При наличии на станции одной турбины режим эксплуатации определяется состоянием водотока и потреблением энергии. При наличии же двух и более агрегатов необходимо решить вопрос наивыгоднейшего включения второго и последующих агрегатов. К сказанному следует отнести и другой вопрос: как следует разделять нагрузку между работающими агрегатами.
Аналитические подсчеты и графические построения показали, что точки пересечения кривых к. п. д. для n-го и (n+l)-гo агрегатов определяют место наивыгоднейшего включения (n+1)-го агрегата. Таким образом, если известен вид кривой к. п. д. в зависимости от мощности для одной турбины, то достаточно просто построить эту кривую для совместной работы двух, трех и т. д. однотипных турбин. Действительно, каждая турбина, беря на себя часть нагрузки, в n раз медленнее будет изменять свой к. п. д. Следовательно, кривые будут в n раз растянуты в направлении горизонтальной оси. Величина к. п. д. турбины, при которой уже необходимо- подключение следующей турбины, приобретает особенное эксплуатационное значение. Это есть минимальная допустимая величина к. п. д. при параллельной работе агрегатов, оборудованных однотипными турбинами.
На рис. 80 приведены характеристики в координатах Н и N для станции, оборудованной четырьмя турбинами Каплана. Эти графики, составленные для определенных напоров, дают: а) места включения отдельных турбин, б) их к. п. д. и в) количество воды, проходящей через турбины. Помимо указанных величин, на этих графиках наносятся кривые кавитации, которые показывают, при каких условиях ограничивается режим работы турбины из-за появления кавитации.
Пользование универсальными характеристиками работы станции состоит в следующем. По данным водомерных постов всегда могут быть известны расход воды и напор, пользуясь которыми можно по верхней части графика определить мощность, которую могут развить турбины станции. Переходя на нижнюю часть графика, можно определить, какой будет общий к. п. д. станции какое число турбин будет участвовать в работе и каков будет режим в отношении явления кавитации (там, где эти кривые построены на графиках).
Рис. 80. Универсальная характеристика гидростанции, оборудованной четырьмя турбинами Каплана Пример пользования: имеющийся расход Qcm = 875 м3/сек, напор Н = 8,5 м; при работе четырех турбин общий к. п. д. станции 0,864
Таким образом диспетчер на пульте или дежурный инженер могут по графикам определить все элементы работы станции и наивыгоднейшее распределение нагрузки между агрегатами; для этого необходимо только знать напор станции и суммарную нагрузку, по которым определяется число работающих турбин и режим их работы. Универсальные характеристики являются очень удобным средством для суждения о правильных режимах эксплуатации с точки зрения получения наивыгоднейших режимов.
Помимо разобранного в данном параграфе основного вопроса наивыгоднейших режимов работы гидротурбин, надлежит иметь в виду следующие обстоятельства, влияющие на понижение к. п. д.:
- потери напора вследствие несвоевременного пропуска воды из водохранилища;
- утечки воды через неработающие агрегаты (как причина износа оборудования);
- различного рода случаи потери воды (неплотности щитов плотины, шлюзование и т. д.);
- износ оборудования;
- работу агрегатов на холостом ходу;
- неправильную работу агрегатов в режиме синхронных компенсаторов (при заполненной камере рабочего колеса).
