| dc.description.abstract | Hensikten med oppgaven er å finne en optimal løsning for Sauland kraftverk med tanke på systemdynamikk og stabilitet. Dette innebærer blant annet å sammenligne en luftputeløsning og en svingekammerløsning for hvert av de to fallene. Det vurderes også en struping i svingesjakten i avløpet, på grunn av stort nedsving. Lange vannveier både oppstrøms og nedstrøms turbinen er hovedutfordringen ved utforming.
I analysen benyttes analytiske overslagsberegninger, frekvensanalyse og simuleringer av dimensjonerende lastforløp i programmet LVTrans (i LabVIEW), utviklet av Bjørnar Svingen for Sintef. LVTrans utfører numeriske beregninger ved bruk av karakteristikkmetoden. Det er sett spesielt på retardasjonstrykk foran turbinen, reguleringsstabilitet og u-rørsvingninger i systemet.
Sauland 1 oppnår bedre reguleringsstabilitet og lavere trykkstøt med luftputekammermodellen. Svingesjaktløsningen er likevel mest aktuell, da den krever mindre tilsyn, er enklere ved inspeksjon og vedlikehold, man har mer erfaring med svingesjakter og systemet har tilfredsstillende stabilitet, så sant svingmassenes treghetsmoment økes noe.
Opp til svingesjakten i Sauland 2 er det mer enn to kilometer. Med geometri og turbin som i modellen blir reguleringsstabiliteten dårlig, hovedsakelig på grunn av den lave trykkstøtfrekvens på 0,13 Hz. I luftputemodellen kommer vannspeilet mye nærmere turbinen og reguleringsstabiliteten blir betraktelig bedret med en trykkstøtfrekvens på 0,65 Hz.
Det antas som en representativ modell for avløpstunnelen å anta at frispeilarealet øker raskt idet vannoverflaten svinger ned under tunneltaket på 41,45 moh. I så fall blir største nedsving til 40,56 moh. Det viser seg at både nedsvinget og trykket bak turbinen er veldig sensitivt endring i friksjonsfaktor i avløpstunnelen, noe man bør være klar over ved prosjektering og bygging.
Simuleringene stemmer bra med kjente analytiske estimater for systemet, både for frekvenser, massesvingninger og forhold i luftputa. | |
