某水电厂1号混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究

尾水管压力脉动是混流式水轮机运行稳定性的重要评价指标,研究尾水管压力脉动和机组振动稳定性对指导机组的安全运行、技术改造及科学调度具有十分重要的意义。对某水电厂1号机组进行了变负荷稳定性试验,分析了各工况下尾水管压力脉动、顶盖振动和水导轴承摆度信号之间的相关性。试验结果表明在部分负荷区域,尾水管压力脉动与顶盖振动及水导摆度信号高度相干,尾水管内低频涡带是引起机组振动的关键因素,对顶盖振动和水导摆度都有重要影响。

水轮机尾水管压力脉动分析方法研究

为掌握石家庄混合蓄能水电厂某水轮机尾水管的压力脉动特性,对水轮机尾水管压力脉动进行了现场测试,获得了多个工况下的测试数据。在测试数据的基础上,通过相空间重构理论,对尾水管压力脉动信号序列进行相空间重构,根据确定嵌入空间维数大小的嵌入定理,保证相空间容纳原状态空间吸引子的特征,选择恰当的嵌入维数m,计算其分形关联维数,再现动力学特性。研究结果表明,基于分形关联维的水轮机尾水管压力脉动状态分析方法是可行的。

混流式水轮机尾水管压力脉动试验分析

压力脉动产生于机组运行过程的非定常流场,是引起水轮机组振动及不稳定运行的主要水力振动源之一。其中,尾水管的螺旋状涡带是引起水力振动的最主要因素。本文通过对混流式水轮机模型试验,研究了混流式水轮机尾水管内压力脉动与空化系数、泄水锥形状及补气量的相互关系。

三峡电站厂房结构振动计算与试验研究

本文利用三峡电站73m水头水轮机模型试验中脉动压力的实测数据,构造出整个流道内脉动压力场,求出了厂房结构在各种振源联合作用下的动力响应。为了验证计算结果并完善下一步研究工作中的计算模型,还对三峡发电厂房的结构振动进行了现场测试,并与计算结果进行对比。结果表明,厂房结构的竖向位移的幅值、频率和最大值位置与计算结果比较接近,这不仅验证了厂房结构的竖向位移是由尾水管内的脉动压力引起,而且说明计算模型中尾水管内的荷载假定是可行的。同时,对于竖向加速度,除去峰值区域的测点外,测试结果的幅值与计算结果相差不大。由于蜗壳内以及导叶后转轮前区域的脉动压力频率在模型与原型的转换关系上存在不确定性,以及计算中没有考虑直接作用于楼板上的母线电磁力,使得楼板竖向加速度测试结果的幅值存在峰值区域,且其频率与计算结果存在偏差。

水电站机组-厂房结构突增负荷过渡过程振动特性研究

水电站机组及厂房结构受水、机、电激励影响在过渡工况下振动问题突出,但现阶段相关理论研究严重滞后于工程实际,制约了该结构进一步寻求改善其瞬态振动的合理控制方式及技术措施。为此,以核心水力振源之一——尾水管压力脉动的构建为切入点,从理论分析的角度提出了一种在不同负荷工况下由尾水管偏心涡带诱发的水力激励数学表述,基于已有水力发电系统水-机-电-结构耦联模型,将系统突增负荷过渡过程纳入机组-厂房结构振动研究体系,并对结构在该非稳态运行情况下的振动特性进行了分析。计算结果表明,同稳态工况相比,机组各导轴承结构在瞬态工况下存在运行稳定性降低、振幅明显增大等现象。同时,相对于机组轴系,水电站厂房发电机层楼板在该过渡工况下的振动现象更为显著,特别是竖向振动情况异常突出,位移增幅可达其在稳态运行条件下的数倍。该研究成果可为水电站机组-厂房结构在该过渡工况下的动力响应分析提供合理可靠的模型与研究方法。

舟坝水电站机组水力振动区界定

舟坝电站水轮发电机组运行水头范围较宽,部分负荷工况低频水力振动区明显。为指导机组在全水头下的安全稳定运行,进行两台机组振动区的界定是必要的。

舟坝水电站机组水力振动区的界定

舟坝水电站水轮发电机组运行水头较宽,低频水力振动区明显。为指导机组在全水头下的安全稳定运行,进行两台机组振动区的界定是非常必要的。

水电孤岛直流送出系统的频率稳定性研究

在考虑尾水管水压脉动的线性水轮机模型的基础上进行改进,设计了一种谐振函数来模拟尾水管的实际脉动情况,并建立了既考虑尾水管水压脉动又考虑弹性水柱的水轮机模型。采用时域仿真方法,验证了水轮机模型的准确性并分析了水力系统参数、调速器参数对送端孤岛直流送出系统频率振荡的影响。仿真结果表明,水力启动时间Tw、调速器参数KD对送端孤岛系统的频率振荡影响较大,而弹性时间Te对频率振荡的影响较小。在频率振荡的抑制方法方面,本文在原有的直流频率限制器模型的基础上进行改进,用二次低通滤波器代替一次滤波器并重新调整PI参数。由仿真图形可知,改进后的直流频率限制器抑制效果良好,可将送端频率有效地抑制在50Hz左右。

提高混流式水轮机稳定性的对策

混流式水轮机的振动和叶片裂纹严重影响机组的稳定运行和经济效益,随着机组容量和尺寸的不断加大,稳定性问题将会更加尖锐和突出。提高混流式水轮机稳定性,首先要选定合适的水头变幅范围;第二要有一个优秀的水力设计;第三要优化结构设计,;第四要提高制造质量;第五要科学管理、规范运行。

混流式水轮机低负荷运行水力稳定性的研究

目前已经建成或正在建的大型水电站中混流式机组运用广泛。由于水力因素影响,机组固有特性决定其无法在低负荷稳定运行。因此,本文通过介绍混流式机组在低负荷运行时的稳定性影响因素、尾水管压力脉动的成因、特性、对机组稳定性的影响以及其与运行工况和空化关系,提出运用多元线性回归分析算法建立回归模型的思路。利用该模型定量分析机组稳定性与工况参数、空化系数和时间因子的影响关系,进行稳定运行区的划分和机组稳定运行时的寿命预测。