关于高职“水力机组安装与检修”课程教学的思考

水能作为清洁能源,在助力“碳达峰,碳中和”实现过程中发挥着重要的作用。水力机组是水电站利用水能的核心部件,其安装与检修质量直接关系到水电站的长周期安全稳定运行与水能的利用效率。作为理论与实践衔接的重要教学课程,“水力机组安装与检修”旨在培养学生对水力机组机械设备安装的专业能力和素养,帮助学生毕业后快速融入工作岗位。以“水力机组零部件中心、水平和高程的测量与调整”为切入点,讲述了“水力机组安装与检修”课程的设计思路与方法,总结了相关教学和实践经验,以期为其他类似专业课程教学提供参考和借鉴。

水力机组在排海能量回收方面的应用

针对中海油某海洋石油平台(以下简称平台)较高能耗问题,为将平台排海水能量进行回收利用,首次将水力发电机组应用于海洋环境,在平台XX3模块下层甲板新增1台水力发电机组发电用于平台并网使用。通过对平台基础数据进行研究后,得出冷媒系统排海海水具备较高的压力和较大的流量,具备通过水轮机组回收压力能的价值。本文在海水排海管道上加装一台装机功率为500kW的水力发电机回收排海海水的机械能,投产后可降低油轮的燃料消耗,减少油田碳排放,经过实船调试证明了方案的有效性及可行性。

水力机组与超级电容协同快速调频策略研究

随着新能源大规模并入电网,系统调节性能和稳定性问题日益突出。该文提出采用同步水力机组结合超级电容储能的协同控制方法,改善了水电机组在调节电网频率以及功率平衡快速性方面的不足。通过研究超级电容的储能原理、工作模式,建立超级电容储能装置和控制模型及水力机组调节系统模型;提出超级电容-水力机组协调控制策略,通过附加超级电容的虚拟惯性控制与虚拟下垂控制来改善机组的调频特性;以Matlab/Simulink平台为基础进行仿真实验,根据水力机组实际容量与容量配置原则来配置超级电容,对比有无超级电容辅助调频时,机组在单机、并网2种工况下受到负荷扰动时的频率响应特性,说明超级电容确实可以辅助同步水力机组调频,验证了所提控制策略的有效性。

大型水力机组中空化现象的比尺效应

大型水力机组中的空化比尺效应关系到真机的空化性能和水电站装机高程的确定．影响水力机组空化比尺效应的主要因素有：机组运行水头、转轮直径、液体中的空气含量以及流动介质本身的性质等等．本文在前人研究的基础上推导出真机与模型机之间的空化相似率，提出了水力机械模型试验台上空化试验应遵循的相似准则．以岩滩电站为例，根据其模型转轮的空化试验和流场理论分析结果推算了岩滩电站真机的空化特性．建议在确定大型水力机组，尤其是三峡机组的吸出高度时，较多的考虑初生空化系数的影响，取用较接近于真机实际的初生空化系数值，从水电站的设计和机组安装上保证转轮内良好的流态，避免空化引起的破坏．

基于模糊神经网络的水力机组模型辨识

根据水力机组可分段线性化的特性 ,提出了水力机组简易模糊语言模型 .在此基础上 ,将反馈控制思想引入系统辨识 ,同时结合神经网络的易学习特点给出了基于模糊神经网络的水力机组模型结构及其算法 .最后将所建模型运用于灯泡贯流式机组的在线预测 .试验结果表明 ,该模型在线修正工作量小 ,并能迅速地、较为准确地逼近实际系统的输出 。

基于小波分析的水力机组故障诊断奇异数据还原研究

采用小波变换中奇异信号检测的基本原理,首先检测出信号中的奇异点,将奇异点剔除后再通过处理过的细节系数和近似系数一起重构信号,根据重构信号再对机组进行重新分析。实例仿真结果表明,小波能够正确识别水力机组奇异信号,并对机组信号进行准确重构,基于此可正确认识机组故障并准确描述机组状态。

基于GA-BP的水力机组振动预测研究

振动是影响水力机组安全稳定运行的重要影响因素,为此基于GA-BP算法建立了机组振动预测模型,统筹水力机组运行过程中受机械、水力和电磁等因素的关联性影响,结合广东省某水电站#1机组状态监测数据进行分析验证。结果表明,与传统BP算法相比,在对#1机组主轴、上机架振动预测中,GA-BP算法训练迭代步数分别从26步减少至6步和63步减少至26步,预测平均相对误差分别从10.18%减小至4.62%和11.42%减小至4.92%,模型的预测性能获得显著提高,为保障机组安全运行提供了重要的技术支撑。

基于LMD与Wigner-Ville分布的水力机组振动信号分析

针对现有非平稳信号处理方法在分析水力机组振动信号时,无法同时兼顾较高的时频分辨率和瞬时时频特征的有效提取问题,提出了一种新的将局域均值分解(LMD)和Wigner-Ville分布相结合的非平稳信号处理方法,并将其应用于水力机组甩负荷工况的上导轴承摆度信号分析.通过与短时傅里叶变换、小波变换和Wigner-Ville分布方法提取的时频谱图对比分析,表明该方法继承了局域均值分解可以将多分量非平稳信号分解为多个频率成分单一的PF分量、以直接计算瞬时幅值和瞬时频率的优点,以及Wigner-Ville高时频分辨率的优点,同时,避免了Wigner-Ville分布因为受到固有交叉项干扰导致多个频率成分的信号难以表示清楚的缺陷,能够有效提取与转速变化趋势基本一致的瞬时时频谱图,为后续机组状态识别与故障诊断提供分析工具.

