HidroelektraneHidroelektrane

Prof dr sc Sejid TenjakProf.dr.sc. Sejid TenjakProf.dr.sc. Davor GrgiProf.dr.sc. Igor Kuzle

P d l h d l kP d l h d l kPodjela hidroelektranaPodjela hidroelektranaPrema

veliini padaNiskotlane

(pad do 25m)Srednjotlane

(pad od 25 do 200m)Visokotlane

(pad vie od 200m)

Prema nainukoritenja vode

Protone Akumulacijskej

Prema vrstiakumulacijskog bazena

Hidroelektrane sdnevnom

k l ij

Hidroelektrane sasezonskom

k l ijakumulacijskog bazena

Prema smjetaju

akumulacijom akumulacijom

Pribranske Derivacijskestrojarnice Pribranske Derivacijske

Pumpno- Hidroelektrane HidroelektraneOstale akumulacijske

hidroelektranekoje iskoritavaju

plimu i osekukoje iskoritavaju

morske valove

Mj i l HE EES 1Mj i l HE EES 1Mjesto i uloga HE u EES-u 1Mjesto i uloga HE u EES-u 1 Hidroelektrane su postrojenja koja su izrazito znaajna za Hidroelektrane su postrojenja koja su izrazito znaajna za

EES Zbog mogunosti brzog starta izrazito pogodne za

regulacijuregulaciju U sluaju akumulacijskih HE mogue je skupljanje vode u

vlanom dijelu godine da bi ju koristili u sunom dijelu godine to je tzv prebacivanje energije iz vlanog u suni dio godineto je tzv. prebacivanje energije iz vlanog u suni dio godine

Hidroelektrane s mogunou akumulacije vode koriste se uglavnom za pokrivanje varijabilnog dijela dnevnog dijagrama

t joptereenja

l HE EE l HE EEO i i j d HE ii d EES

Mjesto i uloga HE u EES-u 2Mjesto i uloga HE u EES-u 2 Optimiranjem rada HE mogu se postii znatne utede u EES-u Nema trokova za gorivo, nakon povrata investicijskih trokova

ostaju smo jo trokovi odravanjaostaju smo jo trokovi odravanja HE su postrojenja s izrazito viskom stupnjem korisnosti, nema

emisije staklenikih plinova, nema dimnjakaem s je sta en h p no a, nema d mnja a Udio elektrine energije proizveden u HE u svijetu iznosi oko 18 %

ukupno proizvedene elektrine energije Utjecaj hidroelektrana na okoli nije nezanemariv, izgradnjom

velikih akumulacijskih bazena uvelike se promijeni mikro klima pojedine regijepojedine regije

l HE EE l HE EEMjesto i uloga HE u EES-u 3Mjesto i uloga HE u EES-u 3 Hidropotencijal neke zemlje nije beskonaan Vie od polovice elektrine energije proizvedene u

Hrvatskoj dolazi iz hidroelektranaHrvatskoj dolazi iz hidroelektrana Optimiranjem rada HE, te smanjivanjem broja nepotrebnih

preljeva mogu se bitno smanjiti trokovi voenja EES-ap j g j j Kad je udio hidroelektrana u EES-u velik i ako su povoljne

hidroloke prilike koriste se samo one termoelektrane s niskim trokovima proizvodnjeniskim trokovima proizvodnje

Ukupno instalirana snaga u hidroelektranama na teritoriju Republike Hrvatske iznosi: 2063.3 / -256 MW (-256 MW se podnosi na reverzibilne HE)

O i l ti hid l kt O i l ti hid l kt Osnovni elementi hidroelektrane Osnovni elementi hidroelektrane

h d k HEh d k HEShema derivacijske HEShema derivacijske HE

zaporni ureaj

vodna komora

dovodni tlani tunel

branaakumulacijsko jezero

p j

mrea

transformator

tlani cjevovod

transformator

generator

T

T

Todvodnikanali

predturbinski zaporni ureaj

Princip rada hidroelektrane, dijelovi HEPrincip rada hidroelektrane, dijelovi HE Generatori su zajedno s Generatori su zajedno s

turbinama smjeteni u strojarnici i nalaze se na i t til

vratilo

istom vratilu Hidrogeneratori se rade

preteno u vertikalnoj rotor preteno u vertikalnoj izvedbi zbog ekonominije izvedbe hidraulikog dijela elektrane

generatora

turbinadijela elektrane

Hidrogeneratori s horizontalnom osovinom susreu se u postrojenjima manje snage ili kad dvije Pelton ili Francis turbine postrojenjima manje snage ili kad dvije Pelton ili Francis turbine pogone jedan generator

