CHAPITRE IV. CHOIX DES EQUIPEMENTS DE LA CENTRALE
Dans ce chapitre, nous ferons le choix uniquement des
équipements vitaux d'une centrale hydroélectrique moderne
évidemment nous brosserons aussi sur quelques théories les
accompagnants (en donnant aussi quelques dimensions)
Ces équipements vitaux sont d'une manière
générale repartis en deux groupes
principaux :
? Les équipements dit « hydromécanique »
: ou circulent l'eau et ou qui transforment l'énergie de l'eau en
énergie mécanique, il s'agit de :
· Turbine
· Conduite forcée
· Vannes
· Cheminée d'équilibre.
? Les équipements électromécaniques, qui
sont :
· Alternateur
· Excitatrice
· Transformateurs.
Ces équipements, nous aurons soit à les
calculer ou soit à les trouver d'un catalogue pour leur choix.
IV.1. CHOIX DES EQUIPEMENTS HYDROMECANIQUES
a) Les valeurs fondamentales de l'aménagement
Les valeurs fondamentales sont :
· La retenue maximale : 882 m
· La retenue minimale : 870 m
Le lac de retenu de Busanga sera alimenté par les
débits turbinés de Nseke et de l'apport du bassin versant de
N'seke, de la rivière Busanga y compris la Lufupa soit un volume de 308
millions de m3.
b) Calcul de la hauteur nette.
Comme nous aurons 4 groupes dont 3 groupes seront en service,
le reste d'eaux seront évacuées par les vannes de crue
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La valeur de la hauteur nette est donnée par la relation
dérivant de l'équation de
Bernoulli :
(??6-11,)+ + (/Z 0 (PO -Pa)
Hnette = HO -- Ha = Z 4.1
???? P l -- a~ ( )
Où ??0 : Hauteur brute
???? : Hauteur d'eau en mètre équivalent à
sa pression atmosphérique.
???? , ???? , ???? : vitesse, pression, altitude se rapportant
à ???? .
??0 , ??0 , ??0 : vitesse,
pression, altitude se rapportant à la hauteur brute???? .
??0?????? = 137 ?? ?????????? = 125 ??
???? est trouvée dans les tables et en faisant des
interpolations Appliquons la méthode de Lagrange Tableau : Pression
Nous trouvons ???? = 8,7 ??
????= ??????- ??,??= ??????,?? ??
c)Le débit a équipé
Busanga
Nous avons eu à effectuer, le calcul du débit qui
sera équipe à Busanga est l'ordre de 140 m3 pour
calculer le débit qui sera turbine sans pour autant perturber le niveau
du réservoir (niveau critique) cela veut dire :
??é?? - ???? · ?????????? = 0 ???? =
??é??(4.2) ??????????
Où, ??é?? débit
équipé
?????????? : Débit à turbiner
???? : Facteur de charge hydraulique de la centrale d'ordre de
0,69 d'une manière générale
?????????? = = ??????,?????? ????/??????
??,??????
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Qturb =
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202,895
4 = 50, 73 m3/sec
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Nous allons faire le choix en considérant les
éléments trouvés ci-haut : IV.1.1. Choix de la
turbine
Il existe différentes sortes de turbines dans la
transformation de l'énergie mécanique qui trouvent leur
différence de choix dans leurs formes, puissances à
développer, leurs dispositions et les conditions hydrologiques en
présence. Ces différentes turbines sont : turbines Pelton,
turbines Francis et turbine Kaplan
Ces trois familles de turbines sont les turbines les plus
classiquement employées mais leur choix repose principalement, comme
soulignées ci-haut sur les caractéristiques hydrologiques en
présence.
Figure.4.1. Schéma des équipements
hydromécaniques
IV.1.1.1. Choix selon la hauteur de chute
Le site de Busanga présentera sur son
aménagement hydraulique une hauteur de chute de 128,3 m (hauteur nette).
Alors notre choix se portera sur la turbine Francis suivant que nous nous
trouvons sur une moyenne chute (20 m à 400 m). Cette façon de
faire le choix
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d'une turbine n'est pas souvent approuvée, car nous
sommes souvent butés au problème incontesté de la
cavitation, phénomène très dangereux sur la roue de la
turbine que nous aurons à développer dans les lignes ici-bas.
C'est ainsi nous recourons à la notion de vitesse spécifique.
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