обхідного для розміщення відсмоктувальних труб. Завдяки осьовому (вздовж течії річки) потоку і простим гідравлічно сприятливим формам проточної частини, горизонтальні капсульні турбіни мають велику в порівнянні з вертикальними пропускну здатність і відповідно більшу, приблизно на 20-25% потужність при однакових габаритах робочого колеса.
Як ми вже бачили, потужність турбіни при постійному натиску буде залежати лише від витрати, оскільки ККД змінюється при зміні потужності, але не так істотно, як витрата, тобто зміна (регулювання) потужності турбіни задається зміною витрати води.
Регулювання витрати проводиться шляхом зміни відкриття лопаток направляючого апарату (НА). Максимальна величина відкриття НА і відповідно потужність турбіни вибирається і задається в процесі її проектування.
За нормальних умов роботи турбіни постійна частота обертання й усталений витрата підтримуються системою регулювання, виконавчим органом якої є НА. Головним початковою ланкою системи регулювання є регулятор, який виконує функції вимірювання необхідних параметрів і формує стабілізуючі сигнали. У сучасних турбінах застосовуються електрогідравлічні регулятори частоти обертання (ЄДР) в старих конструкціях ще зустрічаються гідромеханічні регулятори.
Нестаціонарні процеси наводяться до стійкого режиму системою регулювання, параметри приведення процесу до стійкого режиму (частота обертання, тиск в напірному водоводі) носять назву гарантії регулювання. Скиди і накиди навантаження є неминучими процесами при експлуатації енергосистем, тому на їх наслідки розраховуються турбіни і агрегат в цілому. Найбільші динамічні дії (навантаження), пов'язані з високою частотою обертання агрегату (крайній випадок - розгін), гідравлічним ударом, пульсаціями в проточній частині і вібраціями, мають місце при скидах навантаження, а також при закритті НА турбіни, що вийшла в розгін. Тому ці режими є основними при проведенні розрахунків перехідних процесів.
При скиданні навантаження і несправній системі регулювання і при цьому несправному запірному пристрої (затворі) на водоводі турбіни, який «не спрацював» і залишається відкритим, частота обертання турбіни буде швидко зростати і через деякий час досягне максимальної для даної турбіни усталеною величини, яка називається розгінної (викрадення) частотою обертання.
Величина розгінної частоти обертання для турбін з нерухомими лопатями залежить від відкриття НА і натиску води, а для поворотно-лопатевих турбін ще й від кута установки лопатей. Найвища розгінна частота обертання досягається при повністю відкритому НА або поблизу його повного відкриття.
Для поворотно-лопатевих турбін найвища розгінна частота обертання досягається при неузгодженості комбінаторної залежності, коли НА повністю відкритий, а лопаті робочого колеса мають невеликий кут відкриття.
Вибір розрахункової величини розгінної частоти обертання з урахуванням дії протіворазгонних пристроїв має велике економічне значення для генератора.
Протіворазгонние пристрої (захист), які застосовуються в практиці створення турбін, мають ту чи іншу величину запізнювання включення в роботу. Тому ротор агрегату до моменту початку дії захисту практично досягає частоти обертання не менше 1,6-1,7 від її номінального значення. Нормами проектування для деталей турбін задається вимога не перевищення 0,9 межі текучості металу при повній розгінної частоті обертання турбіни. Розгін агрегату і дію захисту від розгону відносяться в практиці експлуатації до аварійного нагоди зупинки турбіни.
При нормальному (справному) регулюванні турбіни дію НА при проектуванні задається таким, щоб при скиданні навантаження система регулювання володіла визначеним законом руху НА і законом зміни витрати, при яких підвищення частоти обертання агрегату і тиску в напірному водоводі досягали б мінімально можливих значень. Після скидання навантаження частота обертання підвищується до деякої величини (псб). Різниця частот обертання після скидання і до скидання (псб - п), віднесена до частоті обертання до скидання (п) називається тимчасовою нерівномірністю регулювання турбіни і характеризується коефіцієнтом тимчасової зміни частоти обертання ф).
Зазвичай значення коефіцієнта становить не більше 0,6. Розраховуючи величину при проектуванні турбіни, завод забезпечує не перевищення її умовами (гарантіями) регулювання, які потім після монтажних та налагоджувальних робіт перевіряються на ГЕС в реальних умовах шляхом проведення дослідів по скидах навантаження.
Після скидання навантаження, якщо немає ніяких ушкоджень, агрегат не зупиняється, система регулювання призводить його через деякий час до частоті обертання близькою до номінальної, і агрегат залишається на холостому ходу в готов...