U pumpno-akumulacijskim hidroelektranama esto se susreu p p jkombinacije turbine, pumpe i generatora na istoj vertikalnoj osovini, sinkroni stroj tad povremeno radi kao generator, a povremeno kao motormotor

Princip rada reverzibilne hidroelektranePrincip rada reverzibilne hidroelektrane

D l h d l k 1D l h d l k 1Dijelovi hidroelektrane 1Dijelovi hidroelektrane 1Karakteristini dijelovi hidroelektrane su:Karakteristini dijelovi hidroelektrane su:

- brana ili pregrada,- zahvat,- dovodni sustav (tunel ili kanal, vodna komora, tlani

cjevovod),- strojarnicastrojarnica,- odvodni sustav.

Dijelovi odnosno objekti hidroelektrane dijele sel d f k

j j jprema sljedeim funkcijama:- prikupljanje, dovod i odvod vode,

pretvaranje mehanike energije u elektrinu- pretvaranje mehanike energije u elektrinu,- transformacija i razvod elektrine energije.

D l h d l kD l h d l kDijelovi hidroelektrane 2Dijelovi hidroelektrane 2 Brane ili pregrade imaju viestruku namjenu tj.

slue za skretanje vode s njezinoga prirodnog toka prema zahvatu HE povienje razine vode radi postizanja boljeg zahvatu HE, povienje razine vode radi postizanja boljeg pada i ostvarivanja akumulacije

Zahvat vodu zaustavljenu pregradom prima i upuuje j p g p p jprema elektrani, dva tipa, zahvat na povrini i zahvat ispod povrine

D l h d l kD l h d l kD d h d k b

Dijelovi hidroelektrane 3Dijelovi hidroelektrane 3 Dovod spaja zahvat s vodnom komorom, moe biti

izgraen kao kanal ili tunel, tunel moe biti izveden kao tlani ili gravitacijski, HE s tlanim tunelom su puno g j , E m m pelastinije u pogonu jer mogu bez ikakvih djelovanja slijediti promjene optereenja

Tlani privod slui za voenje vode iz vodne komore do Tlani privod slui za voenje vode iz vodne komore do turbina, najee se izrauju od elika, a za manje padove i od betona

Gravitacijski privod ima slobodno vodno lice. Profil je uglavnom trapeznog oblika. Izvodi se u kanalima i rovovima ija se konstrukcija izvodi tako da se postignu rovovima ija se konstrukcija izvodi tako da se postignu najmanji hidrauliki gubici

D l h d l k 4D l h d l k 4V d k

Dijelovi hidroelektrane 4Dijelovi hidroelektrane 4 Vodna komora nalazi se na kraju dovoda, dimenzioniranje

vodne komore ima velik utjecaj na pravilno funkcioniranje HEZ i j Zaporni ureaj nalazi se na ulazu u tlani cjevovod, sigurnosni zaporni ureaj automatski sprjeava daljnji dotok vode u cjevovod ako pukne cijev postavljanje zapornih ureaja vode u cjevovod ako pukne cijev, postavljanje zapornih ureaja na dnu tlanog cjevovoda ovisi o broju turbina koje su spojene na jedan cjevovod

D fi i ij d k d HE 1D fi i ij d k d HE 1Definicije padova kod HE 1Definicije padova kod HE 1MAX. RAZINA VODE

G.V.max

NAJVEI PAD Hmax

++

PROSJENA RAZINA VODETEITE AKUMULACIJE

G.V.sr

AKTIVNI DIO C

GUBICI Hi

J a(NE SMIJE PRIJEI

125% Hd)

NAZIVNI PAD Hn SNAGA TURBINA

KOD PUNOG OTVORA PRIV+

MIN. RAZINA VODEG.V.min

AKUMULACIJE

PREDVIENO SNIENJE RAZINE

PROJEKTIRANI PAD Hd

GUBICI Hi

OTVORA PRIV. APARATA DAJE

NAZIVNU SNAGU GENERATORA

NEAKTIVNI DIO AKUMULACIJE

NAJMANJI PAD Hmin (MORA BITI JEDNAK ILI VEI OD 65% Hd)

D.V.minDONJA VODA

D.V. KOD RADA SVIH GRUPA PUNIM OTVOROM PRIV.

