеряли штатным станционным счетчиком активной энергии класса точности 0,2 (при испытаниях методом относительного КПД) и двумя тарированными цифровыми ваттметрами (при измерении абсолютного КПД). Уровни верхнего и нижнего бьефов определяли с помощью шкал, укрепленных на входе в водовод и выходе из отсасывающей трубы. Давление на входе в спиральную камеру измеряли образцовым пружинным манометром и ртутным 11-образным манометром; перепад давления в расходомерном створе спирали — водо-воздушным и ртутным дифференциальными манометрами.
Расход воды через гидротурбины определяли способом гидроудара. Диаграмму измерения перепада давления между двумя створами водовода в процессе быстрого закрытия направляющего аппарата записывали с помощью аппарата Гибсона. Запись, дальнейшую обработку диаграмм и вычисление расхода выполняли специалисты фирмы 51ап!у СопзиИапЬ (США). Для измерения вибраций применяли портативный анализатор вибраций и самописец фирмы (Дания).
Полученная при натурных испытаниях зависимость относительного КПД от мощности и оптимальная комбинаторная зависимость хорошо совпали с результатами лабораторных испытаний модели этой гидротурбины.
Статистический анализ показал, что при фиксированном угле установки лопастей ошибка определения положения направляющего аппарата, соответствующего точке максимума КПД, составляла ±20 мм хода поршня сервомотора. Эта оценка подтвердила вывод о том, что корректировать форму кулачка комбинатора не нужно.
По результатам испытаний методом относительного КПД были выбраны указанные выше режимы для определения абсолютного КПД гидротурбины. Требуемый режим устанавливали вручную с помощью ограничителя открытия направляющего аппарата.