Заиров Х.И. Гидроэлектростанции. Часть 1
Подождите немного. Документ загружается.
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
81
ЛИТЕРАТУРА
1.Гидротехнические сооружения /под ред. М.М. Гришина / М.,
Энергия, 1979.
2. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика / под.
ред. В.П. Недриги/ М., Стройиздат, 1983.
3. Гидроэлектрические станции /под ред. В.Я. Карелина и Г.И.
Кривченко/ М., Энергоатомиздат, 1987.
4. Использование водной энергии /под ред. Д.С. Щавелева/ Л.,
Энергоиздат.
5. Использование водной энергии / под ред.
Ю.С. Васильева/ М.,
Энергоатомиздат, 1995.
6. Лащенков С.Я, Садкян В.А., Салимов Ю.Т. “Программа достройки
гидроэлектростанций, находящихся в стадии длительного строительства, и
основные положения рекомендуемого прогноза развития гидроэнергетики до
2015 года”. “Гидротехническое строительство” N11, 2001, с 13-21.
7. The International Journal on Hydropower and Dams, 2000 World Atlas
and Industry Guide. Trends and achievements in Water resources development.
8. The International Journal on Hydropower and Dams. The Status of Dams
and Hydropower Development in 1997.
9. Кубышкин Л.И. Автоматизация проектирования обьектов
возобновляемой энергетики. Часть I. Разработка проектной графической
документации. Учебное пособие. СПбГПУ, 2003.
10. Заиров Х.И., Кудряшева И.Г. Нетрадиционные и возобновляемые
источники энергии. Регулирование стока реки и выбор установленной
мощности ГЭС. Учебное пособие. СПбГПУ, 2003.
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
82
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Регулирование стока реки в среде AutoCAD
В настоящее время задача переориентирования студентов от
использования традиционных методов при выполнении курсовой работы
«Регулирование стока реки» к электронным инструментам и осуществление
регулирования непосредственно на ЭВМ становится особенно актуальной.
Выполнение курсовой работы «Регулирование речного стока» в среде
AutoCAD позволит студентам выполнить эту работу быстрее и
более
качественно, сместив акцент построений карандашом на более глубокое
осмысление графического способа решения данной задачи и используя
теоретические знания и практические навыки работы с графическими
пакетами и техническими средствами, полученные в курсе «Компьютерная
графика».
На кафедре ВИЭГ разработана методика выполнения курсовой работы
в среде AutoCAD. Студенты получают задание, программу работы,
электронную версию
интегральной кривой стока реки, кривой связи уровней
и объемов водохранилища, кривой связи уровней и расходов воды в нижнем
бьефе в электронной форме.
В качестве напоминания ниже приведены названия основных
элементов интерфейса пользователя AutoCAD’а, используемых в процессе
выполнения данной работы (рис.1):
1 - строка заголовка; 2 - строка меню; 3 - стандартная панель
инструментов; 4 - панель инструментов «Свойства
объектов»; 5 - панель
инструментов «Рисование»; 6 - панель инструментов «Редактирование»; 7 -
графическая зона; 8 - падающее меню; 9 - каскадное меню; 10 – пиктограмма
системы координат; 11 - закладки пространств чертежа; 12 - командная
строка; 13 - линейки прокрутки графической зоны; 14 – содержимое
загруженного файла задания.
83
Рис. 1. Окно AutoCAD 2002.
1
2
3 4
5
6
7
13
1211
14
10
8
9
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
84
Для студентов, устанавливающих AutoCAD на домашних ПК,
приводятся требуемые характеристики компьютера, необходимые для
нормального функционирования системы AutoCAD:
1) операционная система должна быть не ниже Windows 98
(возможны Windows 2000, а также Windows NT 4,0 или более
поздние версии);
2) конфигурация компьютера: процессор Pentium II c частотой
450 МГц или более быстрым и оперативной памятью как
минимум 64 Мб (оптимально 128 Мб);
3) разрешение монитора 1024×780 пикселей.
Ниже
предлагается один из возможных способов выполнения данной
курсовой работы в среде AutoCAD.
1. Нахождение полного и мертвого объемов водохранилища
После открытия необходимого файла, соответствующего заданию, в
среде AutoCAD необходимо выполнить ряд настроек:
- раскрыть список слоев,
- удостовериться, что все слои, кроме слоя «Регулирование»
заблокированы (
),
- сделать слой «Регулирование» текущим,
- установить черный цвет в раскрывающемся списке «Цвета» на панели
инструментов «Свойства объектов»
.
Далее в соответствии с заданием необходимо заполнить правую часть
таблицы исходных данных. Для этого необходимо вызвать падающее меню
«Рисование/Текст» и заполнить соответствующие графы таблицы.
Для работы с кривой связи уровней и объемов водохранилища при
помощи кнопки «Рамка» на стандартной панели инструментов
рекомендуется показать данный фрагмент во весь экран.