APARATA

D.V.min KOD RADA JEDNE GRUPE U PRAZNOM HODU

APARATA

D f d k d HED f d k d HEH B tt d j d k j li i i j i d j d

Definicije padova kod HE 2Definicije padova kod HE 2Hb Brutto pad jednak je razlici razine gornje i donje vodeHn Netto pad jednak je brutto padu umanjenom za sve

hidraulike gubitke u privodu, osim gubitaka u samim g p , gvodnim turbinama. Pri tome su gubici spiralnog dovoda i difuzora ukljueni u gubitke turbine.

H Najvei pad jednak je razlici najvie razine gornje vode i Hmax Najvei pad jednak je razlici najvie razine gornje vode i najnie razine donje vode. Ovaj pad se pojavljuje pri radu elektrane u praznom hodu (pri Q 5% Qn). Uz takve prilike hidrauliki gubici dovoda su zanemarivihidrauliki gubici dovoda su zanemarivi.

Hmin Najmanji pad jednak je netto padu koji se dobiva iz razlike najnie razine gornje vode i najvie razine donje vode, uz puni otvor svih hidraulikih strojevauz puni otvor svih hidraulikih strojeva.

D f d k d HED f d k d HE l d d d k d

Definicije padova kod HE 3Definicije padova kod HE 3Hsr Prosjeni ili srednji pad je netto pad koji odgovara

energetskom teitu akumulacije. To je pad koji daje isti iznos snage izmeu maksimalnog i tog pada kao i g g g pizmeu tog i minimalnog pada. Obino iznosi oko 2/3 ukupnog opsega pada (od Hmin do Hmax)

H Pr j ktir ni p d j n tt p d pri k j m s p sti n jb lji Hd Projektirani pad je netto pad pri kojem se postie najbolji korisni stupanj djelovanja () uz nazivnu brzinu agregata. To je Hsr koji mora biti tako odabran da Hmax i Hmin nisu ispod dozvoljenog opsega za hidraulike strojeve. Ovaj pad definira temeljne dimenzije turbine

D f d k d HE 4D f d k d HE 4Definicije padova kod HE 4Definicije padova kod HE 4Hr Nazivni pad je netto pad kod kojeg uz puni otvor privodnog

aparata turbina, generatori daju nazivnu snagu.Hkr Kritini pad je netto pad kod kojeg uz puni otvor turbine daju

doputenu veu snagu generatorima uz faktor snage jednak 1 (obino je to oko 115% nazivne snage generatora). Ovaj ( n j t 5 naz n nag g n rat ra). aj pad daje najvei protok kroz turbinu.

Z jk hid l ktZ jk hid l kt Hidroelektrane se u energetskom pogledu karakteriziraju s

Znaajke hidroelektranaZnaajke hidroelektrana Hidroelektrane se u energetskom pogledu karakteriziraju s

moguom proizvodnjom, koja se obino izraava kao srednja godinja proizvodnja u [GWh] i dobije kao aritmetika g j p j [ ] jsredina moguih godinjih proizvodnji u promatranom duem nizu godina za koje se raspolae s podacima o ostvarenim dotocima Pod pojmom "mogua proizvodnja" podrazumijeva dotocima. Pod pojmom mogua proizvodnja podrazumijeva se maksimalna proizvodnja koja bi se mogla ostvariti koritenjem najvee koliine raspoloive vode pod j j p pnajpovoljnijim uvjetima, uzimajui u obzir veliinu izgradnje svake od hidroelektrana.

