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Turbine KAPLAN



  1. #1
    fred1599

    Turbine KAPLAN


    ------

    Bonsoir,

    Encore dans ma microcentrale hydroélectrique, peut-on m'expliquer comment peut être géré le mouvement des pâles avec un automate (par un vérin peut-etre) et comment est calculer la meilleure position des pâles ?(par rapport à la vitesse de la géné peut-etre).

    Merci

    -----

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  3. #2
    fred1599

    Re : Turbine KAPLAN

    J'ai peut-etre dit une bêtise?

  4. #3
    Zozo_MP

    Re : Turbine KAPLAN

    Bonjour

    Vous n'avez pas dis une bétise car on ne sait pas de quel partie de la turbine vous parlez.

    Pour les turbines de Type Kaplan il y a deux étages de réglages (cela dépend de la taille) : le premier sont des aillettes qui permettent de diminuer ou d'augmenter le débit admis sur la turbine elle même (sauf pour celle à bulbe qui n'utilisent pas de manière directe ce premier étage)
    Ce premier étage peut être effectivement piloté par un vérin puisque la course est très limitée et en plus cette partie là est statique par rapport au reste de la turbine.

    Pour l'orientation des pales de la turbine, il existe soit un système mécanique logé dans l'axe. Le déplacement se fait dans le sens axial et le mouvement linèaire est transformé en mouvement de rotation de la pale de quelques degrès par l'intermédiaire d'une vis sans fin et d'engrenage à renvoi d'angle. Pour les turbines plus puissante il y a effectivement un pilotage hydraulique toujours dans le sens axial.
    Celle que j'ai vu (en bavière) avait la pompe hydrau intégrée dans l'axe. Au lieu que ce soit l'axe de la pompe qui tourne avec un moteur annexe dans ce cas l'axe était fixe et c'était le carter qui tournait car fixé à l'intérieur de l'axe de la turbine. Ainsi l'huile sous pression descendait par des canalisations fixées dans l'arbre (en realité creusée dans l'arbre) comme le carter et les tuyaux tournaient à la même vitesse par besoin d'avoir de raccords tournants.
    Je ne me rappelle plus comment étaient piloté la ou les vannes hydrau ni quel système réglait la vitesse (mécanique ou calculateur)

    Dans les deux cas l'orientation des pâles se fait par un axe plongeant (sens axial).

    Cordialement

  5. #4
    fred1599

    Re : Turbine KAPLAN

    ok le mouvement des pâles est contrôlé par un capteur 4-20 mA, j'en déduis que le réglage se fera proportionnellement à la vitesse de la géné. Quand la géné est à sa vitesse nominale, cela veut dire que les pâles (vérin hydraulique) sont correctement réglées.

    Merci pour votre réponse

  6. #5
    Zozo_MP

    Re : Turbine KAPLAN

    Bonjour
    Je ne vois pas très bien le rapport entre le contrôle du mouvement des pales et la déduction que vous faites.

    déduis que le réglage se fera proportionnellement à la vitesse de la géné.
    pour une turbine ce qui est important c'est le volume et la vitesse (nombre de mêtre de chute) d'eau qu'elle peut turbiner.
    Le problème des turbines Kaplan était un phénomène de cavitation qui a été résolu par une limitation (ou optimisation) de sa vitesse par les palettes d'entrée ainsi que l'orientation des pales. Donc ce sont bien les deux paramètres qu'il faut gérer.
    Les turbines dites Kaplan sont réputées pour s'adapter à des cours d'eau à débit variable et faible hauteur de chute. Le nerf de la guerre est de savoir si le débit varie ou non, d'une part et d'autre part comment faire pour alimenter la turbine avec un volume d'eau le plus constant possible ce qui évite le réglage par les pales.

    Donc la vitesse nominale dans ce cas laisserait supposer que la plage d'utilisation est très serrée ce qui n'est pas tout à fait le cas.

    regarder ici pour des informations complémentaires.
    La vitesse dite optimale est souvent fixée par rapport au nombre de tours nécessaires à la génératrice pour le synchronisme avec le réseau EDF. La vitesse de la turbine optimale c'est à dire non couplée au réseau est tout autre chose.

    Je suppose que ce que vous appellez vitesse optimale est dans votre cas celle adaptée à la génératrice.

    Quand la géné est à sa vitesse nominale, cela veut dire que les pâles (vérin hydraulique) sont correctement réglées.
    Pas du tout elle peut être à sa vitesse nominale mais être très mal réglée. Mais ce ne sont pas les seuls éléments à prendre en compte. Voir ici un site assez explicite sur les difficultés d'exploitations et les sécurités qui vont avec.

    Cordialement

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    fred1599

    Re : Turbine KAPLAN

    d'autre part comment faire pour alimenter la turbine avec un volume d'eau le plus constant possible
    Avec un clapet de décharge ?

    ce qui évite le réglage par les pales
    La position des pâles est tout de même fait par le biais d'un automate et capteur 4-20 mA

    La vitesse dite optimale est souvent fixée par rapport au nombre de tours nécessaires à la génératrice pour le synchronisme avec le réseau EDF
    1030 tr/min

    Je suppose que ce que vous appellez vitesse optimale est dans votre cas celle adaptée à la génératrice
    Oui

    Pas du tout elle peut être à sa vitesse nominale mais être très mal réglée
    Pas dans l'étude de ma microcentrale. Cela est géré par automate comme dans l'exemple que tu m'as donné ci-dessus.

    Merci beaucoup

  9. Publicité
  10. #7
    Ticapix

    Re : Turbine KAPLAN

    Le réglage d'une turbine connectée au réseau s'effectue UNIQUEMENT en fonction du niveau de référence du plan d'eau amont.

    Si le niveau baisse= la turbine prend trop d'eau => l'automate va refermer les pales et/ou les directrices jusqu'à ce que le niveau de l'eau en amont soit à a cote d'exploitation.
    C'est ce que l'on appelle une régulation au fil de l'eau, cas le plus fréquent voire le seul d'une micro-centrale connectée au réseau.

    Si non connecté (ilotage) l'ordre de fermeture ou d'ouverture dépend alors de la fréquence et/ou voltage du réseau, afin de le maintenir à 50 hz +/- 0,5 hz.

    Dans tous les cas on utilise de préférence un régulateur type PID afin d'éviter le phénomène de pompage de la régulation.

    Bonsoir

    Thierry

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