水力机组在线振动监测分析系统研究

结合岩滩水电站振动监测项目提出一种新型的水轮发电机组振动在线监测分析系统,它是以工业PC机为主体,与摆度、振动传感器及有关功能模块和信号预处理器共同组成的机组振动在线监测分析系统。利用该系统,能连续地在线监测机组故障的缓慢变化发展过程,以便为状态检修提供良好的依据。

鲁棒Smith预估控制在水力机组调节中的探索

水轮发电机组包含有水力、机械、电气子系统 ,具有非线性、正零点等不易控制的特点。本文将 Smith预估控制用于机组的调节 ,并采用鲁棒控制理论设计控制器 ,获得了满意的动态性能和鲁棒性能 ,抑制负荷扰动的能力也可以通过结构改善得到改观。

贯流式水力机组调速控制策略研究

对灯泡贯流式水力机组的调速策略进行了研究,提出了附加校正控制和状态反馈控制两种方案。通过对其稳定域及适应性的分析,论证了这两种方案的有效性。

水力机组振动监测与故障诊断

针对水力机组运行过程中因振动而引起故障并造成经济损失这一问题 ,开发了一套新型的振动监测及故障诊断系统 ,它以工业 PC机为主体 ,与摆度、振动传感器及有关功能模块和信号预处理器共同组成机组振动在线监测分析系统。利用该系统对机组振动的周期性监测 ,能够在线监测机组缺陷的缓慢变化过程 ,为视情检修提供良好的依据 ,同时也为机组运行调度提供可靠的信息。介绍了该系统的硬件及软件组成、原理及功能 ,并结合实例运用小波分析与傅里叶分析相结合的信号分析方法 ,对机组故障进行了分析诊断 ,找出了故障原因。

摩擦对水力机组大波动过渡过程影响研究

运用MATLAB/Simulink软件对考虑摩擦和不考虑摩擦时一台水力机组在额定工况下甩负荷运行后的大波动过渡过程的仿真结果进行了比较,讨论了摩擦对电站甩负荷后的蜗壳末端水击压力、尾水管末端转速及水轮机真空度等因素的影响,进而为水电站在大波动调保计算时是否考虑摩擦的影响提供一定程度的参考.理论分析表明,摩擦对大波动过渡过程存在一定影响,但是在一定条件下,这种影响可忽略.仿真结果表明,不考虑摩擦时的水击压力和转速都略大于考虑摩擦时的水击压力和转速.对实际工程而言,这种偏大的计算结果是安全的.

含鉴相的水力机组轴心轨迹信号还原研究

水力机组主轴轴心轨迹中包含大量的故障信息,在研究轴心轨迹之前必须进行降噪处理。针对含鉴相的轴摆信号,提出采用时程处理方法,依据鉴相片、轴系直径、采样频率等信息对时程信号处理,最终利用EMD方法剔除趋势项并重构信号的时程处理方法。实例分析表明,该方法能正确识别、剔除鉴相片所带来的影响,并对机组振摆信号进行准确重构,基于此准确描述机组状态。

基于实时数据库的水力机组状态监测系统

选用C++Builder6.0结合SQLServer7.0和C语言开发了一套适用于中小型电厂使用和维护方便的监测分析系统.介绍了系统的工作原理、监测点的选择和布置、软硬件系统的构成等,详细阐述了实时数据库的设计与实现.通过实践证明,系统具有很高的实时性和可靠性,是一套能完全应用于实际生产的性能价格比高的系统.

水力机组运行工况实时监储系统设计研究

为实时了解水力机组运行状况,实现水电站优化调度与经济运行,采用虚拟仪器和MATLAB相结合的技术开发了一套集数据采集、水轮机运行工况实时三维立体显示和数据储存功能为一体的监储系统。简单介绍了水力机组参数的测量原理,重点介绍了基于虚拟仪器的系统主控界面的设计及LabVIEW和MATLAB混合编程的方法。运行实践表明该系统操作灵活方便,能对水力机械的实时运行工况进行三维立体直观表达。

SJJ-1 型水力机组监测系统在水电厂的应用

ＳＪ１型水力机组监测系统在水电厂的应用郑源李贤庆张新珊（河海大学水利水电工程学院南京２１００９８）（乌溪江水电厂浙江衢州３１４０００）关键词水力机组运行参数在线监测计算机应用１系统功能ＳＪ１型水力机组运行参数微机在线监测系统是在浙江省乌溪江水电厂...

水力机组振动故障的智能诊断技术研究

概述了智能诊断技术的发展历史与现状,着重介绍了因果分析法、故障树法、模糊控制、专家控制、神经网络控制、粗糙集、支持向量机等人工智能方法的特点及其在水力机组故障诊断中的应用情况,并指出智能技术作为水力机组振动故障的有效诊断方法,必然朝着综合化方向发展。

水力机组主动控制问题

发展快速稳定的运行控制理论和技术不仅是水力机组本身的需求,也是未来电网灵活控制的基础性条件。引入机械振动主动控制的概念,分析主动控制的核心思想和方法 ,提出了水力机组主动控制的概念。为明确水力机组主动控制的系统结构,提出简单单机、完整单机、水电站局部多机三种建议的系统结构模型。对水力机组主动控制的实现途径进行探讨,给出一个广义哈密顿实现的例子。最后,概览性地分析了目前水力机组运行控制相关领域的发展情况。

混流式水力机组减振探讨

对混流式水力机组的振动及减振措施进行了阐述 ;从机组设计和振动预防的角度考虑 。