АГРЕГАТЫ ПЭС

Наиболее характерными для установки на ПЭС следует считать следующие три типа осевых обратимых гидромашин (насосотурбин) с поворотно-лопастными или пропеллерными рабочими колесами:

1) к а п с у л ь н ы е, иначе называемые также моноблочными, синхронная электрическая машина которых размещена в капсуле, омываемой водой проточного тракта насосотурбины.

2) т р у б ч а т ы е, или прямоточные, с вынесенной вне потока электромашиной и валом агрегата, обычно наклоненным на угол 10 – 12°.

3) б е з в а л ь н ы е, или прямоточные, с кольцевой электромашиной, ротор которой размещен на ободе рабочего колеса насосо-турбины и изолирован от проточного тракта специальными уплотнениями.

Несмотря на то что два последние типа еще только находятся в стадии разработки, американские и английские специалисты считают их более перспективными для установки на ПЭС, чем капсульные, основными недо-статками которых являются сложность монтажа и эксплуатации, в частности, вследствие трудности охлаждения, а также малый маховой момент, который ухудшает условия работы ПЭС в энергосистеме.

Для уменьшения габаритов электромашины иногда применяют уста-новку мультипликатора числа оборотов, что позволяет увеличить скорость ее вращения, но снижает КПД агрегата на 1 – 2 %. Поэтому применение мультипликатора допустимо только при небольшой мощности, например, в условиях Кислогубской ПЭС он повышает число оборотов с 72 до 600 в минуту.

Пока наиболее крупные капсульные агрегаты установлены на ПЭС Ране, они имеют мощность 10 МВт пропускная способность в турбинном режиме Q_T = 260 м³/с и в насосном – Q_n = 225 м³/с. Опытный агрегат Кислогубской ПЭС при Н_р = 1,3 м, D = 3,3 м и Q_T = 50 м³/с, развивает N_a = 400 кВт. Пропускная способность его в насосном режиме Q_H = 28 м³/с.

Увеличение единичной мощности горизонтальных агрегатов свыше 50 – 60 МВт в обозримой перспективе вряд ли будет иметь место, так как требует применения громоздких в транспортном и монтажном отношении рабочих колес диаметром 9 – 10 м и более. Поэтому число агрегатов на мощных ПЭС неизбежно измеряется десятками и сотнями.

К обратимым агрегатам ПЭС предъявляются требования в соответствии с режимом их работы в зависимости от примененной схемы данной установки (одно-, двух- или многобассейная). Обычно на ПЭС устанавливаются насосотурбины двустороннего действия, которые могут работать в турбинном режиме как при движении воды из бассейна в море, так и в обратном направлении. Для ускорения процесса наполнения и опорожнения бассейна может, соответственно, потребоваться работа агрегатов и в насосных режимах

Таким образом, в определенных условиях необходимо, чтобы обратимые агрегаты обеспечивали работу в четырех различных режимах: в прямом и обратном турбинном и в прямом и обратном насосном. Поскольку перекачка воды агрегатами в насосном режиме происходит при малых перепадах уровней, а работа в турбинном режиме при значительно больших напорах то КПД насосного аккумулирования энергии на ПЭС оказывается больше единицы.