Krivulja trajanja godinje Krivulja trajanja godinje proizvodnje HEproizvodnje HE

[GWh]

ggW

Sune godineVlane godine

Godine s normalnom l

0

vlanou

0 10 20 30 40 50 60 7070

Vjerojatnost pojave [%] 80 90 100

Elementi koji utjeu na Elementi koji utjeu na proizvodnju HEproizvodnju HE

Kaskadna veza hidroelektrana (u slivu) Zahtjevi vlastite akumulacije Zahtjevi vlastite akumulacije Zahtjevi uzvodnih i nizvodnih akumulacija

l l Ogranienja uslijed zahtjeva za plovidbu Ogranienja uslijed navodnjavanjag j j j j Gubici vode zbog procjeivanja Gubici vode uslijed isparavanjaGubici vode uslijed isparavanja

Godinja proizvodnja u HEGodinja proizvodnja u HEGodinja proizvodnja u HEGodinja proizvodnja u HE

Broj sati godinje proizvodnje

3000 5000 h protona hidroelektrana 1000 h akumulacijska hidroelektrana

k h d l k 1 k h d l k 1 Hidroelektrane su karakterizirane s veliinom

Znaajke hidroelektrana 1Znaajke hidroelektrana 1 Hidroelektrane su karakterizirane s veliinom

akumulacijskog jezera, gdje treba razlikovati ukupni (ili geometrijski) i korisni volumen jezera koji se obino daje u g j ) j j j[106 m3].

Ukupni volumen jezera Vu je koliina vode koja se moe j titi i d i j i i d l smjestiti izmeu dna i najvie razine vode u normalnom

pogonu. Korisni volumen V odgovara iskoristivoj koliini te vode Korisni volumen Vk odgovara iskoristivoj koliini te vode,

izmeu najvie i najnie radne razine akumulacije, dok je tzv. mrtvi prostor Vu Vk, neiskoristivi dio ukupnog volumena u kakumulacije.

k h d l k k h d l kZnaajke hidroelektrana 2Znaajke hidroelektrana 2 Relativna vrijednost korisnog volumena akumulacijskog

jezera je odnos korisnog volumena i ukupne koliine vode koja tijekom godine, tjedna ili dana dotekne u jezero.koja tijekom godine, tjedna ili dana dotekne u jezero.

Korisni volumen karakterizira se energetskom vrijednou akumulacijskog jezera. To je koliina elektrine energije koja bi se s raspoloivom vodom mo la proizvesti u vlastitoj i koja bi se s raspoloivom vodom mogla proizvesti u vlastitoj i svim nizvodnim hidroelektranama, za sluaj potpunog pranjenja korisnog volumena akumulacije, kada u tom

b b l d k d b k dprocesu ne bi bilo dotoka vode u jezero i gubitaka vode.

k h d l k k h d l kH d l k k k

Znaajke hidroelektrana 3Znaajke hidroelektrana 3 Hidroelektrane karakteriziraju:

Trokovi eksploatacije Raspoloivost Manevarske sposobnosti

Kl ifik ij hid l kt 1Kl ifik ij hid l kt 1Klasifikacija hidroelektrana 1Klasifikacija hidroelektrana 1

Klasifikacija klasinih hidroelektrana provodi se na temelju potrebnog vremena za pranjenje akumulacije Tpr.

To je ono vrijeme u [h] potrebno da se isprazni korisna akumulacija s instaliranim protokom hidroelektrane, uz pretpostavku da u tom periodu nema dotoka u jezero ni gubitaka pretpostavku da u tom periodu nema dotoka u jezero, ni gubitaka vode zbog procjeivanja, isparavanja i preljeva.

kpr VT = h3600 Q pr i3600 Q

Kl ifik ij hid l kt 2Kl ifik ij hid l kt 2Klasifikacija hidroelektrana 2Klasifikacija hidroelektrana 2

0 Tpr 2h protona hidroelektrana2h T 400h hidr elektrana s dnevn m i 2h Tpr 400h hidroelektrana s dnevnom i

tjednom akumulacijom T > 400h hidroelektrana sa sezonskom Tpr > 400h hidroelektrana sa sezonskom

(odnosno viegodinjom) akumulacijom

Hidraulika energija vodeHidraulika energija vodeHidraulika energija vodeHidraulika energija vode

P snaga vodenog toka H visina teita poprenog presjeka u P snaga vodenog toka H visina teita poprenog presjeka u odnosu na referentnu ravninu