Затем:
1. Включить режим ортогональности (
)
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
85
2. Провести линию, параллельную оси Х, используя кнопку на
панели инструментов «Рисование», от значения НПУ на оси Y до
пересечения с кривой связи.
3. Обрезать излишек линии (при ее наличии) с помощью команды
«Обрезать», приняв за первоначальный объект данную линию, а затем,
указав на отрезок, подлежащий обрезанию опустить перпендикуляр на ось X,
в точке пересечения получим значение полного объема водохранилища
.
Откладывая влево от точки пересечения по оси X заданное значение
полезного объема водохранилища, получаем значение мертвого объема
водохранилища и соответствующий ему уровень УМО (рис.2).
Рис. 2. Кривая связи уровней и объемов водохранилища.
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
86
2. Определение основных характеристик реки в естественном
состоянии
Выбрать начало водохозяйственного года, соответствующее месяцу
наступления паводка, наиболее часто повторяющемуся для данного ряда
наблюдений.
1. Соединить прямой линией начало и конец водохозяйственного года за
весь (заданный) период наблюдений (рис.3). Направление этой линии
соответствует среднемноголетнему расходу воды Q
0
(режим «Орто»
рекомендуется отключить).
2. Соединить прямой линией начало и конец каждого водохозяйственного
года за наблюденный период, полученные линии соответствуют
среднегодовым расходам (режим «Орто» рекомендуется отключить).
3. При помощи команды «Копировать» перенести направления
среднемноголетнего и среднегодовых расходов воды на лучевой масштаб и
определить значения среднемноголетнего и среднегодовых расходов, задавая
в
качестве начальной точки начало координат лучевого масштаба.
4. Удалить выступающие за пределы лучевого масштаба отрезки с
помощью команды «Обрезать»
5. При помощи редактора текста подписать значение каждого из
среднегодовых расходов (рис.3).
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
87
Рис. 3. Определение среднемноголетнего и среднегодовых расходов воды.
3. Определение и графическое изображение на интегральной кривой
необходимых полезных объемов водохранилища
Касательные, параллельные линиям среднегодовых расходов за
многолетний период – Q
0
можно провести, воспользовавшись командой
«Правка/Копировать». При этом точку касания можно найти
приблизительно, отключив перед этим объектную привязку, либо точно с
помощью объектной привязки «Конечная точка». В первом случае точка
пересечения касательной и кривой находится также приблизительно и от нее
откладывается вниз отрезок до пересечения с линией среднегодового
расхода
. При использовании точного метода можно воспользоваться
объектными привязками «Пересечение» и «Ближайшая». Получившийся
вертикальный отрезок является графическим отображением необходимого
полезного объема для годичного регулирования. Найти его значение можно,
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
88
переместив полученный отрезок в начало координат интегральной кривой
стока командой «Копировать» (рис.4).
Контрольная линия может быть легко построена командой
«Копировать». В качестве начальной точки необходимо использовать точку
пересечения интегральной кривой с вертикальным отрезком,
соответствующим заданной величине полезного объема водохранилища, в
качестве конечной точки – точку, соответствующую концу данного отрезка.
Рис. 4. Определение необходимых полезных объемов водохранилища для
полного годичного регулирования.
Для нахождения объема водохранилища, необходимого для полного
многолетнего регулирования, следует провести касательные через самую
высшую и самую низшую точки интегральной кривой параллельные линии
среднемноголетнего расхода, воспользовавшись командой «Копирование».
Расстояние между этими касательными по вертикали, равное величине
полезного объема водохранилища при
полном многолетнем регулировании,
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
89
может быть определено перемещением данного отрезка в начало координат
интегральной кривой.
4. Регулирование стока по интегральной кривой.
Регулирование можно провести при помощи уже знакомых команд
«Линия», «Обрезать». Рассматриваем идеальную схему регулирования на
выравнивание расхода воды. Проводим касательные к контрольной линии и
интегральной кривой так, чтобы в каждый период получить максимальный
зарегулированный расход Q
р
.
На гидрографе показываем полученные зарегулированные расходы и
периоды наполнения и сработки водохранилища. Площади, соответствующие
этим периодам, обозначаем соответствующей штриховкой. При работе с
командой "Штриховка"
для выделения области необходимо обеспечить
ее замкнутость. Для этого рекомендуется обрисовать полученную при
пересечении различных линий область с помощью команды "Отрезок".
Окончательный вариант регулирования реки с указанием периодов
наполнения и сработки водохранилища показан на рис.5.
Для построения хронологических графиков:
а) колебаний объемов воды в водохранилище,
б) колебаний уровней воды в
верхнем бьефе (по кривой связи объемов
воды в водохранилище и уровней воды в верхнем бьефе, рис.2);
в) колебаний уровней воды в нижнем бьефе (по кривой связи расходов
воды и уровней в нижнем бьефе, рис.6);
г) колебаний напора
90
Рис.5. Окончательный вариант идеальной схемы многолетнего регулирования стока реки на выравнивание расходов вёоды
Лекции по дисциплине “Гидроэлектростанции”
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет