Министерство высшего и средне специального образования республики узбекистан

j
t
t
u
u
u
Q
u
F
u
P









2
(2.2) 
Рис. 2.1. Скорости потока и лопасти в лабораторной системе отсчета (а) 
и в системе отсчета, связанной с лопастью (б). 
Это выражение для 
 
t
u
P
при постоянной скорости 
j
u
имеет максимум, 
когда
5
,
0

j
t
u
u
(2.3) 
В этом случае мощность гидротурбины равна 
 
2
2
1
j
j
u
Q
P





(2.4) 
В рассматриваемом идеальном случае (без трения) мощность 
j
P
равна 
полной кинетической энергии набегающего потока. Горизонтальная 

---

32 
составляющая скорости потока 
2
u
в этом случае за колесом должна равняться 
нулю, т.е. вода будет стекать с колеса вертикально вниз.
Вырез в центре лопасти способствует лучшему взаимодействию ее 
струей, так же как и разделяющее лопасть по центру ребро, позволяющее 
наиболее эффективно отражать набегающую на лопасть струю. Величина КПД 
реальных турбин колеблется от 50% для небольших агрегатов до 90% для 
больших энергоустановок. 
Микро-ГЭС, предназначенные для электроснабжения электроэнергией 
сельских районов, имеют системы управления и контроля, но так как 
электроэнергия здесь используется в основном для освещения и питания 
небольших электродвигателей, допускаются гораздо большие (до 10%) 
отклонения напряжения и частоты. К тому же на таких ГЭС ввиду их 
небольшой мощности успешно применяются электронные регуляторы 
(например, тиристорные) вместо традиционных механических. 
При электронной системе управления нагрузкой используется и ручное 
регулирование выходных параметров посредством изменения расхода воды 
через турбину. Наилучшие результаты достигаются при использовании 
электронных систем управления с прямой связью, которые распределяют 
энергию 
электростанции 
между 
основными 
потребителями 
и 
дополнительными, 
подключаемыми 
только 
в 
периоды 
спада 
энергопотребления основными потребителями. При этом суммарная нагрузка 
генератора, равная сумме основной и дополнительной, все время остается 
постоянной, следовательно, и гидротурбина работает с постоянной нагрузкой. 
Поэтому отпадает необходимость в регулировании расхода воды через 
турбину, что существенно упрощает ее конструкцию. Типичной такой 
системой управления является тиристорная система, управляющим 
параметром в которой является разность номинального и фактического 
значений напряжения на основной нагрузке. 

---

33 
2.2 Конструктивные параметры гидроагрегата 
Скорость струи и размер сопла. Так как статическое давление на 
поверхности водохранилища и в струе равно атмосферному, то в этом случае из 
теоремы Бернулли следует, что с учетом потерь на трение скорость набегающего 
потока
a
j
H
g
u


2
2
(2.5) 
На практике размер водоводов выбирают таким, чтобы скорость 
j
u
не 
зависела от площади среза сопла. Для 
j
n
сопл площадью 
j
A

каждый суммарный 
расход равен