E energija koju sadri neka koliina vode u poprenom presjeku

v=Q/s srednja brzina protjecanja vode kroz popreni presjek cijevipoprenom presjeku popreni presjek cijevi

s povrina poprenog presjeka cijevi P nadtlak u odnosu na atmosferski tlak (pretpostavka je da je na svim razinama atmosferski tlak jednak)Q protok u [m3/s] atmosferski tlak jednak)Q p

Energija elementarne mase vode 1Energija elementarne mase vode 1Energija elementarne mase vode koja prolazi kroz popreni presjekcijevi moe se razdvojiti na tri komponente:

prpok dEdEdEdE dE energija elementarne mase vode u nekom poprenom dE - energija elementarne mase vode u nekom poprenom presjeku;dEk - kinetika energija elementarne mase vode dm;

dtQg

vdmvdEk 2222

g22dEpo - potencijalna energija elementarne mase vode u odnosu na

f ntnu vninu;dtQhdmhgdEpo

referentnu ravninu;

Energija elementarne mase vode 2dEpr - energija pritiska

dQdd dtQpVdpdEpr v 2 dtQpdtQhdtQg

vdE 2

Ukupna snaga vodenog toka u nekom presjeku

dE 2 QpQhQg

vdtdEP

2

2

Energija vodenog toka 1Ukupn jedinin energij vodenog toka

pvdE 2 gphgvdmdEe

2

(J/kg)

e = jedinina kinetika energija + jedinina potencijalna energija ++ jedinina energija pritiska

Napor vodenog toka H

2 phgv

geH

2(m)

= brzinska visina + geometrijska visina + piezometrijska visina

Energija vodenog toka 2

Razlika jedininih energija vodenog toka u presjecima 1 i 2

gpphhgvveee 21

21

222

211

2112 )(2(J/kg)

Energija vodenog toka 321 pp

)(222

211 hhgvveee (J/kg) )(

2 212112hhgeee (J/kg)

Da bi se jedinina energija e12 mogla korisno upotrijebiti, trebaj g j 12 g p je12 u rijenom toku izmeu toaka 1 i 2 uiniti jednakim nuli. Tose postie izgradnjom brane kod toke 2.

222

211 vv

Rastojanje od brane pa do toke 1 u kojoj se ne osjea utjecaj

21 hh Rastojanje od brane pa do toke 1, u kojoj se ne osjea utjecaj izgraene brane, naziva se uspor rijeke.

Energija vodenog toka 4

Hidrauliki stupanj iskoritenja rijenog toka:

gv - gornja voda (razina gornje vode),d donja voda (razina donje vode)

98,0:85,0R

SR H

Hiskoritenja rijenog toka:dv - donja voda (razina donje vode),

HR - geodetski rijeni pad,HS - statiki pad. RHS p

Hid lik ij t k 1Hid lik ij t k 1Nakon izgradnje brane korisna snaga vodenog toka jednaka je razlici

Hidraulika snaga rijenog toka 1Hidraulika snaga rijenog toka 1Nakon izgradnje brane, korisna snaga vodenog toka jednaka je razlici snaga vodenog toka ispred brane i iza brane:

vv 22 QppQhhQ

gvv

PPP dvgvdvgvdvdvgvgv

dvgvkor )()(

2

hhH (N/m3);dvgvS hhH 0 dvgv pp

(N/m3);HR (m);Q ( 3/s)

0gvv dddd vv 22

Q (m3/s).

dvdvRR

dvdvSkor

v

QgvQHQ

gvQHP

222

S

dvdvRR Hg

vQH2

181,9

Hid lik ij t k 2Hid lik ij t k 2Hidraulika snaga rijenog toka 2Hidraulika snaga rijenog toka 2v 2

[ ] d ij k

QHHgvQHP R

S

dvdvRRkor

8)2

1(81,9 (kW)HR [m] - pad rijeke;Q [m3/s] - protok i8 - koeficijent koji uzima u obzir stupanj iskoritenja rijenog8 koeficijent koji uzima u obzir stupanj iskoritenja rijenogtoka i gubitak snage izazvan injenicom da donja voda ima nekubrzinu koja je vea od brzine gornje vode.

)2/( 2 gvdvdvPad rijeke odreuje se geodetskim mjerenjima. Protok Q(m3/s) odreuje se mjerenjima u duem vremenskom periodu (nekoliko desetaka godina) Protok rijeke nije konstantan i zavisi od desetaka godina). Protok rijeke nije konstantan i zavisi od godinjeg doba i atmosferskih padalina. Bitno je dobro procijeniti maksimalni i minimalni protok rijeke (Qmax i Qmin) tijekom godine.

d d bd d bJedinini rad i snaga turbineJedinini rad i snaga turbine

h1 - razina gornje vode 1 - ulazni presjekh2 - razina donje vode 2 - izlazni presjekT turbina 1T - ulazni presjek turbine

2T - izlazni presjek turbine

Bruto padRazlika razine gornje i donje vode predstavlja statiki pad:

21 hhHS (m)

Razlika napora strujnog toka vode u presjecima 1 i 2 je bruto pad:

22 ppgv

gvhhHHHB

2221

222

211

2121

gvvHS

2

222

211

g2

J dinini d t binJedinini rad turbine e je razlika

Jedinini rad turbineJedinini rad turbine eT je razlika jedinine energije vode na ulazu u turbinu (1T) i jedinine energije T j g jvode na izlazu iz turbine (2T) :

vv TTTT 222211pphh

vveee

TT

TTTTTTT

21

221121

)(

2

(J/k )

22gppghh TTTT

2121 )( (J/kg)

gppghhvveee TTTTtTTTTRTAT

2121

222

211

2

eT = akcijska komponenta jedininog rada (eTA) + reakcijska komponenta jedininog rada (eTR)

N t p d t binNeto pad turbineJedinine energije e i e mogu se izraziti preko jedininih Jedinine energije e1T i e2T mogu se izraziti preko jedininih energija e1 i e2 kao:

eee eee eeeeeeeeeT )( 21212211

111 eee T 222 eee T

ghgppvvhhg do 2)(21

222

211

21

ghHgghvvHg doBdoS 2222

211

gHghHe doBT )( (J/kg)

Kolinik eT/g predstavlja netto pad turbine : doBT hHgeH

Snaga i stupanj korisnosti turbineSnaga turbine :

QHQHQHgPT 81,9 (kW)H (m) - netto pad

QHQHg

HgPT 81,9 ( )

Q (m3/s) - protok vode kroz turbinu

Snaga turbine (na vratilu) neto je manja od hidraulike snage zbog gubitaka u samoj turbini.

TTTk PP Stupanj korisnosti turbine:

TTTk PP

)95,09,0( T

Hidroturbine ispituju se koritenjem fizikih modela malih snaga

Specifina brzina vrtnje turbineHidroturbine ispituju se koritenjem fizikih modela malih snagai malog pada. Izabran je fiziki model snage Pmod=1 kW pri nettopadu od Hmod=1 m. Brzina vrtnje modela turbine, pri kojoj semoddobiva maksimalni stupanj korisnosti, naziva se specifina brzinavrtnje za neku vrstu turbine.

za model turbine snage Pmod=1 kW pri padu odHmod=1 m.

max nns

Nestandardni demonstracijski model Pelton turbinemodel Pelton turbine.

P=33W, n=2100 r/min,

Q=20 l/min,

B i t j t biBrzina vrtnje turbine uz snagu (P ) te pri nekom netto padu (H)

Brzina vrtnje turbineBrzina vrtnje turbine uz snagu (PT) te pri nekom netto padu (H) je brzina pri kojoj turbina ima maksimalan stupanj korisnosti.

Analitika veza izmeu brzine vrtnje realne (velike) turbine i specifine brzine vrtnje modela turbine iste vrste dana je izrazom:izrazom:

sHHnn

4 (r/min)T

s Pnn (r/min)

n (okr/min) - brzina vrtnje realne turbine,ns (okr/min) - specifina brzina vrtnje izabrane vrste turbine,H ( ) st i tt d tH (m) - stvarni netto pad tePT (kW) - snaga realne turbine.

S ifi b i t jSpecifina brzina vrtnjeSpecifina brzina vrtnje nq definira se kao brzina vrtnje modelneturbine koja ima toliki dijametar da pri netto padu od 1 m iskoristiprotok od 1 m3/s uz maksimalni stupanj korisnosti turbineprotok od 1 m3/s uz maksimalni stupanj korisnosti turbine.

Q( / i )

4 3H

Qnnq (r/min)

n (r/min) brzina vrtnje realne turbine,nq (r/min) - specifina brzina vrtnje izabrane vrste turbine,

( ) dH (m) - stvarni netto pad, iQ (m3/s) - protok kroz realnu turbinu.

B i t j i k t j k t t i i i d b j

Izbor vrste turbineBrzina vrtnje sinkronog generatora je konstantna i zavisi od broja ppari polova i frekvencije mree na koju je prikljuen generator. Za50 Hz mreu brzina vrtnje generatora je:50 Hz mreu brz na vrtnje generatora je

nn3000 (okr/min)

Brzina vrtnje turbine, zavisi od vrste turbine i njenih parametara alij it l b i i k b i d 3000 / i Zb

p

je openito mala s obzirom na sinkronu brzinu od 3000 r/min. Zbogtoga se u hidroelektranama koriste viepolni sinkroni generatori.U praksi se izvode hidrogeneratori nazivnih brzina u podruju:p g p j

75035 nn (okr/min)Pri izboru broja pari polova i turbine tei se da (nn) bude to vea, ada se pri tom dobije (ns) koja odgovara realno izvodivim turbinama.

D t lji hid l kt 1D t lji hid l kt 1Rotori hidrogeneratora imaju velike radijalne dimenzije zbog

Detalji hidroelektrane 1Detalji hidroelektrane 1Rotori hidrogeneratora imaju velike radijalne dimenzije zbog velikog broja pari polova

Dio rotora i aksijalnog leaja

Zbog velikog torzijskog momenta veza turbine i Detalji hidroelektrane 2Detalji hidroelektrane 2

Zbog velikog torzijskog momenta veza turbine i generatora mora se realizirati jakim osovinama

sovina k spa turbinu s generatorom

h d l k h d l k l k

Snaga hidroelektraneSnaga hidroelektrane Snaga na stezaljkama generatora:

HQP 819 gTng HQP 81,9Q - protok kroz turbinu [m3/s ]H - netto pad [m]H netto pad [m]n - korisnost turbineT - korisnost generatora korisnost generatorag

l d HEl d HETemeljni dijagrami HETemeljni dijagrami HEUlazno-izlazne karakteristike razliitih vrsta hidraulikih turbina:

Krivulje povrine i Krivulje povrine i j pvolumena akumulacije

j pvolumena akumulacije

Izgled krivulja g jpovrine i ukupnog volumena za veliku akumulaciju u funkciji od kote gornje vode:

O i blik k i lj H (V )O i blik k i lj H (V )Opi oblik krivulje HG(Vk)Opi oblik krivulje HG(Vk)

O i blik k i lj H (Q)O i blik k i lj H (Q)Opi oblik krivulje HD(Q)Opi oblik krivulje HD(Q)

Ti i k kt istik bitk d hid l kt

Karakteristika gubitka pada HEKarakteristika gubitka pada HETipina karakteristika gubitka pada hidroelektrane u zavisnosti od protoka kroz turbine:

Karakteristika agregata za Karakteristika agregata za

Ulazno izlazna (ili temeljna energetska) karakteristika konstantan padkonstantan pad

Ulazno-izlazna (ili temeljna energetska) karakteristika hidroagregata, za odreeni (konstantan) neto pad:

Karakteristika agregata za Karakteristika agregata za promjenjivi padpromjenjivi pad

Temeljna energetska karakteristika hidroagregata s promjenljivim padom:

K kt istik s ifi t j d hid t

Specifina potronja vode agregataSpecifina potronja vode agregataKarakteristika specifine potronje vode hidroagregata:

Diferencijalni prirast Diferencijalni prirast

Karakteristika diferencijalnog prirasta potronje potronje vodepotronje vode

Karakteristika diferencijalnog prirasta potronje vode hidroagregata:

Temeljna energetska Temeljna energetska

Osnovna energetska karakteristika hidroagregata karakteristika RHEkarakteristika RHEOsnovna energetska karakteristika hidroagregata reverzibilnog crpno-turbinskog postrojenja: